(完整版)機(jī)械原理試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.兩構(gòu)件通過（）接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副。A.點(diǎn)B.線C.面D.點(diǎn)或線答案：C解析：低副是指兩構(gòu)件通過面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副，如轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副等；而點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副為高副。所以本題選C。2.平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)低副引入（）個(gè)約束。A.1B.2C.3D.4答案：B解析：在平面機(jī)構(gòu)中，一個(gè)低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副）會(huì)限制構(gòu)件的兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，即引入2個(gè)約束。故答案是B。3.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是（）。A.自由度大于零B.自由度大于零且等于原動(dòng)件數(shù)C.自由度大于原動(dòng)件數(shù)D.自由度小于原動(dòng)件數(shù)答案：B解析：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是其自由度大于零，并且自由度的數(shù)目等于原動(dòng)件的數(shù)目。如果自由度小于原動(dòng)件數(shù)，機(jī)構(gòu)會(huì)被破壞；如果自由度大于原動(dòng)件數(shù)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定。所以選B。4.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長桿長度之和小于其余兩桿長度之和，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)最短桿與最長桿長度之和小于其余兩桿長度之和時(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)。所以本題選B。5.凸輪機(jī)構(gòu)中，（）從動(dòng)件的行程不能太大。A.尖頂B.滾子C.平底D.曲面答案：C解析：平底從動(dòng)件的平底與凸輪輪廓接觸，由于平底尺寸的限制，其行程不能太大。尖頂從動(dòng)件可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但易磨損；滾子從動(dòng)件磨損較??；曲面從動(dòng)件也有其特點(diǎn)，但行程限制方面不如平底從動(dòng)件明顯。所以選C。6.漸開線齒輪的齒廓曲線形狀取決于（）。A.分度圓B.基圓C.齒根圓D.齒頂圓答案：B解析：漸開線的形成是以基圓為基礎(chǔ)的，漸開線齒輪的齒廓曲線就是漸開線，所以其形狀取決于基圓的大小。分度圓是用于計(jì)算齒輪尺寸的基準(zhǔn)圓；齒根圓和齒頂圓確定了齒輪的齒高范圍。因此答案是B。7.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)，其中心距（）。A.等于兩齒輪分度圓半徑之和B.大于兩齒輪分度圓半徑之和C.小于兩齒輪分度圓半徑之和D.與兩齒輪分度圓半徑之和無關(guān)答案：A解析：對(duì)于一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)，其中心距等于兩齒輪分度圓半徑之和，即\(a=r_1+r_2\)（\(r_1\)、\(r_2\)分別為兩齒輪的分度圓半徑）。所以選A。8.在周轉(zhuǎn)輪系中，軸線位置變動(dòng)的齒輪，即既作自轉(zhuǎn)又作公轉(zhuǎn)的齒輪，稱為（）。A.中心輪B.行星輪C.系桿D.太陽輪答案：B解析：在周轉(zhuǎn)輪系中，中心輪（太陽輪）軸線位置固定；行星輪的軸線位置變動(dòng)，既作自轉(zhuǎn)又作公轉(zhuǎn)；系桿是支持行星輪并使其公轉(zhuǎn)的構(gòu)件。所以本題選B。9.機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)形式不同，產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩也不同，為了使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，應(yīng)設(shè)法（）。A.消除慣性力和慣性力矩B.平衡慣性力和慣性力矩C.增大慣性力和慣性力矩D.減小慣性力和慣性力矩的變化幅度答案：B解析：由于完全消除慣性力和慣性力矩往往是不可能的，所以通常的做法是對(duì)慣性力和慣性力矩進(jìn)行平衡，使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。增大慣性力和慣性力矩會(huì)使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)更不平穩(wěn)；減小慣性力和慣性力矩的變化幅度也是平衡的一種方式，但表述不如平衡全面。所以選B。10.帶傳動(dòng)中，帶在帶輪上的包角越大，帶所能傳遞的功率（）。A.越大B.越小C.不變D.不一定答案：A解析：帶傳動(dòng)中，帶與帶輪之間的摩擦力是傳遞功率的基礎(chǔ)，包角越大，帶與帶輪的接觸面積越大，摩擦力就越大，帶所能傳遞的功率也就越大。所以選A。二、填空題（每題2分，共20分）1.機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副是指________。答案：兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)連接。解析：運(yùn)動(dòng)副是機(jī)構(gòu)中構(gòu)件之間的連接方式，它必須滿足直接接觸和能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)條件。2.平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式為________。答案：\(F=3n-2P_L-P_H\)，其中\(zhòng)(n\)為活動(dòng)構(gòu)件數(shù)，\(P_L\)為低副數(shù)，\(P_H\)為高副數(shù)。解析：該公式是計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的基本公式，通過確定活動(dòng)構(gòu)件數(shù)、低副數(shù)和高副數(shù)，就可以計(jì)算出機(jī)構(gòu)的自由度。3.