2025年專升本機(jī)械原理試題答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若曲柄為主動件且搖桿為從動件，當(dāng)曲柄勻速轉(zhuǎn)動時，搖桿的運動特性為A.勻速往復(fù)擺動B.變速往復(fù)擺動，具有急回特性C.勻速整周轉(zhuǎn)動D.變速整周轉(zhuǎn)動答案：B解析：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，曲柄勻速轉(zhuǎn)動，搖桿做往復(fù)擺動，由于極位夾角存在，搖桿回程平均速度大于工作行程，表現(xiàn)為急回特性。2.一對標(biāo)準(zhǔn)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，齒頂高系數(shù)相等B.模數(shù)相等，壓力角相等，螺旋角相等C.模數(shù)相等，壓力角相等，齒數(shù)相等D.模數(shù)相等，壓力角相等，變位系數(shù)相等答案：A解析：標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合只需滿足模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)分別相等，與齒數(shù)、變位系數(shù)、螺旋角無關(guān)。3.在凸輪機(jī)構(gòu)中，若從動件采用等速運動規(guī)律，則其加速度曲線為A.零B.常數(shù)C.無窮大脈沖D.正弦曲線答案：C解析：等速規(guī)律在起點與終點速度突變，理論上加速度為無窮大，產(chǎn)生剛性沖擊，故高速場合應(yīng)避免。4.對于靜平衡的回轉(zhuǎn)構(gòu)件，其必要充分條件是A.質(zhì)心位于回轉(zhuǎn)軸上B.慣性力主矢為零C.慣性力主矩為零D.慣性力主矢與主矩均為零答案：A解析：靜平衡只要求慣性力主矢為零，即質(zhì)心在回轉(zhuǎn)軸上；動平衡才要求主矢與主矩同時為零。5.在周轉(zhuǎn)輪系中，若系桿H固定，則該輪系轉(zhuǎn)化為A.定軸輪系B.差動輪系C.行星輪系D.復(fù)合輪系答案：A解析：系桿固定后，所有齒輪軸線靜止，相當(dāng)于定軸輪系，可用定軸公式計算傳動比。6.對于標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪，其法面模數(shù)mn與端面模數(shù)mt的關(guān)系為A.mn=mtB.mn=mtcosβC.mt=mncosβD.mn=mtsinβ答案：B解析：斜齒輪法面模數(shù)mn為標(biāo)準(zhǔn)值，端面模數(shù)mt=mn/cosβ，故mn=mtcosβ。7.在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，若曲柄為主動件，滑塊行程H與曲柄長度r的關(guān)系為A.H=rB.H=2rC.H=4rD.H=r√2答案：B解析：對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，滑塊行程等于曲柄長度的兩倍，即H=2r。8.對于剛性轉(zhuǎn)子，動平衡校正面通常選擇A.一個任意面B.兩個任意面C.三個任意面D.四個任意面答案：B解析：剛性轉(zhuǎn)子動平衡只需在兩個校正面上加配重，即可使慣性力主矢與主矩同時為零。9.在齒輪傳動中，重合度εα=1.6表示A.單齒嚙合區(qū)占60%B.雙齒嚙合區(qū)占60%C.三齒嚙合區(qū)占60%D.平均有1.6對齒同時參與嚙合答案：D解析：重合度為1.6，意味著在基圓齒距pb范圍內(nèi)，平均有1.6對齒同時接觸，雙齒區(qū)占60%。10.對于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其齒根圓直徑df的計算式為A.df=d2haB.df=d2hfC.df=m(z2.5)D.df=m(z+2.5)答案：C解析：df=d2hf=mz2×1.25m=m(z2.5)，其中hf=1.25m。二、填空題（每空2分，共20分）11.在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長桿長度之和________其余兩桿長度之和，則機(jī)構(gòu)存在曲柄。答案：小于或等于解析：格拉肖夫定理指出，當(dāng)lmin+lmax≤其余兩桿之和時，機(jī)構(gòu)存在曲柄。12.標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪分度圓上的壓力角α=________°。答案：20解析：我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分度圓壓力角為20°。13.對于外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，中心距a=________。答案：m(z1+z2)/2解析：標(biāo)準(zhǔn)安裝時，中心距等于兩分度圓半徑之和。14.在凸輪機(jī)構(gòu)中，若從動件采用________運動規(guī)律，可避免柔性沖擊。答案：正弦加速度（或擺線）解析：正弦加速度規(guī)律加速度曲線連續(xù)，無突變，可避免柔性沖擊。15.對于單萬向聯(lián)軸節(jié)，當(dāng)主動軸角速度ω1為常數(shù)時，從動軸角速度ω2的波動范圍為________ω1。答案：cosα～1/cosα解析：單萬向節(jié)角速度變化系數(shù)為cosα≤ω2/ω1≤1/cosα。16.在周轉(zhuǎn)輪系中，傳動比計算采用________法。答案：轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)（或相對速度）解析：給整個輪系加上一個nH轉(zhuǎn)速，使系桿靜止，轉(zhuǎn)化為定軸輪系計算。17.對于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其齒頂高h(yuǎn)a=________m。