机械原理试卷(手动组卷)20

题目部分，(卷面共有99题,999.0分,各大题标有题量和总分)一、填空题(5小题,共9.0分)1．(1.5分)速度瞬心的概念是：；绝对速度瞬心与相对速度瞬心的相同点是：不同点是：2．(1分)如果一个机构由K个构件组成，则瞬心总数为；。3．(2分)当两构件组成转动副时，速度瞬心的位置在；当两构件组成移动副时，速度瞬心的位置在；两构件组成滑动兼滚动的高副时，速度瞬心的位置在；特殊情况下，两构件组成纯滚动的高副时，瞬心的位置在。4．(2分)三心定理的内容是：。5．(2分)速度影像原理只能应用于；而不能应用于。二、问答题(36小题,共212.0分)1．(10分)试列举出五种能将连续回转运动转换为直线运动的机构，要求画出机构示意图,写上机构名称。2．(10分)转动轴线互相平行的两构件中，主动件作匀速转运，从动件作往复摆动，若要求主动件每转动一周，从动件往复摆动一次，试：（1）确定采用什么机构（至少确定两种机构）；（2）画出其简图；（3）简单说明设计该机构尺寸时应注意哪些问题。3．(5分)要齿轮传动匀速、连续、平稳的进行，必须满足哪些条件？4．(10分)何谓齿轮的模数？为什么要规定模数的标准值？在直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮以及蜗杆蜗轮上，何处的模数为标准值？5．(5分)渐开线齿轮的基本参数有哪些？其中哪些是有标准的？为什么说这些参数是基本参数？6．(6分)渐开线的形状因何而异？一对啮合的渐开线齿轮，若其齿数不同，其齿廓渐开线形状是否相同？又如有两个齿轮，其分度圆及压力角相同，但模数不同，试问其齿廓的渐开线形状是否相同？又若两个齿轮的模数和齿数均相同，但压力角不同，其齿廓渐开线形状是否相同？7．(6分)何谓标准齿轮？何谓标准中心距？一对标准齿轮的实际中心距a略大于标准中心距a时，其传动比有无变化？仍能继续正确啮合吗？其顶隙、齿侧间隙和重合度有何变化？8．(5分)重合度的物理意义是什么？影响重合度的主要参数有哪些？增大齿轮的模数对提高重合度有无好处？9．(6分)何谓齿廓的根切现象？在什么情况下会产生根切现象？是否基圆半径愈小就愈容易产生根切？齿廓的根切有什么危害？要切与被切齿轮的齿数有什么关系？如何避免根切？10．(7分)何谓变位齿轮？为什么要对齿轮进行变位修正？齿轮变位修正后哪些尺寸改变了？哪些尺寸没有改变？11．(8分)斜齿轮传动和直齿轮传动相比有什么特点和优缺点？为什么斜齿轮的模数和压力角有法面和端面之分？为什么要取法面参数为标准值？12．(6分)斜齿轮的螺旋角对传动有什么影响？它的常用范围是多少？为什么要作这样的限制？13．(6分)何谓斜齿轮的当量齿轮和圆锥齿轮的当量齿轮？提出当量齿轮的意义何在？14．(6分)为什么要规定蜗杆分度圆直径的标准系列？为什么蜗杆的分度圆直径11dmz?而蜗轮的分度圆直径却为22dmz，为什么蜗杆传动的传动比221/idd？15．(6分)在凸轮机构设计中有哪几种常用的推杆运动规律？各有什么特点及优缺点？在选择推杆的运动规律时，主要应考虑哪些因素？16．(4分)哪几种推杆运动规律有刚性冲击？哪几种推杆运动规律有柔性冲击？17．(6分)何谓凸轮机构的变尖现象和失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？18．(6分)何谓凸轮机构的压力角？压力角的大小在凸轮机构的设计中有何重要意义？19．(4分)平底推杆凸轮机构的压力角为多少？是否恒为零？这种凸轮机构是否也存在自锁问题？为什么？20．(4分)从受力的观点考虑，直动推杆的导轨长度l和悬臂尺寸b是大一些好，还是小一些好？21．(6分)何谓周期性速度波动和非周期性速度波动产生生周期性速度波动和非周期性速度波动的原因是什么？为什么要加以调节？各可用什么办法来加以调节？22．