考研機(jī)械工程2025年機(jī)械原理真題模擬試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.在平面運(yùn)動(dòng)副中，能提供兩個(gè)約束的自由度數(shù)為（）。A.1B.2C.3D.42.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的必要條件是（）。A.機(jī)構(gòu)的自由度大于零B.機(jī)構(gòu)的自由度等于零C.機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副數(shù)目等于構(gòu)件數(shù)目減1D.機(jī)構(gòu)的自由度大于機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目3.在四桿機(jī)構(gòu)中，若選取不同的構(gòu)件作為機(jī)架，可能得到不同類型的機(jī)構(gòu)。當(dāng)最短桿與最長桿長度之和小于其他兩桿長度之和時(shí)，若取最短桿相鄰的構(gòu)件為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)一定是（）。A.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B.雙曲柄機(jī)構(gòu)C.雙搖桿機(jī)構(gòu)D.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)4.凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律主要由（）決定。A.凸輪的輪廓形狀B.凸輪的轉(zhuǎn)速C.機(jī)構(gòu)的形式D.從動(dòng)件的行程5.一對漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是（）。A.模數(shù)相等，壓力角相等B.模數(shù)相等，齒寬相等C.分度圓半徑相等，傳動(dòng)比等于1D.齒數(shù)相等，中心距相等二、判斷題6.（）機(jī)構(gòu)的自由度一定大于零，該機(jī)構(gòu)才能運(yùn)動(dòng)。7.（）在連桿機(jī)構(gòu)中，行程速比系數(shù)k是指從動(dòng)件最大速度與最小速度之比。8.（）凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角越大，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率越高。9.（）一對齒輪的嚙合角總是等于其分度圓壓力角。10.（）機(jī)械的周期性速度波動(dòng)可以通過安裝飛輪來完全消除。三、填空題11.平面四桿機(jī)構(gòu)中，若存在曲柄，則該曲柄一定是與機(jī)架相連的桿。12.計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，若存在復(fù)合鉸鏈，則該處約束數(shù)應(yīng)加。13.凸輪機(jī)構(gòu)的基圓是指以凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心為圓心，到凸輪輪廓最小半徑所作的圓。14.在標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪中，分度圓上的齒厚與齒槽寬之差等于零。15.機(jī)械效率是指有用功與輸入功之比。四、簡答題16.簡述機(jī)構(gòu)自由度的含義及其計(jì)算方法。17.簡述平面四桿機(jī)構(gòu)中存在死點(diǎn)的條件及其避免方法。18.簡述凸輪機(jī)構(gòu)中壓力角的概念及其對機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能的影響。五、作圖題19.在圖示機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件1為主動(dòng)件，按順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。試用瞬心法作出機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)，構(gòu)件3上點(diǎn)D（位于構(gòu)件3延長線外）的速度vD。（此處應(yīng)有機(jī)構(gòu)簡圖，并標(biāo)出構(gòu)件1、2、3、鉸鏈A、B、C、D及速度vD的示意箭頭。由于無法繪制圖形，請考生自行繪制一個(gè)包含上述元素的平面四桿機(jī)構(gòu)示意圖進(jìn)行作答。）20.設(shè)計(jì)一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速度ω順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件行程h=20mm，運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下：推程階段（0≤φ<π）從動(dòng)件按簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升；遠(yuǎn)休止階段（π≤φ<3π/2）從動(dòng)件靜止；回程階段（3π/2≤φ<2π）從動(dòng)件按等加速等減速規(guī)律返回。試畫出從動(dòng)件的位移s隨凸輪轉(zhuǎn)角φ變化的位移線圖。（此處應(yīng)有坐標(biāo)軸，橫軸為凸輪轉(zhuǎn)角φ，縱軸為從動(dòng)件位移s。