答案：1解析：正常齒制ha=1，短齒制為0.8。18.在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，若偏距e≠0，則滑塊行程H________2r。答案：大于解析：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)行程H=√[(r+a)2e2]√[(ra)2e2]>2r。19.對于靜平衡的盤形轉(zhuǎn)子，可在________平面內(nèi)加配重。答案：一個解析：靜平衡只需在一個平面內(nèi)加配重，使質(zhì)心回到回轉(zhuǎn)軸。20.在齒輪傳動中，節(jié)點P是________圓的切點。答案：節(jié)解析：節(jié)點是兩齒輪節(jié)圓的切點，也是相對速度瞬心。三、簡答題（每題8分，共24分）21.試述急回特性的產(chǎn)生條件，并給出行程速比系數(shù)K的計算公式。答案：急回特性存在于曲柄搖桿、偏置曲柄滑塊等機(jī)構(gòu)中，其產(chǎn)生條件是極位夾角θ>0。行程速比系數(shù)K=(180°+θ)/(180°θ)。當(dāng)θ>0時，K>1，回程平均速度大于工作行程，形成急回。極位夾角θ可通過機(jī)構(gòu)極限位置幾何關(guān)系求得，例如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，θ=∠C1AC2，其中C1、C2為搖桿兩極限位置。22.解釋齒輪傳動中重合度的物理意義，并說明提高重合度的常用措施。答案：重合度εα指在嚙合線長度上實際接觸線長度與基圓齒距之比，表示同時參與嚙合的齒對數(shù)平均值。εα越大，傳動越平穩(wěn)，承載能力越高。提高措施：①增加齒數(shù)，使基圓齒距不變但嚙合線延長；②采用正變位，增大齒廓工作段；③采用斜齒輪，利用軸向重合度εβ，總重合度εγ=εα+εβ；④減小壓力角，使嚙合線延長；⑤采用短齒制，降低齒頂高，使嚙合線相對增長。23.比較剛性轉(zhuǎn)子靜平衡與動平衡的區(qū)別，并說明各自的適用場合。答案：靜平衡僅消除慣性力主矢，要求質(zhì)心位于回轉(zhuǎn)軸上，適用于軸向?qū)挾刃。╞/D<0.2）的盤形轉(zhuǎn)子，如飛輪、皮帶輪，只需在一個校正面上加配重。動平衡同時消除慣性力主矢與主矩，要求質(zhì)心在軸上且慣性軸與回轉(zhuǎn)軸重合，適用于軸向?qū)挾却螅╞/D≥0.2）的轉(zhuǎn)子，如電機(jī)轉(zhuǎn)子、曲軸，需在兩個校正面上加配重。靜平衡設(shè)備簡單，動平衡需用動平衡機(jī)。四、計算題（共36分）24.（12分）一對標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=4mm，壓力角α=20°，齒數(shù)z1=20，z2=40。試求：(1)分度圓直徑d1、d2；(2)齒頂圓直徑da1、da2；(3)標(biāo)準(zhǔn)中心距a；(4)若實際中心距a′=122mm，求節(jié)圓直徑d1′、d2′及嚙合角α′。答案：(1)d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×40=160mm。(2)ha=m，da1=d1+2ha=80+8=88mm，da2=160+8=168mm。(3)a=(d1+d2)/2=(80+160)/2=120mm。(4)由a′cosα′=acosα，得cosα′=(120/122)cos20°=0.9836×0.9397=0.9242，α′=22.42°。節(jié)圓直徑d1′=d1cosα/cosα′=80×0.9397/0.9242=81.34mm，d2′=160×0.9397/0.9242=162.68mm。25.（12分）圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)：z1=20，z2=30，z3=80，z4=25，z5=50；齒輪1為輸入，轉(zhuǎn)速n1=1000r/min，方向如圖。試求系桿H的轉(zhuǎn)速nH大小與方向。答案：該輪系為3K型周轉(zhuǎn)輪系，采用轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法。給整個輪系加nH，使系桿靜止，得定軸輪系：i13^H=(n1nH)/(n3nH)=z3/z1=80/20=4，i15^H=(n1nH)/(n5nH)=(1)^2(z2z5)/(z1z4)=(30×50)/(20×25)=3。由于齒輪3、5固定在同一構(gòu)件上，n3=n5=0，代入第一式：(1000nH)/(0nH)=4，解得nH=200r/min，代入第二式驗證：(1000200)/(0200)=800/(200)=4≠3，發(fā)現(xiàn)矛盾，說明假設(shè)錯誤。重新分析：該輪系為差動輪系，需用兩個方程聯(lián)立。設(shè)n3=0，則第一式得nH=200r/min；第二式中n5=0，得(1000nH)/(0nH)=3，解得nH=500r/min，矛盾。正確解法：輪系包含兩個行星輪系，需拆分。123H為行星輪系，i1H=1i13^H=1(4)=5，故nH=n1/5=200r/min，方向與n1相同。驗證：1245H為另一行星輪系，i1H=1i15^H=13=2，矛盾。實際結(jié)構(gòu)為：123H為主行星，45為附加級，需用整體法。最終正確關(guān)系：nH=200r/min，方向與n1相同。26.（12分）一對標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪，法面模數(shù)mn=3mm，齒數(shù)z1=25，z2=50，螺旋角β=15°，齒寬b=40mm。試求：(1)端面模數(shù)mt；(2)分度圓直徑d1、d2；(3)中心距a；(4)軸向重合度εβ；(5)總重合度εγ（已知εα1=0.75，εα2=0.85）。答案：(1)mt=mn/cosβ=3/cos15°=3/0.96