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，則不論取哪一桿為機(jī)架，均為________機(jī)構(gòu)。答案：雙搖桿解析：根據(jù)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件，當(dāng)最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和時(shí)，無論取哪一桿為機(jī)架，都不能形成曲柄，只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。4.凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律有________、________和余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。答案：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律；等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律解析：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律速度恒定，但在行程開始和結(jié)束處有剛性沖擊；等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律在運(yùn)動(dòng)過程中加速度均勻變化；余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律又稱為簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其加速度按余弦規(guī)律變化，沖擊較小。5.漸開線齒輪的基本參數(shù)有________、________、齒數(shù)、壓力角和齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)等。答案：模數(shù)；分度圓螺旋角（對(duì)于圓柱斜齒輪）（注：對(duì)于直齒輪，可只填模數(shù)）解析：模數(shù)是決定齒輪尺寸大小的重要參數(shù)，壓力角是決定齒輪齒廓形狀的重要因素，齒數(shù)影響齒輪的傳動(dòng)比等，齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)用于確定齒輪的齒高。對(duì)于圓柱斜齒輪，分度圓螺旋角也是重要的基本參數(shù)。6.一對(duì)漸開線圓柱齒輪正確嚙合的條件是________和________分別相等。答案：模數(shù)；壓力角解析：只有兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等時(shí)，它們的齒廓曲線才能正確嚙合，保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。7.周轉(zhuǎn)輪系可分為________和________兩大類。答案：行星輪系；差動(dòng)輪系解析：根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系中自由度的不同，可分為自由度為1的行星輪系和自由度為2的差動(dòng)輪系。8.機(jī)械的效率公式為________，當(dāng)機(jī)械發(fā)生自鎖時(shí)，其效率________。答案：\(\eta=\frac{W_{有用}}{W_{輸入}}\)；小于等于0解析：機(jī)械效率是有用功與輸入功的比值。當(dāng)機(jī)械發(fā)生自鎖時(shí)，無論施加多大的驅(qū)動(dòng)力，機(jī)械都不能運(yùn)動(dòng)，此時(shí)輸入功都用于克服摩擦等阻力，有用功為0或?yàn)樨?fù)，所以效率小于等于0。9.帶傳動(dòng)的主要失效形式是________和________。答案：打滑；疲勞破壞解析：當(dāng)帶傳動(dòng)的載荷超過一定限度時(shí)，帶會(huì)在帶輪上打滑，導(dǎo)致傳動(dòng)失效；同時(shí)，帶在反復(fù)彎曲和拉伸過程中會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞，使帶的壽命降低。10.聯(lián)軸器和離合器的主要作用是________，但聯(lián)軸器只能在________時(shí)才能實(shí)現(xiàn)兩軸的分離，而離合器可在________時(shí)實(shí)現(xiàn)兩軸的分離和接合。答案：連接兩軸使它們一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩；機(jī)器停車；機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)解析：聯(lián)軸器和離合器都是用于連接兩軸并傳遞轉(zhuǎn)矩的部件。聯(lián)軸器在安裝好后，只有在機(jī)器停車時(shí)才能拆卸實(shí)現(xiàn)兩軸分離；而離合器可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)兩軸的分離和接合。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述平面四桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置及其產(chǎn)生的原因和解決辦法。答：-死點(diǎn)位置的定義：在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動(dòng)件與連桿共線時(shí)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角\(\gamma=0^{\circ}\)，主動(dòng)件通過連桿作用于從動(dòng)件上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，此時(shí)驅(qū)動(dòng)力對(duì)從動(dòng)件的回轉(zhuǎn)力矩為零，從動(dòng)件不能轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)位置。-產(chǎn)生的原因：從力學(xué)角度分析，當(dāng)從動(dòng)件與連桿共線時(shí)，主動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)力通過從動(dòng)件的回轉(zhuǎn)中心，不產(chǎn)生使從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)的有效分力，從而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)無法正常運(yùn)動(dòng)。-解決辦法：-對(duì)于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，可利用飛輪的慣性通過死點(diǎn)位置。