(6分)何谓机器运转的“平均转速”和运转速度“不均匀系数”？[]是否选得越小越好？23．(5分)机器安装了飞轮以后能否得到绝对匀速运转？飞轮能否用来调节非周期性速度波动？欲减小机器的周期性速度波动，转动惯量相同的飞轮应安装在机器的高速轴上还是安装在低速轴上？24．(5分)飞轮设计的基本问题是什么？如何确定最大盈亏功？25．(5分)为什么要对回转构件进行平衡？26．(7分)何谓动平衡？何谓静平衡？它们各需要满足什么条件？哪一类构件只需要进行静平衡？哪一类构件必须进行动平衡？27．(5分)要求进行动平衡的回转构件，如果只进行静平衡，是否一定能减轻偏听偏心质量造成的不良影响？28．(5分)经过平衡以后的回转构件，当其运转速度发生波动时是否仍有动载荷产生？29．(6分)在工程上为什么要规定许用不平衡量？为什么说完全的绝对平衡是不可能的，也是不必要的？30．(4分)对于作往复移动或平面运动的构件，能否在构件本身将其惯性力平衡？31．(5分)平面四杆机构的基本型式是什么？它有哪些演化型式？32．(5分)何谓曲柄？四杆机构具有曲柄的条件是什么？曲柄是否就是最短杆？33．(6分)何谓行程速比系数？何谓急回特性？何谓极位夹角？三者之间的关系如何？34．(6分)何谓连杆机构的压力角和转动角？研究传动角有何意义？在连杆机构设计中对传动角有何限制？在曲柄摇杆机构中，最小传动角出现在什么位置？35．(5分)在曲柄摇杆机构中，死点和极位实际上是同一个位置，那么为什么有时叫它死点，有时又叫它极位，它们的区别在什么地方？36．(5分)死点与自锁有什么区别？说明死点的危害及其克服方法，以及死点在机械工程中的应用情况。三、图解题(13小题,共225.0分)1．(15分)在图示机构中，已知116050010,mm,rad/sh,构件3的重量Q310N，生产阻力PrN100，其余构件的重量和惯性力不计，试：（1）写出速度和加速度向量方程式，作速度和加速度多边形图，确定在图示位置时构件3的速度和加速度的大小及方向；（2）计算构件3的惯性力PI3，并在构件3上标明方向；（3）计算作用在构件3上的力Pr、Q3，PI3等效到构件1上的等效力矩M，并标明其方向。r2．(15分)图示正切机构中，已知xlAD50100104511mm,mm,rad/s,，构件3的质量m310kg，其它构件质量忽略不计。作用在D点的驱动力FdN10（重力加速度g10m/s2），试：（1）用相对运动图解法求C点的速度Cv和加速度Ca；（2）计算构件3的惯性力PI3，并求作用在C点的阻力Fr。3．(15分)已知平底从动件凸轮机构，其中S1为凸轮的质心，R100mm，OOR1，OSR112，构件1的质量m110kg，构件2的质量m21kg。构件1的角速度110rad/s，且为常数，转向如图示。加在构件2上的载荷F2100N，试在图示位置130时，求：（1）高副低代后的机构简图；（2）从动件2的速度和加速度（用相对运动图解法）；（3）求作用在凸轮1上的平衡力矩。（忽略重力作用，但需考虑构件的惯性力。）4．(20分)在图示六杆机构中，构件2和构件4形成移动副，同时也与构件3形成移动副。原动件1以等角速度1转动，在图示位置时B点的速度vB，加速度aB如图所示（速度、加速度比例尺分别为va,），驱动力矩Md及作用在构件5上的力矩M5的方向如图所示，试求解：（1）构件5的角速度5（用相对速度图解法，写出矢量方程和算式，不作具体数学计算。方向标在图上）。（2）构件4的角加速度4。（3）设不计移动副中的摩擦，各转动副中的摩擦圆如图中虚线所示，试画出铰链B、C、D中的反力R12，R64和R53的方位及指向。5．(20分)在图示机构中，已知HAC540375601mm,mm,，构件1以等角速度110rad/s转动，作用在构件3上的力矩M335.Nm，试：（1）用相对速度图解法求构件3的角速度3和角加速度3；（2）不计摩擦和惯性力，求作用在构件1上的平衡力矩M1的大小和方向。