2024年6月機(jī)械原理模考試題(含答案)一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）1.構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中獨(dú)立的（）單元。A.制造B.運(yùn)動(dòng)C.分析D.計(jì)算答案：B。構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元，零件是制造單元。2.平面機(jī)構(gòu)中，兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸形成的運(yùn)動(dòng)副是（）。A.低副B.高副C.轉(zhuǎn)動(dòng)副D.移動(dòng)副答案：B。低副是面接觸，高副是點(diǎn)或線接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副屬于低副。3.在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為原動(dòng)件，搖桿為從動(dòng)件時(shí)，可將（）。A.連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往復(fù)擺動(dòng)B.往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換成連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)C.連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往復(fù)移動(dòng)D.往復(fù)移動(dòng)轉(zhuǎn)換成連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)答案：A。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，曲柄做連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿做往復(fù)擺動(dòng)，當(dāng)曲柄為原動(dòng)件時(shí)，能將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往復(fù)擺動(dòng)。4.一對(duì)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是（）。A.兩齒輪的模數(shù)和齒寬分別相等B.兩齒輪的齒厚和齒槽寬分別相等C.兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等D.兩齒輪的分度圓直徑相等答案：C。一對(duì)漸開(kāi)線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。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。平底從動(dòng)件的平底與凸輪輪廓接觸，其行程不能太大，否則會(huì)使結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大。6.機(jī)械中安裝飛輪的目的是（）。A.增加慣性力B.平衡離心力C.調(diào)節(jié)周期性速度波動(dòng)D.調(diào)節(jié)非周期性速度波動(dòng)答案：C。飛輪的主要作用是調(diào)節(jié)機(jī)械的周期性速度波動(dòng)，它可以?xún)?chǔ)存和釋放能量。7.平面四桿機(jī)構(gòu)中，若各桿長(zhǎng)度分別為a=40mm，b=60mm，c=60mm，d=70mm，當(dāng)以a為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)為（）。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.無(wú)法確定答案：B。根據(jù)桿長(zhǎng)條件判斷，最短桿a為機(jī)架，滿(mǎn)足最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和，所以該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。8.漸開(kāi)線齒輪的齒廓曲線形狀取決于（）。A.分度圓B.基圓C.齒頂圓D.齒根圓答案：B。漸開(kāi)線的形成是以基圓為基礎(chǔ)的，所以漸開(kāi)線齒輪的齒廓曲線形狀取決于基圓。9.帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶上應(yīng)力最大值發(fā)生在（）。A.松邊進(jìn)入小帶輪處B.緊邊進(jìn)入小帶輪處C.松邊進(jìn)入大帶輪處D.緊邊進(jìn)入大帶輪處答案：B。帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶上應(yīng)力最大值發(fā)生在緊邊進(jìn)入小帶輪處，此處同時(shí)存在拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和離心應(yīng)力。10.在蝸桿傳動(dòng)中，通常（）為主動(dòng)件。A.蝸桿B.蝸輪C.兩者均可D.無(wú)法確定答案：A。在蝸桿傳動(dòng)中，通常蝸桿為主動(dòng)件，蝸輪為從動(dòng)件，這是因?yàn)槲仐U的螺旋升角較小，能實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比。二、填空題（每題3分，共15分）1.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目______原動(dòng)件數(shù)目。答案：等于。只有當(dāng)機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目等于原動(dòng)件數(shù)目時(shí)，機(jī)構(gòu)才具有確定的運(yùn)動(dòng)。2.平面連桿機(jī)構(gòu)的急回特性用______來(lái)衡量。答案：行程速比系數(shù)K。行程速比系數(shù)K反映了平面連桿機(jī)構(gòu)的急回特性，K值越大，急回特性越明顯。3.漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為_(kāi)_____。答案：17。當(dāng)漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)小于17時(shí)，會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象，所以不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為17。4.凸輪機(jī)構(gòu)按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式可分為_(kāi)_____從動(dòng)件和______從動(dòng)件。答案：移動(dòng)；擺動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式主要有移動(dòng)和擺動(dòng)兩種。5.機(jī)械的效率等于______與______之比。答案：輸出功；輸入功。機(jī)械效率是衡量機(jī)械性能的一個(gè)重要指標(biāo)，它反映了機(jī)械在傳遞能量過(guò)程中的有效程度。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1.