專升本機械設(shè)計制造及其自動化2025年機械原理試卷（含答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.機構(gòu)具有確定運動的條件是（）。A.原動件數(shù)目等于運動副數(shù)目B.原動件數(shù)目等于自由度數(shù)目C.運動副數(shù)目等于構(gòu)件數(shù)目D.自由度數(shù)目等于12.在鉸鏈四桿機構(gòu)中，若最短桿長度與最長桿長度之和小于其他兩桿長度之和，且最短桿為原動件，則該機構(gòu)屬于（）。A.曲柄搖桿機構(gòu)B.雙曲柄機構(gòu)C.雙搖桿機構(gòu)D.鉸鏈四桿機構(gòu)3.下列從動件運動規(guī)律中，運動平穩(wěn)性最好，沖擊最小的是（）。A.等速運動規(guī)律B.等加速等減速運動規(guī)律C.簡諧運動規(guī)律D.擺線運動規(guī)律4.在凸輪機構(gòu)中，從動件在推程或回程中，其運動速度方向與凸輪回轉(zhuǎn)方向成銳角時，該銳角稱為（）。A.壓力角B.傳動角C.運動角D.基圓半徑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，齒數(shù)相等C.分度圓半徑相等，壓力角相等D.齒頂高系數(shù)相等，頂隙系數(shù)相等6.在定軸輪系中，若輸入軸轉(zhuǎn)速為n1，輸出軸轉(zhuǎn)速為nK，主動輪齒數(shù)為z1，從動輪齒數(shù)為zK，則傳動比i_1K的表達(dá)式為（）。A.i_1K=z1/zKB.i_1K=nK/n1C.i_1K=n1z1/nKzKD.i_1K=zK/z17.下列機構(gòu)中，屬于周轉(zhuǎn)輪系的是（）。A.定軸輪系B.行星輪系C.轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)D.搖桿機構(gòu)8.機械運轉(zhuǎn)過程中，速度波動分為周期性速度波動和非周期性速度波動，產(chǎn)生周期性速度波動的主要原因是（）。A.驅(qū)動力是周期性變化的B.阻力是周期性變化的C.機械系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量變化D.機械系統(tǒng)的質(zhì)量變化9.在機械速度波動調(diào)節(jié)中，對于周期性速度波動，通常采用（）進(jìn)行調(diào)節(jié)。A.飛輪B.調(diào)速器C.變速機構(gòu)D.減振器10.運動副是兩個構(gòu)件直接接觸并能相對運動的可動連接，根據(jù)接觸形式，運動副可分為（）。A.高副和低副B.球面副和平面副C.轉(zhuǎn)動副和移動副D.固定副和活動副二、填空題（每小題2分，共20分。請將答案填在題中的橫線上）1.機構(gòu)自由度是衡量機構(gòu)運動確定性的數(shù)量指標(biāo)，平面機構(gòu)的自由度計算公式為F=3n-2pL-pH，其中n表示______，pL表示______，pH表示______。2.在曲柄搖桿機構(gòu)中，______是長度最短的構(gòu)件，______是長度最長的構(gòu)件。3.凸輪機構(gòu)的壓力角是指凸輪輪廓上接觸點處的______與從動件運動方向所夾的銳角。4.漸開線齒廓能滿足齒廓嚙合基本定律，即______。5.一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其齒頂高系數(shù)ha*=1，頂隙系數(shù)c*=0.25，則齒根圓直徑與分度圓直徑之差為______模數(shù)的齒高。6.輪系中，首末兩輪的轉(zhuǎn)速之比稱為______，它等于各從動輪齒數(shù)之積與各主動輪齒數(shù)之積的比值。7.周轉(zhuǎn)輪系中，固定不動的齒輪回轉(zhuǎn)中心稱為______。8.機械運轉(zhuǎn)的三個平衡狀態(tài)是指______、______和______。9.飛輪之所以能調(diào)節(jié)周期性速度波動，是因為它具有______。10.低副是指兩構(gòu)件以______形式構(gòu)成的運動副。三、判斷題（每小題2分，共20分。請將“正確”或“錯誤”填在題后的括號內(nèi)）1.任何機構(gòu)都至少有一個原動件。（）2.雙曲柄機構(gòu)的兩個曲柄都能做整周回轉(zhuǎn)。（）3.等加速等減速運動規(guī)律是連續(xù)的，不存在剛性沖擊。（）4.凸輪機構(gòu)的基圓就是凸輪輪廓上最小向徑所對應(yīng)的圓。（）5.一對斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件除了模數(shù)和壓力角相等外，還必須保證兩輪的螺旋角大小相等、方向相反。（）6.定軸輪系中，若所有齒輪都是外嚙合，則輪系的總傳動比恒為正值。（）7.行星輪系中，行星輪的軸線是轉(zhuǎn)動的。（）8.非周期性速度波動只能通過安裝調(diào)速器來調(diào)節(jié)。（）9.機械平衡是指機械在運轉(zhuǎn)時，其慣性力可以部分或全部被平衡掉。（）10.齒輪齒條傳動屬于高副。（）四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述平面四桿機構(gòu)三種基本類型的區(qū)別。