河南理工大学 机械原理10套往年试题

Ａ．大于 Ｂ．等于 Ｃ．小于 D．与齿数有关

5、在曲柄摇杆机构中，当取曲柄为原动件时，( )死点位置。

A．有一个 B．没有 C．有两个 D．有三个 6、渐开线齿轮变位后（ ）。

A．分度圆及分度圆上的齿厚仍不变

B．分度圆及分度圆上的齿厚都改变了 D．分度圆改变乐但分度圆上的齿厚不变

C．分度圆不变但分度圆上的齿厚改变了

7、一对渐开线齿轮啮合时，齿廓间的相对运动在一般位置时（非节圆处）是（ ）。

A．纯滚动

B．纯滑动

C．滑动兼滚动

8、凸轮机构的从动件运动规律与凸轮的（ ）有关。

A．实际廓线 B．理论廓线 C．表面硬度

9、在变位齿轮传动中，（ ）可以减小齿轮机构的尺寸，但啮合角增大，实际啮合线段减短，使得重合度减小较多。

A．标准齿轮传动

B．等变位传动

C．正传动

D．负传动

10、对于铰链四杆机构，当从动件的行程速比系数( )时，机构必有急回特性。 A．K>0 B．K>1 C．K<1 D．K=1 得分 评卷人

三、 简答题（每题4分，共24分）

1、满足杆长条件的四杆机构，取不同构件为机架可以得到什么样的机构？

2、判定机械自锁的方法有几种？

3、当量齿轮和当量齿数的用途是什么？

4、什么是运动副？平面运动副分几类，各类都有哪些运动副？其约束等于几个？

5、凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击是什么？举出常用的从动件运动规律及其动力特性（是否发生刚性或柔性冲击）。

《机械原理》试卷 第13页（共45页）

6、简述渐开线齿廓的啮合特性。 得分 评卷人 四、 分析计算题（共36分）

1、试计算图示各运动链的自由度数，如存在复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出，并判定他们能否成为机构（标有箭头的构件为原动件）。（6分）

2、在图示四铰链机构中已知：LBC?50mm，LCD?35mm，LAD?30mm，AD为固定件。 （1）如果能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求LAB的极限值。（4分） （2）如果能成为双曲柄机构，求 LAB 的取值范围。（3分） （3）如果能成为双摇杆机构，求LAB的取值范围 。（3分）

机械原理试卷（4）答案及评分标准

一、填空题（每空1分，共20分） 1、制造，相对运动

2、曲柄摇杆，双曲柄，双摇杆 3、基圆

《机械原理》试卷 第14页（共45页）

4、0，大

5、? 6、小

7、原动，死点，极位 8、急回

9、传动比大小，转动方向 10、 11、

?1???2

一直线

12、 2 13、 基圆半径不变

二、单项选择题（每题2分，共20分）

1、B 2、B 3、 C 4、A 5、B 6、C 7、C 8、B 9、C 10、B 三、简答题（每题4分，共24分）

1、答：（1）最短杆的邻边为机架是曲柄摇杆机构。（1.5分） （2）最短杆为机架是双曲柄机构。（1.5分）

（3）最短杆的对边杆为机架是双摇杆机构。（1分） 2、答：（1）平面摩擦：驱动力作用在摩擦角内。（1分） （2）转动副摩擦：驱动力作用在摩擦圆内。（1分）

（3）机械效率小于等于零（串联机组中有一个效率小于等于零就自锁）。（1分） （4）生产阻力小于等于零。（1分）

3、答：一对圆锥齿轮的当量齿轮用来研究圆锥齿轮的啮合原理，（1分）如重合度和正确啮合条件等，（1分）单个当量齿轮用来计算不根切的最小齿数和用仿形法加工圆锥齿轮时用它来选择刀具号及计算圆锥齿轮的弯曲强度。（2分）

4、答：运动副：两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接叫运动副。（1分） 平面运动副分两类：（1分）

（1）平面低副（面接触）包括：转动副、移动副，其约束为 2。（1分）

（2）平面高副（点、线接触）包括：滚子、凸轮、齿轮副等，约束为 1。（1分）

5、答：凸轮机构传动中的刚性冲击是指理论上无穷大的惯性力瞬间作用到构件上，使构件产生强烈的冲击；（1分）

柔性冲击是指理论上有限大的惯性力瞬间作用到构件上，使构件产生的冲击。（1分）

等速运动：刚性冲击；等加速等减速运动：柔性冲击；余弦加速度运动：柔性冲击；正弦加速度：无冲击。（2分）

6、答：（1）渐开线齿廓能保证定传动比传动：当两渐开线齿廓在某点啮合时，该点处两齿廓的公法线必同时与两齿轮的基圆相切。又因两基圆为定圆，同一方向的内公切线唯一，与连心线的交点为一定点；（2分）

