2025機(jī)械工程師考試機(jī)械原理試題及答案一、選擇題1.在平面四桿機(jī)構(gòu)中，能實(shí)現(xiàn)急回運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)是（）()-A.雙曲柄機(jī)構(gòu)-B.對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)-C.擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)-D.雙搖桿機(jī)構(gòu)答案：C解析：擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)具有急回特性。雙曲柄機(jī)構(gòu)一般不具有急回運(yùn)動(dòng)；對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)沒有急回特性；雙搖桿機(jī)構(gòu)通常也不存在急回運(yùn)動(dòng)。所以答案選C。2.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的根切現(xiàn)象，發(fā)生在（）()-A.模數(shù)較大時(shí)-B.模數(shù)較小時(shí)-C.齒數(shù)較少時(shí)-D.齒數(shù)較多時(shí)答案：C解析：當(dāng)齒數(shù)較少時(shí)，用范成法加工齒輪會(huì)出現(xiàn)根切現(xiàn)象。模數(shù)大小與根切現(xiàn)象無關(guān)。而齒數(shù)較多時(shí)一般不會(huì)發(fā)生根切。所以答案是C。3.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于其余兩桿長(zhǎng)度之和，則為了獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，其機(jī)架應(yīng)?。ǎ?)-A.最短桿-B.最短桿的相鄰桿-C.最短桿的相對(duì)桿-D.任何一桿答案：B解析：根據(jù)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件，當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于其余兩桿長(zhǎng)度之和時(shí)，取最短桿的相鄰桿為機(jī)架，可得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；取最短桿為機(jī)架得到雙曲柄機(jī)構(gòu)；取最短桿的相對(duì)桿為機(jī)架得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。所以答案選B。4.為使機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)，要求行程速比系數(shù)（）()-A.K=1-B.K>1-C.K<1-D.K=0答案：B解析：行程速比系數(shù)K=（180°+θ）/（180°-θ），當(dāng)K>1時(shí)，機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)；K=1時(shí)，機(jī)構(gòu)沒有急回運(yùn)動(dòng)；K不能小于1和等于0。所以答案是B。5.一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是（）()-A.兩齒輪的模數(shù)和齒厚分別相等-B.兩齒輪的齒側(cè)間隙為零-C.兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等-D.兩齒輪的齒數(shù)和模數(shù)分別相等答案：C解析：一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是模數(shù)和壓力角分別相等。齒厚、齒側(cè)間隙、齒數(shù)等不是正確嚙合的關(guān)鍵條件。所以答案選C。6.機(jī)械平衡的目的是（）()-A.使作用在機(jī)械上的力平衡，減小機(jī)械的振動(dòng)-B.使機(jī)械中各構(gòu)件的慣性力和慣性力矩平衡，減小機(jī)械的振動(dòng)-C.使機(jī)械中各構(gòu)件的重力平衡，減小機(jī)械的振動(dòng)-D.使機(jī)械中各構(gòu)件所受的摩擦力平衡，減小機(jī)械的磨損答案：B解析：機(jī)械平衡的目的是使機(jī)械中各構(gòu)件的慣性力和慣性力矩平衡，從而減小機(jī)械的振動(dòng)。力平衡、重力平衡、摩擦力平衡都不是機(jī)械平衡的主要目的。所以答案是B。7.在凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件選用等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，其從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)（）()-A.將產(chǎn)生剛性沖擊-B.將產(chǎn)生柔性沖擊-C.沒有沖擊-D.既有剛性沖擊又有柔性沖擊答案：A解析：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律在運(yùn)動(dòng)開始和終止時(shí)，速度有突變，會(huì)產(chǎn)生剛性沖擊。柔性沖擊是等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等在某些階段出現(xiàn)的。所以答案選A。8.周轉(zhuǎn)輪系中，若自由度為1，則稱該周轉(zhuǎn)輪系為（）()-A.差動(dòng)輪系-B.行星輪系-C.混合輪系-D.定軸輪系答案：B解析：周轉(zhuǎn)輪系中，自由度為1的是行星輪系；自由度為2的是差動(dòng)輪系；混合輪系是由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系組成；定軸輪系各齒輪的軸線位置是固定的。所以答案是B。9.平面機(jī)構(gòu)中，一個(gè)高副引入的約束數(shù)為（）()-A.1-B.2-C.3-D.0答案：A解析：平面機(jī)構(gòu)中，一個(gè)高副引入1個(gè)約束；一個(gè)低副引入2個(gè)約束。所以答案選A。10.齒輪傳動(dòng)中，齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于（）()-A.模數(shù)-B.齒數(shù)-C.中心距-D.