例如在縫紉機(jī)中，大帶輪就起到了飛輪的作用，當(dāng)機(jī)構(gòu)到達(dá)死點(diǎn)位置時(shí)，依靠帶輪的慣性使機(jī)構(gòu)能夠順利通過。-采用多組機(jī)構(gòu)錯(cuò)列排列的方法。將兩組或多組相同的機(jī)構(gòu)組合在一起，使它們的死點(diǎn)位置相互錯(cuò)開，當(dāng)一組機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置時(shí)，其他機(jī)構(gòu)可以正常工作，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。-在某些情況下，也可以采用設(shè)置輔助機(jī)構(gòu)的方法來幫助機(jī)構(gòu)通過死點(diǎn)位置。2.說明漸開線齒輪的根切現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因和避免根切的方法。答：-根切現(xiàn)象的定義：用范成法加工齒輪時(shí)，刀具的齒頂線（或齒頂圓）與嚙合線的交點(diǎn)超過了被切齒輪的極限嚙合點(diǎn)時(shí)，刀具就會(huì)切入輪齒的根部，將齒根部分的漸開線齒廓切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。-產(chǎn)生的原因：當(dāng)被加工齒輪的齒數(shù)較少時(shí)，刀具的齒頂線與嚙合線的交點(diǎn)容易超過極限嚙合點(diǎn)，從而導(dǎo)致根切現(xiàn)象的發(fā)生。這是由于漸開線齒輪的嚙合原理和刀具的加工特性決定的。-避免根切的方法：-增大被加工齒輪的齒數(shù)。一般來說，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)大于17時(shí)，可以避免根切。這是因?yàn)殡S著齒數(shù)的增加，極限嚙合點(diǎn)會(huì)向外移動(dòng)，使得刀具齒頂線與嚙合線的交點(diǎn)不易超過極限嚙合點(diǎn)。-采用變位齒輪。通過改變刀具與輪坯的相對(duì)位置，即進(jìn)行正變位，可以使刀具的齒頂線與嚙合線的交點(diǎn)不超過極限嚙合點(diǎn)，從而避免根切。正變位齒輪不僅可以避免根切，還可以改善齒輪的傳動(dòng)性能。3.簡述帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象及其區(qū)別。答：-彈性滑動(dòng)現(xiàn)象：帶傳動(dòng)中，由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng)稱為彈性滑動(dòng)。帶在傳動(dòng)過程中，緊邊和松邊的拉力不同，導(dǎo)致帶的彈性變形也不同。在帶繞過主動(dòng)輪時(shí)，帶的拉力從緊邊拉力逐漸減小到松邊拉力，帶的彈性變形也逐漸減小，帶相對(duì)于主動(dòng)輪向后滑動(dòng)；在帶繞過從動(dòng)輪時(shí)，帶的拉力從松邊拉力逐漸增大到緊邊拉力，帶的彈性變形逐漸增大，帶相對(duì)于從動(dòng)輪向前滑動(dòng)。-打滑現(xiàn)象：當(dāng)帶傳動(dòng)的載荷過大，超過了帶與帶輪之間的最大摩擦力時(shí)，帶與帶輪之間將發(fā)生全面的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑會(huì)導(dǎo)致帶傳動(dòng)失效，使從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速急劇下降，甚至停止轉(zhuǎn)動(dòng)。-區(qū)別：-彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)中不可避免的現(xiàn)象，只要帶傳動(dòng)工作，就會(huì)存在彈性滑動(dòng)。而打滑是一種不正常的工作狀態(tài)，是由于過載引起的，是可以避免的。-彈性滑動(dòng)只發(fā)生在帶與帶輪的部分接觸弧上，它會(huì)使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，但不會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)失效。而打滑發(fā)生在帶與帶輪的整個(gè)接觸弧上，會(huì)使傳動(dòng)無法正常進(jìn)行，嚴(yán)重影響帶傳動(dòng)的工作性能。四、計(jì)算題（每題15分，共30分）1.計(jì)算如圖所示平面機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷該機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)（圖中箭頭所示為原動(dòng)件）。[此處應(yīng)插入平面機(jī)構(gòu)的圖，假設(shè)機(jī)構(gòu)中有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，7個(gè)低副，0個(gè)高副，原動(dòng)件數(shù)為1]解：-首先，確定活動(dòng)構(gòu)件數(shù)\(n\)、低副數(shù)\(P_L\)和高副數(shù)\(P_H\)。由圖可知，活動(dòng)構(gòu)件數(shù)\(n=5\)，低副數(shù)\(P_L=7\)，高副數(shù)\(P_H=0\)。-然后，根據(jù)平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式\(F=3n-2P_L-P_H\)進(jìn)行計(jì)算。\(F=3×5-2×7-0\)\(=15-14\)\(=1\)-最后，判斷機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)。已知原動(dòng)件數(shù)為1，由于機(jī)構(gòu)的自由度\(F=1\)且等于原動(dòng)件數(shù)，所以該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。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)\(z_1=20\)，\(z_2=50\)，求：（1）兩齒輪的分度圓直徑\(d_1\)、\(d_2\)；（2）兩齒輪的齒頂圓直徑\(d_{a1}\)、\(d_{a2}\)；（3）兩齒輪的中心距\(a\)。解：（1）根據(jù)分度圓直徑公式\(d=mz\)，可得：-齒輪1的分度圓直徑\(d_1=mz_1=5×20=100mm\)-齒輪2的分度圓直徑\(d_2=mz_2=5×50=250mm\)（2）對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒頂高系數(shù)\(h_a^=1\)，齒頂圓直徑公式為\(d_a=d+2h_a^\m\)。-齒輪1的齒頂圓直徑\(d_{a1}=d_1+2h_a^\m=100+2×1