（2）渐开线齿廓之间的正压力方向不变：接触点的公法线都是两基圆的同一条内公切线，改线为啮合线，正压力沿接触点公法线方向，固两齿廓间正压力方向始终不变。（1分）

（3）渐开线齿廓传动具有可分性：传动比取决于两齿轮的基圆半径的反比，两齿轮中心距与设计中心距略有变化时，传动比不受影响。（1分） 四、设计分析题（共36分） 1、解：

A处为复合铰链（注意小齿轮与机架构成的转动副易被忽略）。（1分） n ＝ 4，PL = 5，PH = 1 （1分）

F ＝ 3n － 2PL － PH = 3×4－2× 5－1 ＝ 1 （3分） 此运动链有一个原动件，故能成为机构。（1分） 2、解：

（1）若能成为曲柄摇杆机构，则机构必须满足“杆长之和的条件”，且AB应为最短杆。因此 LBC ＋ LAB ≤ LCD ＋ LAD

50 ＋ LAB ≤ 35 ＋ 30 ∴ LAB ≤ 15mm （4分） （2）若能成为双曲柄机构，则应满足“ 杆长之和的条件”，且AD必须为最短杆。这时，应考虑下述两种情况：

a. LAB ≤ 50mm时，BC为最长杆，应满足

LBC ＋ LAD ≤ LAB ＋LCD 50 ＋ 30 ≤ LAB ＋ 35 ∴ LAB ≥ 45mm 则 45mm ≤ LAB ≤ 50mm

b. LAB ＞ 50mm时，AB为最长杆，应满足

LAB ＋LAD ＞ LBC ＋ LCD LAB ＋ 30 ≤ 50 ＋ 35 ∴ LAB ≤ 55mm 则 50mm ＜ LAB ≤ 55mm 将两种情况下得出的结果综合起来，即得LAB的取值范围为 45mm ≤ LAB ≤ 55mm （3分）

（3）若能成为双摇杆机构，则应该不满足“杆长之和的条件”这时，需按下述三种情况加以讨论：

a. LAB ＜ 30mrn时，AB为最短杆，BC为最长杆，则应有 LAB ＋ LBC ＞ LCD ＋ LAD LAB ＋ 50 ＞ 35 ＋ 30

∴ LAB ＞ 15mm 15mm ＜ LAB ＜ 30mm （a） b. 50mm ＞ LAB ≥ 30mm时，AD为最短杆，BC为最长杆，则应有 LAD ＋ LBC ＞ LAB ＋ LCD 30 ＋ 50 ＞ LAB ＋ 35

∴ LAB ＜ 45mm 即 30mm ≤ LAB ＜ 45mm （b） c. LAB ＞50mm 时AB为最长杆，AD为最短杆，则应有 LAB ＋ LAD ＞ LBC ＋ LCD LAB ＋ 30 ＞ 50 ＋ 35 ∴ LAB ＞ 55mm

另外，还应考虑到BC与CD杆成延长一直线时，需满足三角形的边长关系（一边小于另两边之和），即

LAB ＜ LBC ＋ LCD ＋ LAD = 50 ＋ 35 ＋ 30 ∴ LAB ＜ 115mm

即 55mm ＜ LAB ＜ 115mm （c）

将不等式（a）和（b）加以综合，并考虑到式（c），得出 LAB的取值范围为 15mm ＜ LAB ＜ 45mm

55mm ＜ LAB ＜ 115mm （3分） 3、解：i＝Z2/Z1=3 因Z1=19 所以Z2＝57--------------------------（2分）

a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2=152mm------------------------------（1分） m=2a/(z1+z2)=2×152/（19+57）＝4-----------------------（2分） d1=mz1=4×19＝76mm d2=mz2=4×57＝228mm-----（3分） da=d1+2ha*m=76+2×1×4＝84mm---------------------------（2分） 4、解：齿轮4、5组成定轴轮系；齿轮1、2、3组成周转轮系。

i45?n4z550?????2（2分） n5z425n1?nHz2z330?80???4（4分）

n3?nHz1z220?30Hi13?《机械原理》试卷 第15页（共45页）

又nH?n4，n3?0，带入，可得（2分）

i15?n1?5（2分） n5

3、一正常齿标准渐开线直齿圆柱齿轮传动，中心矩a＝152mm，小齿轮齿数Z1＝19，传动比i＝3，求两齿轮的模数、分度圆直径和小齿轮齿顶圆直径da1。（10分）

4、已知图4所示轮系中各齿轮的齿数为：Z1=20，Z2=30，Z3=80，Z4=25，Z5=50。求轮系的传动比i15。（10分）

《机械原理》试卷 第16页（共45页）