簡(jiǎn)述平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的步驟和需要注意的事項(xiàng)。答案：步驟：（1）確定機(jī)構(gòu)中的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n，除去機(jī)架。（2）分析機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型和數(shù)目，分別統(tǒng)計(jì)低副數(shù)PL和高副數(shù)PH。（3）根據(jù)平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式F=3n2PLPH計(jì)算自由度。注意事項(xiàng)：（1）要正確區(qū)分活動(dòng)構(gòu)件和機(jī)架，不能將機(jī)架計(jì)入活動(dòng)構(gòu)件數(shù)。（2）準(zhǔn)確判斷運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型，低副是面接觸，高副是點(diǎn)或線接觸。（3）要注意復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束的處理。復(fù)合鉸鏈處有m個(gè)構(gòu)件匯交，則運(yùn)動(dòng)副數(shù)為m1；局部自由度應(yīng)予以排除；虛約束在計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)去除。2.說(shuō)明帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，并分析其產(chǎn)生的原因和后果。答案：彈性滑動(dòng)：產(chǎn)生原因：帶是彈性體，在緊邊和松邊的拉力不同，導(dǎo)致帶在帶輪上的彈性變形量不同，從而產(chǎn)生帶在帶輪上的相對(duì)滑動(dòng)。后果：彈性滑動(dòng)是不可避免的，它會(huì)使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，降低傳動(dòng)效率，增加帶的磨損。打滑：產(chǎn)生原因：當(dāng)帶傳動(dòng)的工作載荷超過(guò)了帶與帶輪之間的最大摩擦力時(shí)，帶與帶輪之間會(huì)發(fā)生全面的相對(duì)滑動(dòng)。后果：打滑會(huì)使帶傳動(dòng)失效，加劇帶的磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞帶和帶輪。四、計(jì)算與作圖題（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)。已知機(jī)構(gòu)中E處為復(fù)合鉸鏈，F(xiàn)處為局部自由度，C處為虛約束。（圖為一個(gè)較為復(fù)雜的平面機(jī)構(gòu)，包含多個(gè)構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副）答案：（1）確定活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n：除去機(jī)架，活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=7。（2）統(tǒng)計(jì)運(yùn)動(dòng)副數(shù)目：低副數(shù)PL：經(jīng)分析，低副數(shù)PL=9（注意E處復(fù)合鉸鏈有3個(gè)構(gòu)件匯交，運(yùn)動(dòng)副數(shù)為2）。高副數(shù)PH：高副數(shù)PH=1。（3）去除局部自由度和虛約束：F處局部自由度去除，C處虛約束去除。（4）計(jì)算自由度：根據(jù)公式F=3n2PLPH=3×72×91=2。因?yàn)闄C(jī)構(gòu)有2個(gè)原動(dòng)件時(shí)，自由度等于原動(dòng)件數(shù)目，所以該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2.設(shè)計(jì)一偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速度逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件的行程h=30mm，推程運(yùn)動(dòng)角δ0=120°，遠(yuǎn)休止角δs=60°，回程運(yùn)動(dòng)角δ0'=90°，近休止角δs'=90°，滾子半徑rT=10mm，偏距e=15mm，凸輪基圓半徑r0=50mm。試?yán)L制凸輪的理論輪廓曲線和實(shí)際輪廓曲線。答案：（1）繪制位移曲線：根據(jù)已知條件，按比例繪制從動(dòng)件的位移曲線sδ圖。橫坐標(biāo)表示凸輪轉(zhuǎn)角δ，縱坐標(biāo)表示從動(dòng)件位移s。（2）繪制理論輪廓曲線：以凸輪軸心O為圓心，基圓半徑r0=50mm畫(huà)基圓。按推程、遠(yuǎn)休止、回程、近休止的運(yùn)動(dòng)角，將凸輪轉(zhuǎn)角分成相應(yīng)的區(qū)間。在每個(gè)區(qū)間內(nèi)，根據(jù)位移曲線確定從動(dòng)件在不同轉(zhuǎn)角下的位移，以基圓上相應(yīng)點(diǎn)為起點(diǎn)，沿從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向截取相應(yīng)的位移量，得到一系列點(diǎn)。考慮偏距e，將這些點(diǎn)按逆時(shí)針?lè)较蛞来芜B接，得到凸輪的理論輪廓曲線。（3）繪制實(shí)際輪廓曲線：以理論輪廓曲線上的各點(diǎn)為圓心，滾子半徑rT=10mm畫(huà)一系列滾子圓。作這些滾子圓的內(nèi)包絡(luò)線，即為凸輪的實(shí)際輪廓曲線。五、綜合分析題（15分）如圖所示的齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)，已知齒輪1和齒輪2的模數(shù)m=5mm，齒數(shù)z1=20，z2=40，AB=50mm，BC=100mm，CD=80mm，AD=120mm。當(dāng)齒輪1以等角速度ω1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，分析從動(dòng)件CD的運(yùn)動(dòng)情況。（圖為齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)，齒輪1與齒輪2嚙合，齒輪2與連桿AB固連，連桿AB、BC、CD和機(jī)架AD構(gòu)成平面四桿機(jī)構(gòu)）答案：（1）計(jì)算齒輪傳動(dòng)比：根據(jù)齒輪傳動(dòng)比公式i12=ω1/ω2=z2/z1=40/20=2，可知齒輪2的角速度ω2=ω1/2，方向?yàn)槟鏁r(shí)針。（2）分析平面四桿機(jī)構(gòu)：判斷四桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型：計(jì)算桿長(zhǎng)條件，最短桿AB=50mm，最長(zhǎng)桿AD=120mm，AB+AD=170mm，BC+CD=100+80=180mm，滿(mǎn)足最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和，且最短桿AB為連架桿，所以該四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)齒輪2帶動(dòng)連桿AB做整周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連