齒寬答案：C解析：齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于中心距，模數(shù)主要影響齒根彎曲疲勞強(qiáng)度；齒數(shù)對(duì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度有一定影響，但不是主要因素；齒寬也會(huì)影響接觸強(qiáng)度，但中心距是關(guān)鍵。所以答案選C。二、填空題1.平面四桿機(jī)構(gòu)中，壓力角α與傳動(dòng)角γ之和等于___。答案：90°2.漸開線齒輪的齒廓形狀取決于___。答案：基圓半徑3.凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、___和余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。答案：正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律4.機(jī)械中安裝飛輪的目的是___。答案：調(diào)節(jié)周期性速度波動(dòng)5.周轉(zhuǎn)輪系由___、行星輪、系桿和中心輪組成。答案：行星架6.平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是___。答案：機(jī)構(gòu)的自由度大于零且等于原動(dòng)件的數(shù)目7.一對(duì)漸開線齒輪傳動(dòng)時(shí)，其嚙合角___節(jié)圓壓力角。答案：等于8.齒輪的變位系數(shù)x>0時(shí)，稱為___變位齒輪。答案：正9.帶傳動(dòng)的主要失效形式是打滑和___。答案：疲勞破壞10.機(jī)械效率的計(jì)算公式為___。答案：η=輸出功/輸入功三、判斷題1.平面四桿機(jī)構(gòu)中，若各桿長(zhǎng)度滿足桿長(zhǎng)條件，則一定有曲柄存在。（）答案：×解析：平面四桿機(jī)構(gòu)中，各桿長(zhǎng)度滿足桿長(zhǎng)條件只是有曲柄存在的必要條件，還需要合適的機(jī)架選取才能有曲柄存在。所以該說法錯(cuò)誤。2.漸開線齒輪的齒廓形狀與基圓大小有關(guān)，基圓越大，齒廓曲線越趨于直線。（）答案：×解析：漸開線齒輪基圓越大，齒廓曲線越趨于平直，但不是直線。所以該說法錯(cuò)誤。3.凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件按等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生剛性沖擊。（）答案：×解析：從動(dòng)件按等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生柔性沖擊，而不是剛性沖擊。所以該說法錯(cuò)誤。4.周轉(zhuǎn)輪系中，行星輪既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)。（）答案：√解析：在周轉(zhuǎn)輪系中，行星輪繞自身軸線自轉(zhuǎn)，同時(shí)又繞中心輪公轉(zhuǎn)。所以該說法正確。5.平面機(jī)構(gòu)的自由度一定大于零。（）答案：×解析：平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)自由度大于零且等于原動(dòng)件數(shù)目，但機(jī)構(gòu)自由度也可能為零或小于零。所以該說法錯(cuò)誤。6.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，若中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距，則不能正確嚙合。（）答案：×解析：一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，即使中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距，只要滿足模數(shù)和壓力角分別相等，依然可以正確嚙合，只是可能會(huì)有側(cè)隙等情況。所以該說法錯(cuò)誤。7.機(jī)械平衡只能平衡慣性力，不能平衡慣性力矩。（）答案：×解析：機(jī)械平衡既可以平衡慣性力，也可以平衡慣性力矩。所以該說法錯(cuò)誤。8.帶傳動(dòng)中，彈性滑動(dòng)是不可避免的，打滑是可以避免的。（）答案：√解析：由于帶的彈性變形，彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)中不可避免的現(xiàn)象；而打滑是由于過載引起的，可以通過合理設(shè)計(jì)和使用避免。所以該說法正確。9.齒輪傳動(dòng)中，齒面膠合是高速重載齒輪傳動(dòng)的主要失效形式之一。（）答案：√解析：在高速重載的齒輪傳動(dòng)中，齒面膠合是常見的主要失效形式之一。所以該說法正確。10.平面機(jī)構(gòu)中，一個(gè)低副引入2個(gè)約束。（）答案：√解析：平面機(jī)構(gòu)中，低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副）引入2個(gè)約束。所以該說法正確。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其特點(diǎn)。(1).曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿。特點(diǎn)是能將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為搖桿的往復(fù)擺動(dòng)，并且可能具有急回特性。(2).雙曲柄機(jī)構(gòu)：具有兩個(gè)曲柄。特點(diǎn)是兩曲柄可作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比和運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換。(3).雙搖桿機(jī)構(gòu)：兩個(gè)連架桿均為搖桿。特點(diǎn)是兩搖桿只能作往復(fù)擺動(dòng)，常用于實(shí)現(xiàn)一些特定的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)要求。2.漸開線具有哪些性質(zhì)？(1).發(fā)生線在基圓上滾過的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的弧長(zhǎng)。(2).漸開線上任意一點(diǎn)的法線必與基圓相切。(3).漸開線齒廓上各點(diǎn)的壓力角不等，離基圓越遠(yuǎn)，壓力角越大；基圓上壓力角為零。(4).漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓越大，漸開線越平直。(5).基圓內(nèi)無漸開線。3.簡(jiǎn)述凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理和特點(diǎn)。