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机械原理期末试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题

1.机构具有确定运动的条件是（）。

A.主动件数目等于从动件数目

B.机构自由度大于零

C.机构自由度等于主动件数目

D.机构自由度小于主动件数目

2.在平面四杆机构中，若存在曲柄，则其判断条件是（）。

A.最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，且最短杆为主动件

B.最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，且最短杆为主动件

C.最短杆与最长杆长度之和等于其余两杆长度之和，且最短杆为主动件

D.最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，且最短杆为从动件

3.凸轮机构中，从动件运动规律为简谐运动的凸轮轮廓曲线形状为（）。

A.椭圆

B.抛物线

C.正弦曲线

D.余弦曲线

4.一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（）。

A.模数相等，压力角相等

B.模数相等，齿数相等

C.压力角相等，齿数相等

D.模数相等，压力角相等，且分度圆压力角相等

5.在连杆机构中，若要实现急回运动，则应（）。

A.改变连杆长度

B.改变曲柄长度

C.改变行程速比系数

D.改变机架长度

二、填空题

1.机构的自由度是指机构具有______运动的可能性。

2.平面四杆机构中，若机架为最短杆的邻边，则该机构为______机构。

3.凸轮机构的压力角是指凸轮轮廓上某点的______与该点速度方向之间所夹的锐角。

4.一对标准直齿圆柱齿轮，其齿顶高系数ha*=1，顶隙系数c*=0.25，则其齿高为______模数的值。

5.牛顿法是求解机构运动反行程传动比的一种______方法。

三、判断题

1.任何机构都存在自由度。（）

2.平面连杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则该机构一定为双摇杆机构。（）

3.滚子从动件凸轮机构中，滚子半径必须小于其对应理论廓线的曲率半径，否则会发生失真。（）

4.一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件除了模数和压力角相等外，还必须保证两轮的螺旋角大小相等、方向相反。（）

5.速度影像法可以用于求解平面连杆机构的任意位置的速度。（）

四、计算题

1.在图示平面四杆机构中，各构件长度分别为：AB=60mm，BC=120mm，CD=100mm，AD=80mm，主动件AB以等角速度ω1=10rad/s顺时针转动。试用图解法求当φ1=45°时，从动件CD的角速度ωCD和角加速度αCD。（此处缺少图示，请自行绘制或想象一个具体的角度）

2.一对标准安装的外啮合直齿圆柱齿轮，模数m=5mm，压力角α=20°，齿数z1=20，z2=60。试求该对齿轮的传动比i12、中心距a以及分度圆直径d1和d2。

3.在一曲柄滑块机构中，曲柄长度r=100mm，连杆长度l=300mm，行程速比系数K=1.5。试求：

(1)滑块的行程H；

(2)当曲柄与机架的夹角φ1=30°时，滑块的速度v2和加速度a2。（此处缺少图示，请自行绘制或想象一个具体的角度）

五、分析题

1.试述平面四杆机构中存在死点的条件，并说明如何避免死点对机构工作的影响。

2.比较凸轮机构中滚子从动件、平底从动件和尖端从动件的优缺点，并说明在选择从动件形式时应考虑哪些因素。

试卷答案

一、选择题

1.C

2.A

3.C

4.A

5.C

二、填空题

1.自由

2.双曲柄

3.法线

4.2.25

5.迭代

三、判断题

1.√

2.×

3.√

4.√

5.√

四、计算题

1.解析思路：利用速度影像法。作出速度多边形，其中vdA与AB平行，vB为已知，ω1=10rad/s，vB=ω1*AB。根据速度影像原理，CD的速度vC与dC点重合。连接dA和dC，vC与vB的延长线相交于dC点，量取dA和dC的长度，分别除以尺规比例尺，得到CD的角速度ωCD。求出CD的加速度多边形，同理求出αCD。

2.解析思路：根据标准安装条件，中心距a=(z1+z2)m/2。传动比i12=z2/z1。分度圆直径d1=zm1，d2=zm2。

3.解析思路：滑块行程H=2rsin(180°/K)。根据行程速比系数K=(1-sin(φmmax)/sin(φmmin))，求出最大和最小摆角φmmax和φmmin。速度v2=ω1*r(1+cosφ1)/l。加速度a2