2025機(jī)械工程考研機(jī)械原理模擬沖刺試卷及答案考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.機(jī)構(gòu)自由度數(shù)為0的機(jī)構(gòu)是（）。A.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)B.套筒滾子凸輪機(jī)構(gòu)C.空間四桿機(jī)構(gòu)D.六桿機(jī)構(gòu)2.在連桿機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件經(jīng)歷一個(gè)行程所需的時(shí)間與從動(dòng)件經(jīng)歷一個(gè)急回行程所需的時(shí)間之比稱為（）。A.壓力角B.傳動(dòng)角C.行程速度變化系數(shù)D.運(yùn)動(dòng)失真系數(shù)3.一對(duì)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪能夠正確嚙合傳動(dòng)，其必須滿足的條件之一是（）。A.中心距相等B.模數(shù)相等C.壓力角相等D.齒數(shù)相等4.在凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律選擇主要依據(jù)是（）。A.凸輪的基圓半徑B.凸輪的轉(zhuǎn)角C.從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)行程D.工作要求5.用圖解法求平面機(jī)構(gòu)中某點(diǎn)的速度或加速度時(shí)，速度影像法或加速度影像法應(yīng)用的前提條件是（）。A.機(jī)構(gòu)滿足Grashof條件B.機(jī)構(gòu)自由度大于1C.機(jī)構(gòu)中至少有一個(gè)構(gòu)件做平面運(yùn)動(dòng)D.機(jī)構(gòu)中所有構(gòu)件都做平面運(yùn)動(dòng)6.一對(duì)相互嚙合的直齒圓柱齒輪，其齒廓曲線是（）。A.橢圓B.雙曲線C.拋物線D.漸開(kāi)線7.在平面四桿機(jī)構(gòu)中，若取不同構(gòu)件為機(jī)架，則可能得到不同類型的機(jī)構(gòu)。例如，取最短桿的相鄰構(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)8.凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角是指凸輪輪廓上某點(diǎn)法線方向與該點(diǎn)速度方向所夾的銳角。增大壓力角會(huì)引起（）。A.傳動(dòng)效率提高B.自鎖現(xiàn)象C.凸輪尺寸減小D.從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性提高9.在進(jìn)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí)，通常需要將各構(gòu)件的慣性力視為作用在（）。A.構(gòu)件質(zhì)心B.構(gòu)件速度瞬心C.構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)中心D.構(gòu)件與相鄰構(gòu)件的聯(lián)接點(diǎn)10.對(duì)于實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)軌跡的連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般采用（）。A.解析法B.圖解法C.實(shí)驗(yàn)法D.數(shù)值模擬法二、填空題（每小題2分，共10分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在橫線上。）1.平面四桿機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式為_(kāi)_______。2.凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件的________隨凸輪轉(zhuǎn)角（或時(shí)間）的變化規(guī)律。3.一對(duì)正確安裝的外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其嚙合角等于________。4.速度瞬心是做平面運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)構(gòu)件上速度相等的________。5.機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的角速度比等于主動(dòng)件角速度與從動(dòng)件角速度之比，通常用________表示。三、判斷題（每小題2分，共10分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在括號(hào)內(nèi)，對(duì)的打“√”，錯(cuò)的打“×”。）1.任何平面四桿機(jī)構(gòu)中，其兩相鄰構(gòu)件的夾角都隨時(shí)間變化。（）2.凸輪機(jī)構(gòu)的基圓半徑越小，從動(dòng)件的行程越大。（）3.齒輪機(jī)構(gòu)的中心距是可以根據(jù)需要隨意調(diào)整的。（）4.當(dāng)機(jī)構(gòu)的壓力角大于90°時(shí)，機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖。（）5.行星齒輪系中，齒輪2是既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)的構(gòu)件。（）四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分。請(qǐng)扼要回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述機(jī)構(gòu)自由度的意義及其影響因素。2.何謂凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角？其大小對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)有何影響？3.簡(jiǎn)述漸開(kāi)線齒輪嚙合傳動(dòng)具有正確嚙合條件的意義。五、計(jì)算題（共45分。）1.（10分）在圖示平面四桿機(jī)構(gòu)中，各構(gòu)件長(zhǎng)度分別為：AB=60mm，BC=90mm，CD=80mm，AD=100mm。