2.簡述凸輪機構(gòu)中壓力角過大對傳動的不利影響。3.簡述周轉(zhuǎn)輪系與定軸輪系的主要區(qū)別。4.簡述機械速度波動調(diào)節(jié)的原理。五、計算題（每小題10分，共30分）1.圖示為一鉸鏈四桿機構(gòu)，各構(gòu)件長度分別為：AB=60mm，BC=120mm，CD=90mm，AD=100mm。試問：（1）當(dāng)取AB為原動件時，該機構(gòu)為何種類型機構(gòu)？（2）當(dāng)取CD為原動件時，該機構(gòu)又為何種類型機構(gòu)？（假設(shè)桿件滿足Grashof條件）2.一對漸開線直齒圓柱齒輪傳動，已知：模數(shù)m=4mm，壓力角α=20°，小齒輪齒數(shù)z1=20，大齒輪齒數(shù)z2=60。試計算：（1）這對齒輪的傳動比i_12；（2）大齒輪的分度圓直徑d2；（3）若中心距a=276mm，則這對齒輪的嚙合角α'為多少？（假設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)安裝）3.圖示為一簡單的行星輪系，齒輪1為輸入軸，齒輪4為輸出軸。已知各輪齒數(shù)：z1=20，z2=60，z2'=20，z4=40。試計算該輪系的傳動比i_14。六、作圖題（10分）已知凸輪以等角速度ω_1順時針轉(zhuǎn)動，其基圓半徑r_b=20mm，凸輪輪廓上某點K的向徑rk=35mm，在圖示位置，從動件處于最高位置，速度方向向上，壓力角α=30°。試用圖解法作出該位置凸輪的輪廓曲線。（保留作圖輔助線）---試卷答案一、選擇題1.B2.B3.D4.A5.A6.C7.B8.A9.A10.A二、填空題1.構(gòu)件數(shù)目，低副數(shù)目，高副數(shù)目2.曲柄，連桿3.凸輪對從動件作用力的方向4.在嚙合傳動中，無論兩齒廓在何處接觸，其傳動比都保持不變5.1.256.傳動比7.焦點8.靜止，穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，周期性變速運轉(zhuǎn)9.較大的轉(zhuǎn)動慣量10.低副三、判斷題1.正確2.正確3.錯誤(存在柔性沖擊)4.正確5.正確6.錯誤(恒為負(fù)值)7.正確8.錯誤(也可通過飛輪)9.正確10.正確四、簡答題1.解析思路：區(qū)分依據(jù)是原動件的運動形式。曲柄能做整周回轉(zhuǎn)，搖桿只能往復(fù)擺動，連桿做平面運動（既非整周回轉(zhuǎn)也非往復(fù)擺動）。核心是判斷哪個桿件能成為曲柄。2.解析思路：壓力角過大，從動件受力越大，作用力方向與運動方向夾角大，有效分力小，效率低，且容易產(chǎn)生自鎖。同時，力的作用線距轉(zhuǎn)動中心遠(yuǎn)，產(chǎn)生的力矩大，對凸輪軸和支承軸承的載荷也大。3.解析思路：定軸輪系所有齒輪軸線固定；周轉(zhuǎn)輪系至少有一個齒輪軸線圍繞一個固定軸線轉(zhuǎn)動（行星輪）。這是兩者最根本的區(qū)別。4.解析思路：機械運轉(zhuǎn)速度出現(xiàn)波動，說明驅(qū)動力所作功與阻力所作功在周期內(nèi)不平衡。飛輪利用其轉(zhuǎn)動慣量，在驅(qū)動力矩大于阻力矩時吸收多余的能量，在驅(qū)動力矩小于阻力矩時釋放儲存的能量，從而平抑速度的波動。五、計算題1.解析思路：(1)判斷曲柄存在性：根據(jù)Grashof條件（最短桿+最長桿≤其他兩桿之和）和曲柄存在條件（最短桿為原動件）。AB+CD=60+90=150mm，150mm<100+120=220mm，滿足Grashof條件。若AB為原動件，則AB為曲柄。BC+CD=120+90=210mm，210mm<100+60=160mm，滿足Grashof條件。若CD為原動件，則CD不是最短桿，CD為搖桿，機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。(2)若CD為原動件，根據(jù)Grashof條件和曲柄存在性判斷，CD為搖桿，機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。2.解析思路：(1)i_12=z2/z1=60/20=3。(2)d2=m*z2=4mm*60=240mm。(3)α'=arccos((a*m)/(m*z1*z2))=arccos((276mm*4mm)/(4mm*20*60))=arccos(276/4800)=arccos(0.055)≈86.8°。（注意：此處假設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)安裝，即α'=α=20°，原公式計算結(jié)果與20°有偏差，可能題目數(shù)據(jù)非標(biāo)準(zhǔn)或計算有誤，按公式計算過程給解析）3.解析思路：該輪系為外嚙合行星輪系。傳動比計算：i_14=(z2*z4)/(z1*z2')=(60*40)/(20*20)=12。六、作圖題解析思路：1.確定基圓O，半徑r_b=20mm。2.作從動件導(dǎo)路中心線，過基圓上K點。3.作凸輪轉(zhuǎn)向ω_1的垂線，交導(dǎo)路于C點。4.過C點作與導(dǎo)路垂直的線，交基圓于B點，BC即為瞬心I_1