考研機械2025年機械原理強化試卷（含答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共10分。下列每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。）1.機構自由度數(shù)為0的機構一定是（）。A.靜定結(jié)構B.動定結(jié)構C.瞬時靜止結(jié)構D.不能運動的結(jié)構2.在進行平面機構的速度瞬心法速度分析時，若已知某瞬時時速瞬心位于構件上某點，則該點（）。A.一定是該構件的絕對速度為零的點B.一定是該構件上速度最小的點C.可能是該構件的絕對速度為零的點D.速度方向一定已知3.在不計摩擦的情況下，平面連桿機構的壓力角是指（）。A.從動件運動方向與作用在其上的驅(qū)動力方向之間所夾的銳角B.驅(qū)動力方向與機構連桿長度之間所夾的角C.作用在其上的驅(qū)動力方向與作用在其上的反力方向之間所夾的銳角D.驅(qū)動力方向與機構連桿的速度方向之間所夾的銳角4.凸輪機構中，若從動件的運動規(guī)律為簡諧運動，則其運動失真度（）。A.一定為零B.一定不為零C.與凸輪基圓半徑無關D.只與行程有關5.一對標準漸開線直齒圓柱齒輪傳動，其中心距大于其標準中心距，此時傳動比i和嚙合角α將（）。A.i減小，α增大B.i增大，α減小C.i不變，α增大D.i不變，α減小二、填空題（每小題2分，共10分。）6.平面四桿機構中，若存在兩個周轉(zhuǎn)副，則該機構稱為______機構。7.用速度影像法求機構上某點速度時，必須已知該機構______個點的速度。8.凸輪機構中，基圓半徑是指以______為圓心的最小圓的半徑。9.一對標準安裝的直齒圓柱齒輪，其分度圓壓力角α=20°，齒數(shù)Z?=20，Z?=40，則其傳動比i=______。10.機械產(chǎn)生靜不平衡的條件是存在______不等于零。三、判斷題（每小題2分，共10分。請判斷下列敘述的正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”。）11.機構自由度數(shù)等于1的機構一定是曲柄搖桿機構。（）12.在速度瞬心法中，三心定理是指三個速度瞬心必位于同一直線上。（）13.增加連桿機構的桿數(shù)可以提高其傳動精度。（）14.凸輪機構的壓力角越大，機構的傳力效率越高。（）15.定軸輪系中，傳動比大小與各輪齒數(shù)成反比。（）四、簡答題（每小題5分，共15分。）16.簡述機構自由度的意義及其計算公式中各項的含義。17.簡述提高凸輪機構傳力效率的途徑。18.簡述什么是輪系？并說明定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的主要區(qū)別。五、計算題（每小題10分，共30分。）19.在圖示平面四桿機構中，已知各構件長度分別為lAB=100mm，lBC=300mm，lCD=200mm，lAD=400mm，試求該機構的自由度。若取構件AB為主動件，作其一個位置，并試用速度瞬心法求點C的速度vc（假設點A的速度va已知且方向水平向右）。（注意：此處僅為題目描述，實際出題時需提供圖形）20.一對標準直齒圓柱齒輪外嚙合傳動，已知主動輪轉(zhuǎn)速n?=1500r/min，齒數(shù)Z?=20，從動輪齒數(shù)Z?=60。試求：(1)傳動比i??；(2)從動輪轉(zhuǎn)速n?；(3)若主動輪模數(shù)m?=2mm，分度圓壓力角α=20°，求從動輪的分度圓直徑d?。21.在圖示凸輪機構中，已知凸輪作順時針勻速轉(zhuǎn)動，凸輪輪廓由兩段圓弧和一段直線組成，圓弧半徑分別為r?=20mm和r?=40mm，兩圓弧的圓心距O?O?=30mm。試求：(1)凸輪機構中從動件的運動規(guī)律（以凸輪轉(zhuǎn)角θ或時間t為自變量，描述從動件升程h、速度v和加速度a的變化情況，需說明運動階段劃分）；(2)當凸輪轉(zhuǎn)角θ=30°時，從動件的速度和加速度。（注意：此處僅為題目描述，實際出題時需提供圖形）六、分析題（每小題15分，共30分。）22.分析圖示輪系（假設為普通二級圓柱齒輪減速器）的傳動比i??，并說明其傳動特點（如增速、減速、反轉(zhuǎn)等）。（注意：此處僅為題目描述，實際出題時需提供圖形）23.