6．(15分)图示机构中，构件1为主动件，构件5与曲柄AB固接。已知：各轮齿数为zzz12320，杆长为llABBC100250mm,mm，杆2的重力G250N，工作阻力P500N，驱动力矩M125Nm，质心S6在BC中点，曲柄及1、2、3轮和构件5的总质心S5如图示，llASAB5，其重力为G511100400N,rad/s,，试：（1）用图解法确定在图示位置时点C及S6的加速度aC及aS6；（2）设以曲柄为等效构件，求等效力矩M。7．(15分)在图示机构运动简图中，凸轮转动中心为O1，凸轮轮廓为一圆，圆心为O2。摆杆AB通过一连杆拉动滑块D运动。D1、D2为摆杆处于两极限位置时滑块对应的位置。求：（1）凸轮机构在图示位置的压力角；（2）绘出摆杆两极限位置；（3）用图解法求连接滑块与摆杆的连杆长及连杆与摆杆的铰链中心（中心在AB的延长线上）。8．(20分)在图示机构中，当偏心轮1绕固定中心A转动时，滑块2在圆柱体3的直槽内滑动，因而使3绕固定中心C转动。（1）试作出机构运动简图；（2）若已知ABAC60120mm,mm，试问这是什么类型的四杆机构？其行程速度变化系数K为多少？（3）当偏心轮1以等角速度130rad/s转动时，求在图示位置时构件3的角速度3和角加速度3，并在图中标出它们的方向。9．(10分)图示为一工作台的摆动机构。工作台下固定一支座4，液压马达装在支座上，驱动凸轮1逆时针方向以11rad/s绕A等速转动。凸轮是半径R22mm的偏心圆，偏心距OAAB1060mm,mm，在图示位置时，试：（1）计算机构的自由度F；（2）图示机构是由哪种基本凸轮机构通过什么方式演化而来的？按比例画出其基本形式。（3）将高副低代后，画出相应的替代机构。10．(20分)图示为凸轮连杆机构的工作位置。已知全部尺寸和工作阻力Q，其方向如图示，并给出了各转动副处的摩擦圆（图中各转动副处较大的圆）。试：（1）画出机架6给构件3的反作用力R63的作用线（滚子与凸轮间的滚动摩擦忽略不计）。（2）用作图法求出当滑块5从最高位置到达图示位置时，凸轮转过的角度（在图中应标注清楚）。注：作图线要画全，画清楚。11．(20分)图示机构中，已知各构件尺寸：lAB15mm，lBD60mm，lED40mm，lCE38mm，e5mm，x20mm，y50mm，长度比例尺l0001.m/mm，原动件1以等角速度1100rad/s逆时针方向转动。试求：（1）构件2、3、4和5的角速度2、3、4、5的大小及方向；（2）在图上标出构件4上的点F4，该点的速度vF4的大小、方向与构件3上的点D速度vD4相同；（3）构件2、3、4和5的角加速度2、3、4、5的大小和方向。（建议速度比例尺v004.(m/s)/mm，加速度比例尺a2(m/s2)/mm。）（要求列出相应矢量方程式和计算关系式。）12．(20分)图示连杆机构，长度比例尺l0001.m/mm，其中lAB15mm，lCD40mm，lBC40mm，llBEEC20mm，lEF20mm，120rad/s。试用相对运动图解法求：（1）2、3、4、5的大小及方向；（2）2、3、4、5的大小和方向；（3）构件5上的点F5的速度vF5和加速度aF5；（4）构件4上的点F4的速度vF4和加速度aF4。（速度多边形和加速度多边形的比例尺分别为v0005.(m/s)/mm，a006.(m/s2)/mm，要求列出相应的矢量方程式和计算关系式。）13．(20分)机构如图所示，已知构件长度，并且已知杆1以匀角速度1回转，用相对运动图解法求该位置滑块5的速度及加速度。四、计算(44小题,共543.0分)1．(10分)已知机组在稳定运转时期主轴上的等效阻力矩变化曲线Mr()如图所示，等效驱动力矩为常数，主轴的平均角速度m10rad/s。为减小主轴的速度波动，现加装一个飞轮，其转动惯量JF.98kgm2，不计主轴及其它构件的质量和转动惯量。