已知構(gòu)件AB以等角速度ω1=10rad/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。試用速度影像法求構(gòu)件CD的角速度ωCD和點(diǎn)D的速度vD。（尺寸圖略，請(qǐng)根據(jù)文字描述想象或自行繪制草圖進(jìn)行計(jì)算）2.（10分）一偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，基圓半徑r0=20mm，偏距e=10mm，凸輪以等角速度ω=20rad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角φ=30°時(shí)，從動(dòng)件處于最高位置，且壓力角α=30°。試用圖解法（不必嚴(yán)格按比例，但要體現(xiàn)作圖思路）求該瞬時(shí)從動(dòng)件的速度v2和加速度a2。（尺寸圖略，請(qǐng)根據(jù)文字描述想象或自行繪制草圖進(jìn)行計(jì)算）3.（10分）已知一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒數(shù)z1=20，z2=60，模數(shù)m=5mm，壓力角α=20°。試計(jì)算該對(duì)齒輪傳動(dòng)的中心距a、傳動(dòng)比i12以及大齒輪的分度圓直徑d2。（可假設(shè)為正確安裝）4.（15分）在圖示輪系中，齒輪1為主動(dòng)輪，輪系傳動(dòng)比i15要求為-40。已知齒輪2、3、4的齒數(shù)分別為z2=20，z3=40，z4=30。試確定齒輪5的齒數(shù)z5。（尺寸圖略，請(qǐng)根據(jù)文字描述想象或自行繪制草圖進(jìn)行計(jì)算）---（試卷結(jié)束）試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.C3.B4.D5.C6.D7.B8.B9.A10.B二、填空題1.F=2n-3p2.位移（或速度、加速度）3.分度圓壓力角α4.點(diǎn)5.i12=ω1/ω2三、判斷題1.√2.×3.×4.√5.√四、簡(jiǎn)答題1.機(jī)構(gòu)自由度是指一個(gè)機(jī)構(gòu)相對(duì)于機(jī)架獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。其影響因素主要有機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)（n）、低副數(shù)（p）和高副數(shù)（p'H）。具體關(guān)系由自由度計(jì)算公式F=2n-3p-2p'H確定。2.凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角是指凸輪輪廓上某點(diǎn)法線方向與該點(diǎn)從動(dòng)件速度方向所夾的銳角。其大小直接影響機(jī)構(gòu)的傳力效果。壓力角越大，從動(dòng)件克服阻力所需的驅(qū)動(dòng)力越大，傳動(dòng)效率越低，可能發(fā)生自鎖；壓力角越小，傳力越省力，效率越高。3.漸開(kāi)線齒輪嚙合傳動(dòng)具有正確嚙合條件的意義在于保證齒輪系在傳動(dòng)過(guò)程中，任意位置嚙合的齒輪都能正確進(jìn)入和分離，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)連續(xù)的傳動(dòng)。對(duì)于外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，正確嚙合條件是兩齒輪的分度圓壓力角相等且模數(shù)相等。這保證了相鄰齒廓嚙合點(diǎn)的公法線方向不變，從而實(shí)現(xiàn)恒定的傳動(dòng)比。五、計(jì)算題1.解析思路：*根據(jù)機(jī)構(gòu)尺寸關(guān)系，判斷機(jī)構(gòu)類型（非Grashof機(jī)構(gòu)，機(jī)架AD最長(zhǎng)，故為雙搖桿機(jī)構(gòu)）。*確定已知條件：構(gòu)件AB長(zhǎng)度、角速度ω1及轉(zhuǎn)向。*選取速度比例尺v=μv（例如，μv=0.02mm2/s）。*作速度多邊形：選擇速度起始點(diǎn)P，表示vA=ω1*AB*μv；過(guò)P點(diǎn)，按桿BC長(zhǎng)度比例作vB方向線；過(guò)A點(diǎn)，按vB方向作垂直于AC的速度方向線；兩線交于點(diǎn)K，PK即代表vC。根據(jù)速度影像原理，連接PK，再按桿CD長(zhǎng)度比例在PK上確定速度vD的終點(diǎn)。*求CD角速度：ωCD=vD/CD*μv。vD的大小為線段PD的長(zhǎng)度乘以速度比例尺μv，方向沿PD。*求D點(diǎn)速度：vD的大小同上，方向沿PD。2.解析思路：*根據(jù)已知條件（基圓r0、偏距e、ω、φ、α0=30°）繪制凸輪輪廓簡(jiǎn)圖（尖頂軌跡）。*選取速度比例尺v=μv。*確定圖解起點(diǎn)：在基圓內(nèi)側(cè)偏距e處取點(diǎn)P，代表尖頂最低位置；過(guò)P點(diǎn)作代表v2方向的線，該線與基圓切線夾角為30°（壓力角α=30°）。*確定轉(zhuǎn)角φ=30°時(shí)凸輪輪廓點(diǎn)位置：根據(jù)φ角，在基圓上確定對(duì)應(yīng)點(diǎn)B；連接OB，OB即代表該瞬時(shí)時(shí)尖頂?shù)乃俣确较蚓€（從B指向P）。*作速度多邊形：選擇速度起始點(diǎn)P'，表示v2；過(guò)P'點(diǎn)，按vB方向作垂線（尖頂?shù)姆ň€，也是速度方向線）；過(guò)B點(diǎn)，按桿長(zhǎng)比例作OB方向線；兩線交于K點(diǎn)，PK'即代表vB。根據(jù)速度影像原理，連接BK'，再按桿長(zhǎng)比例在BK'上確定速度v2的終點(diǎn)。*求v2大小：v2的大小為線段PP'的長(zhǎng)度乘以速度比例尺μv。*求a2大小（可選，若題目要求）：加速度多邊形作法類似，但需考慮慣性力，加速度比例尺為μa。加速度多邊形頂點(diǎn)至P'的距離即為a2大小。3.解析思路：*根據(jù)公式計(jì)算中心距a：a=(z1+z2)*m/2=(20+60)*5/2=200mm。*根據(jù)公式計(jì)算傳動(dòng)比i12：i12=z2/z1=60/20=3。*根據(jù)公式計(jì)算大齒輪分度圓直徑d2：d2=z2*m=60*5=300mm。4.解析思路：*分析輪系組成：輪1驅(qū)動(dòng)輪2，輪2與輪3嚙合，輪3與輪4嚙合（同軸），輪4驅(qū)動(dòng)輪5。*列寫(xiě)傳動(dòng)比關(guān)系式：i15=i12*i23*i34*i45。由于輪3與輪4同軸，i34=1