請考生根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)和等加速等減速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，自行繪制對應(yīng)的位移線圖。）六、計(jì)算題21.圖示平面四桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件長度分別為：lAB=100mm，lBC=300mm，lCD=200mm，lAD=400mm，構(gòu)件1為主動(dòng)件，順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。試求當(dāng)φ1=45°時(shí)，機(jī)構(gòu)自由度；若構(gòu)件1的角速度ω1=10rad/s，求構(gòu)件3的角速度ω3和角加速度α3。（提示：可先進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，確定機(jī)構(gòu)類型，再進(jìn)行計(jì)算）（此處應(yīng)有機(jī)構(gòu)簡圖，并標(biāo)注各桿長度、角度φ1及速度、加速度符號。由于無法繪制圖形，請考生自行繪制示意圖進(jìn)行計(jì)算。）22.一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=5mm，壓力角α=20°，齒數(shù)z1=20，z2=60。試求該對齒輪的傳動(dòng)比i12、中心距a以及大齒輪的分度圓直徑d2和齒根圓直徑df2。（假設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，無變位）（請根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算。）試卷答案一、選擇題1.B2.A3.B4.A5.A二、判斷題6.錯(cuò)誤7.錯(cuò)誤8.錯(cuò)誤9.正確10.錯(cuò)誤三、填空題11.機(jī)架12.113.轉(zhuǎn)動(dòng)中心14.零15.有用功/輸入功四、簡答題16.機(jī)構(gòu)自由度是指一個(gè)機(jī)構(gòu)相對于確定參考系獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。計(jì)算方法是根據(jù)機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的數(shù)目n、低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）數(shù)目pL、高副數(shù)目pH，按照公式F=3n-1-2pL-pH計(jì)算得出。17.平面四桿機(jī)構(gòu)存在死點(diǎn)的條件是：機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角等于零，或者壓力角等于90°。避免方法包括：采用增大傳動(dòng)角的設(shè)計(jì)；在從動(dòng)件上安裝飛輪，利用其慣性渡過死點(diǎn)；將機(jī)構(gòu)變換成雙曲柄機(jī)構(gòu)或雙搖桿機(jī)構(gòu)。18.凸輪機(jī)構(gòu)中壓力角是指從動(dòng)件受力方向與其速度方向之間所夾的銳角。壓力角越大，驅(qū)動(dòng)力所需克服的摩擦力就越大，機(jī)構(gòu)的效率越低，磨損也越嚴(yán)重。設(shè)計(jì)時(shí)通常限制最大壓力角在允許范圍內(nèi)。五、作圖題19.（解析：根據(jù)瞬心法，構(gòu)件1與構(gòu)件2的瞬心P12位于轉(zhuǎn)動(dòng)中心A和B的連線上；構(gòu)件2與構(gòu)件3的瞬心P23位于轉(zhuǎn)動(dòng)中心B和C的連線上。P23即為構(gòu)件3的絕對瞬心，它代表構(gòu)件3在該瞬時(shí)的角速度方向。過P23作構(gòu)件3的延長線，自P23沿速度方向vB（垂直于AB）畫速度矢量vB，根據(jù)速度影像原理，從動(dòng)件3上點(diǎn)D的速度vD應(yīng)與vB成比例，自P23沿vB方向按比例量取vD。）20.（解析：根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求，在位移線圖上，0≤φ<π段，s隨φ按簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化，曲線應(yīng)為正弦曲線的一部分；π≤φ<3π/2段，s保持不變，為一條水平線；3π/2≤φ<2π段，s隨φ按等加速等減速規(guī)律變化，曲線應(yīng)為拋物線形狀，從s=h下降至s=0。）六、計(jì)算題21.（解析：自由度計(jì)算：F=3n-1-2pL-pH。機(jī)構(gòu)中共有4個(gè)構(gòu)件（n=4），6個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副（pL=6），無高副（pH=0）。F=3*4-1-2*6-0=1。自由度不為零，機(jī)構(gòu)可以運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)分析：根據(jù)給定尺寸和角度，可判斷該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（因lAB+lCD>lBC+lAD）。構(gòu)件1為曲柄，構(gòu)件3為搖桿。用瞬心法或速度影像法等可求得vB和ω3，進(jìn)而求得α3。假設(shè)用瞬心法，P13為構(gòu)件1與構(gòu)件3的瞬心，ω3=vP13/vC。角加速度α3可通過加速度分析或?qū)λ俣确匠?/p>