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2025年机械原理试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.如图1所示平面机构（注：图中A、B、C处为三个构件铰接，D处为滚子从动件），其自由度为（）。

A.0B.1C.2D.3

2.渐开线直齿圆柱齿轮的齿廓形状取决于（）。

A.模数B.齿数C.压力角D.齿顶高系数

3.凸轮机构中，从动件采用等加速等减速运动规律时，在（）会产生柔性冲击。

A.推程起始点B.推程中点C.回程终点D.远休止起始点

4.一对标准直齿圆柱齿轮传动，若中心距小于标准中心距，则啮合角（）。

A.大于分度圆压力角B.等于分度圆压力角

C.小于分度圆压力角D.无法确定

5.周转轮系中，若两个中心轮均能转动，则该轮系为（）。

A.行星轮系B.差动轮系C.定轴轮系D.混合轮系

6.机械中安装飞轮的主要目的是（）。

A.增加系统重量B.平衡惯性力

C.调节周期性速度波动D.减少非周期性速度波动

7.对于高速重载齿轮传动，最可能出现的失效形式是（）。

A.齿面磨损B.齿面胶合C.齿根折断D.齿面塑性变形

8.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和，则（）。

A.一定存在曲柄B.可能存在双摇杆

C.最短杆为连杆时是双曲柄D.最短杆为机架时是双摇杆

9.动平衡的刚性转子（）。

A.一定满足静平衡B.不一定满足静平衡

C.只需平衡离心力偶矩D.只需平衡离心力

10.设计V带传动时，若小带轮包角过小，最可能导致（）。

A.带的弯曲应力过大B.带的磨损加剧

C.传动能力下降D.带的寿命缩短

二、填空题（每空1分，共15分）

1.机构具有确定运动的条件是：机构的自由度______原动件的数量。

2.渐开线齿廓的啮合特性包括______和______。

3.凸轮机构中，从动件常用的运动规律有______、______和余弦加速度运动规律等。

4.直齿圆柱齿轮的标准模数是指______上的模数；标准压力角是指______上的压力角。

5.轮系按运动时各轮轴线位置是否固定分为______和______。

6.机械的周期性速度波动可用______调节，非周期性速度波动需用______调节。

7.刚性转子静平衡的条件是______；动平衡的条件是______。

三、简答题（每题6分，共30分）

1.简述平面机构自由度计算时需注意的三类特殊情况，并各举一例说明。

2.比较凸轮从动件等速运动规律与正弦加速度运动规律的优缺点。

3.说明标准直齿圆柱齿轮与变位直齿圆柱齿轮的主要区别，并列举变位齿轮的主要应用场景。

4.分析周转轮系传动比计算的基本步骤，并说明转化轮系法的核心思想。

5.简述机械平衡的目的，并比较静平衡与动平衡的适用场景。

四、分析计算题（共35分）

1.（8分）计算图2所示平面机构的自由度（需标注复合铰链、局部自由度和虚约束的位置）。已知：构件1为机架，构件2-9为活动构件，其中构件5与构件6在E点铰接，构件7为滚子（与构件8接触），构件9与构件2、3在A点铰接（三个构件共轴）。

2.（9分）设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。已知：基圆半径r?=50mm，偏距e=10mm（从动件偏于凸轮转动中心右侧），凸轮顺时针转动，从动件推程运动角δ?=120°，远休止角δ??=60°，回程运动角δ?=90°，近休止角δ?=90°；推程阶段从动件做等速运动，升程h=30mm；回程阶段做等加速等减速运动。要求：

（1）写出推程段和回程段的位移方程s(δ)；

（2）画出凸轮理论轮廓的基圆，并标注推程起始点、远休止点、回程起始点的位置。

3.（9分）一对标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知：小齿轮齿数z?=20，大齿轮齿数z?=60，模数m=4mm，压力角α=20°，齿顶高系数h?=1，顶隙系数c=0.25。计算：

（1）分度圆直径d?、d?；

（2）齿顶圆直径d??、d??；

（3）齿根圆直径d??、d??；

（4）标准中心距a；

（5）重合度εα（已知cos20°≈0.9397，sin20°≈0.3420，inv20°≈0.014904，invα??≈0.0384，invα??≈0.0215）。

4.（9分）如图3所示轮系中，已知各轮齿数：z?=20，z?=40，z?=20，z?=30，z?=80，z?=25，z?=50