工作原理：凸輪作連續(xù)的等速轉(zhuǎn)動(dòng)或往復(fù)直線移動(dòng)，驅(qū)使從動(dòng)件按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)。特點(diǎn)：-(1).可以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律。-(2).結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。-(3).凸輪與從動(dòng)件之間為高副接觸，容易磨損，承載能力較低。4.什么是機(jī)械的自鎖？自鎖的條件是什么？機(jī)械的自鎖是指由于摩擦的存在，無論驅(qū)動(dòng)力如何增大，機(jī)械都不能運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。自鎖條件：-(1).對(duì)于移動(dòng)副，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力作用在摩擦角之內(nèi)時(shí)發(fā)生自鎖，即驅(qū)動(dòng)力作用線與接觸面法線夾角小于等于摩擦角。-(2).對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)副，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的作用線與摩擦圓相交或相切時(shí)發(fā)生自鎖。5.簡(jiǎn)述齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：-(1).傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)95%-98%。-(2).傳動(dòng)比準(zhǔn)確、穩(wěn)定。-(3).結(jié)構(gòu)緊湊，能在較小的空間內(nèi)傳遞較大的功率。-(4).工作可靠，使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：-(1).制造和安裝精度要求高，成本較高。-(2).不適用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。-(3).低精度齒輪傳動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)。五、計(jì)算題1.計(jì)算如圖所示平面機(jī)構(gòu)的自由度（若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，需指出）。（此處假設(shè)給出一個(gè)具體的平面機(jī)構(gòu)圖，下面為分析計(jì)算過程）-(1).首先，判斷復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束：-假設(shè)圖中有一處三個(gè)構(gòu)件在同一軸線上鉸接，這為復(fù)合鉸鏈，其轉(zhuǎn)動(dòng)副個(gè)數(shù)為2個(gè)。-若有一個(gè)滾子繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)為局部自由度，將其去除。-若存在兩構(gòu)件之間的移動(dòng)副，且它們的移動(dòng)方向相同，其中一個(gè)移動(dòng)副為虛約束，去除虛約束。-(2).確定構(gòu)件數(shù)n、低副數(shù)PL和高副數(shù)PH：-假設(shè)去除局部自由度和虛約束后，構(gòu)件數(shù)n=7，低副數(shù)PL=9，高副數(shù)PH=1。-(3).根據(jù)平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式F=3n-2PL-PH，可得：-F=3×7-2×9-1=21-18-1=2。2.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知模數(shù)m=5mm，齒數(shù)z1=20，z2=50，求：(1).兩齒輪的分度圓直徑d1、d2；根據(jù)分度圓直徑公式d=mz，可得d1=mz1=5×20=100mm，d2=mz2=5×50=250mm。(2).標(biāo)準(zhǔn)中心距a；標(biāo)準(zhǔn)中心距公式a=(d1+d2)/2=(100+250)/2=175mm。(3).齒頂圓直徑da1、da2；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒頂高系數(shù)ha*=1，齒頂圓直徑公式da=d+2ham，所以da1=d1+2ham=100+2×1×5=110mm，da2=d2+2ha*m=250+2×1×5=260mm。(4).齒根圓直徑df1、df2。頂隙系數(shù)c*=0.25，齒根圓直徑公式df=d-2(ha*+c*)m，所以df1=d1-2(1+0.25)×5=100-12.5=87.5mm，df2=d2-2(1+0.25)×5=250-12.5=237.5mm。3.如圖所示的周轉(zhuǎn)輪系，已知各輪齒數(shù)z1=20，z2=30，z2’=20，z3=70，求傳動(dòng)比i1H。（此處假設(shè)給出周轉(zhuǎn)輪系的具體圖，下面為分析計(jì)算過程）-(1).首先，根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比公式：-轉(zhuǎn)化輪系中，傳動(dòng)比i13H=(ω1-ωH)/(ω3-ωH)=(-1)^1×z2×z3/(z1×z2’)。-(2).代入已知齒數(shù)：-i13H=(-1)^1×30×70/(20×20)=-21/4。-(3).因?yàn)棣?=0（假設(shè)輪3固定），則：-(ω1-ωH)/(0-ωH)=-21/4。-4(ω1-ωH)=21ωH。-4ω1-4ωH=21ωH。-4ω1=25ωH。-所以傳動(dòng)比i1H=ω1/ωH=25/4。4.有一偏心圓盤凸輪機(jī)構(gòu)，圓盤半徑R=50mm，偏心距e=20mm，滾子半徑rT=10mm，從動(dòng)件的行程h為多少？(1).當(dāng)凸輪從最小向徑位置轉(zhuǎn)到最大向徑位置時(shí)，從動(dòng)件上升的行程h等于最大向徑與最小向徑之差。(2).最大向徑Rmax=R+e，最小向徑Rmin=R-e。(3).則從動(dòng)件行程h=Rmax-Rmin=(R+e)-(R-e)=2e。(4).代入e=20mm，可得h=2×20=40mm。5.已知一機(jī)械系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)周期內(nèi)，等效驅(qū)動(dòng)力矩Md和等效阻力矩Mr隨等效構(gòu)件轉(zhuǎn)角φ的變化曲線如圖所示（此處假設(shè)給出具