分析圖示平面連桿機構（假設為曲柄搖桿機構）在圖示位置時的受力情況。說明驅(qū)動力作用在哪個構件上，作用方向如何？該機構在圖示位置是否存在死點位置？（注意：此處僅為題目描述，實際出題時需提供圖形）試卷答案一、選擇題1.D2.C3.A4.A5.C二、填空題6.雙曲柄7.二8.凸輪軸心（或凸輪回轉(zhuǎn)中心）9.210.質(zhì)量靜力矩三、判斷題11.×12.√13.×14.×15.√四、簡答題16.機構自由度是指一個機構相對于參考系所能具有的獨立運動的數(shù)目。計算公式為F=3n-1p-2H，其中F為自由度數(shù)，n為活動構件數(shù)，p為低副數(shù)（轉(zhuǎn)動副和移動副），H為高副數(shù)。17.提高凸輪機構傳力效率的途徑包括：選擇合適的壓力角（通常取較小的壓力角，如20°-30°），增大凸輪基圓半徑，采用滾子從動件（可減小摩擦）。18.輪系是由一系列相互嚙合的齒輪所組成的傳動系統(tǒng)。定軸輪系是指所有齒輪的軸線都固定不動的輪系；周轉(zhuǎn)輪系是指至少有一個齒輪的軸線繞另一個齒輪的軸線轉(zhuǎn)動的輪系。五、計算題19.解：(1)機構自由度計算：F=3n-1p-2H。該機構有4個活動構件（n=4），6個轉(zhuǎn)動副（p=6），0個高副（H=0）。代入公式得F=3*4-1*6-2*0=6-6=0。該機構自由度為0，是不能運動的剛性結(jié)構。(2)速度瞬心法求vc：由于機構自由度為0，各構件之間沒有相對運動，點C的速度vc=0。（注：題目要求作圖和求速度，但未給出圖形，故僅進行自由度計算和速度分析。）20.解：(1)傳動比計算：i??=n?/n?=Z?/Z?=60/20=3。(2)從動輪轉(zhuǎn)速計算：n?=n?/i??=1500r/min/3=500r/min。(3)從動輪分度圓直徑計算：由于是標準齒輪，模數(shù)m?=m?=2mm。d?=m?*Z?=2mm*60=120mm。21.解：(1)運動規(guī)律分析：-階段1（θ∈[0°,90°]）：凸輪以圓弧r?=20mm繞O?轉(zhuǎn)動，從動件升程h?=r?-r?=40mm-20mm=20mm。設凸輪角速度為ω，則從動件速度v?=h?*ω/(θ?*π/180°)=20ω/(90π/180°)=40ω/180π=2ω/9mm/s。加速度a?=0。-階段2（θ∈[90°,180°]）：凸輪以圓弧r?=40mm繞O?轉(zhuǎn)動，從動件升程h?=O?O?=30mm。從動件速度v?=0（圓弧接觸點速度方向垂直于O?O?連線，與從動件速度方向相反）。加速度a?=0。-階段3（θ∈[180°,270°]）：凸輪以圓弧r?=20mm繞O?轉(zhuǎn)動，從動件回程h?=r?=20mm。設凸輪角速度為ω，則從動件速度v?=-h?*ω/(θ?*π/180°)=-20ω/(90π/180°)=-40ω/180π=-2ω/9mm/s。加速度a?=0。-階段4（θ∈[270°,360°]）：凸輪以直線段運動，從動件保持位置不變。速度v?=0。加速度a?=0。（注：此分析假設凸輪角速度ω為常數(shù)，且運動階段劃分基于凸輪輪廓的幾何特征。）(2)θ=30°時速度加速度：-在θ=30°時，凸輪位于r?=20mm的圓弧段上，且O?與接觸點的連線與凸輪回轉(zhuǎn)方向成30°角。-從動件速度v=v?=2ω/9mm/s。方向向上（假設ω順時針）。-從動件加速度a=a?=0。六、分析題22.解：(1)傳動比計算：該輪系為二級圓柱齒輪減速器，設輸入軸為高速級主動輪Z?，輸出軸為低速級從動輪Z?。傳動比i??=(Z?/Z?)*(Z?/Z?)。(2)傳動特點：由于Z?/Z?>1且Z?/Z?>1（通常Z?>Z?），所以i??=(Z?/Z?)*(Z?/Z?)>1。該輪系為減速器，實現(xiàn)了減速增扭的功能。（注：題目要求分析傳動比和特點，但未給出圖形，故僅給出通用計算公式和結(jié)論。）23.解：(1)受力分析：在圖示位置，假設驅(qū)動力F作用在曲柄AB的A端，方向水平向右。根據(jù)機構受力分析，連桿BC受到來自曲柄AB的作用力F?（方向沿BC桿），來自機架CD的作用力F?（方向沿CD桿）。根據(jù)力平衡，從動件CD所受的總驅(qū)動力F=F?。F的方向與CD桿平行，具體方向取決于機構位置和F?的大小。(2)死點位置判斷：死點