机械原理试卷卷库 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
题目部分，(卷面共有95题,分,各大题标有题量和总分)
一、填空题(18小题,共分)
1．(2分)在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时， 只能获得 双摇杆 机构。
2．(2分)盘形凸轮的基圆半径是 理论轮廓曲线 上距凸轮转动中心的最小向径。
3．(2分)刚性转子的平衡中，当转子的质量分布不在一个平面内时，应采用 动平衡 方法平衡。其平衡条件为 ΣM = O ；ΣF = 0 。
4．(2分)h a *,==?120
α的渐开线标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为 17 。 5．(2分)设计滚子从动件盘形凸轮机构时，滚子中心的轨迹称为凸轮的 理论 廓线；与滚 子相包络的凸轮廓线称为 实际 廓线。
6．(2分)平面机构中传动角γ和压力角α 之和等于 90 。
7．(2分)在认为摩擦力达极限值条件下计算出机构效率η 后，则从这种效率观点考虑，机器发生自锁的条件是 η≤0。
8．(2分)速度比例尺的定义是 图 上 单 位 长 度 (mm )所 代 表 的 实 际 速 度 值
(m/s) ，在比例尺单位相同的条件下，它的绝对值愈大，绘制出的速度多边形图形愈小。
9．(2分)在平面机构中，具有两个约束的运动副是 低 副，具有一个约束的运动副是 高 副 。
10．(2分)对静不平衡的回转构件施以平衡措施的过程称为__静平衡___过程。
11．(2分)连杆机构的急回特性用 行程速比系数K 表达。
12．(2分)圆锥齿轮用于传递两轴线相交的运动，蜗杆传动用于传递两轴线交错的运动。13．(2分)标准直齿轮的基本参数是Z、 m 、α、h*a 、 c*。
14．(2分)一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其啮合角的数值与分度圆上的压力角总是相等。
15．(4分)在移动副摩擦中，总反力是正压力和摩擦力的合力。
16(4分)写出两种实现间歇运动的机构名称__棘轮机构__ 、槽轮机构。17．(4分)在用齿条形刀具加工直齿圆柱变位齿轮时，刀具远离轮坯中心的变位方式叫_正变位___；刀具移近轮坯中心的变位方式叫___负变位_______。
18．(2分)在拟定机械传动系统方案时，采用尽可能短的运链。
二、选择题(26小题,共分)
1．(2分)范成法切制渐开线齿轮时，齿轮根切的现象可能发生在D的场合。
A、模数较大；
B、模数较小；
C、齿数较多；
D、齿数较少
2．(2分)为了减小机器运转中周期性速度波动的程度，应在机器中安装 B 。
A、调速器；
B、飞轮；
C、变速装置。
3．(2分)计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会B。
A、增多；
B、减少；
C、不变。
4．(2分)压力角是在不考虑摩擦情况下作用力和力作用点的C方向所夹的锐角。
A、法线；
B、速度；
C、加速度；
D、切线
5．(2分)齿轮渐开线在 D 上的压力角最小。
A、齿根圆；
B、齿顶圆；
C、分度圆；
D、基圆
6．(2分)在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，轮廓曲线出现尖顶或交叉是因为滚子半径
D 该位置理论廓线的曲率半径。
A 、大于；
B 、小于；
C 、等于。
D 、大于或等于
7．(2分)将机构位置图按实际杆长放大一倍绘制，选用的长度比例尺μl 应是
A 。
(A)0.5 mm/mm ； (B)2 mm/mm ； (C)0.2 mm/mm ； (D)5 mm/mm 。
8．(1分).右图所示平面接触移动副，r
Q 为法向作用力，滑块在r P 力作用下沿v 方
向运动，则固定件给滑块的总反力应是图中 A 所示的作用线和方
向。
9．(2分)作连续往复移动的构件，在行程的两端极限位置处，其运动状态必定是
C 。
A 、v a ==00,；
B 、v =0，a =max ；
C 、v =0，a ≠0 ；
D 、v ≠0，a ≠0。
10．(2分)蜗杆蜗轮传动的标准中心距a= D 。 A 、m
z z 212()+； B 、m z z 212()+；C 、m q z 21()+； D 、m q z 22()+
11．(2分)斜齿轮的端面齿形与其法面齿形是__B__（A 相同 ;B 不同的），一般其__B_（A 端面 ;B 法面）齿形的参数是标准的。
12．(2分)在传力过程中，连杆机构的传动角γ一般是__A____好。
A 、大点 ;
B 、小点
C 、不变
13．(2分)一对渐开线直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是它们的__B____相
等。
A 、分度圆周节;
B 、基圆周节;
C 、齿顶圆齿厚
14．(2分)机械原理的研究对象是__B______。
A 、机架与原动件;
B 、机构与机器;
C 、零件和构件
15．(2分)下面四个机构运动简图所示的四个铰链四杆机构，图 A 是双曲柄机
构。
A 、a ；
B 、b ；
C 、c ；
D 、d 。
16．(2分)范成法切制渐开线齿轮时，齿轮根切的现象可能发生在 D 的场合。
A 、模数较大；
B 、模数较小；
C 、齿数较多；
D 、齿数较少
17．(2分)计算机构自由度时若计入虚约束，则机构会 B 。
A 、 增 多；
B 、 减 少；
C 、 不 变
18．(2分)轴2搁置在V 形铁1上，根据它们在图示平面内能实现的相对运动，可判别它们之间组成的运动副是 A 。
19．(2分)机构具有确定运动的条件是其原动件的数目应等于
___C__ 。
A 、从动件数目;
B 、运动副数目;
C 、机构的自由度数目
A 、 转 动 副；
B 、移 动 副；
C 、纯 滚 动 型 平 面 高 副；
D 、滚 动 兼 滑 动 型 平 面 高 副。
20．(2分)对渐开线标准齿轮传动，当其实际中心距a′大于标准中心距a时，两分度圆与两节圆__D___，压力角α与啮合角α′______。
A、相等，相等
B、相等，不相等
C、不相等，相等
D、不相等，不相等
21．(2分)凸轮机构升程的许用压力角[α1]应比回程的许用压力角[α2]取得
__B___。
A 、大些； B、小些；C、相等
22．(2分)凸轮机构中推杆的运动规律是根据__A_____选定的。
A、推杆的工作需要；
B、凸轮的基圆半径；
C、机构的尺寸
23．(2分)具有自锁性的机构是___B___运动的。
A、不能；
B、可以
24．(2分)当机构的自由度大于机构的原动件数目时，机构将 A 。
A、运动不完全确定；
B、乱动
25．(2分)构件是机构中的___A___（ A.、运动单元； B、制造单元）。
26．(2分)两个运动构件，它们相对瞬心的绝对速度 B 。
A、均为零；
B、不为零且相等；
C、不相等
三、问答题(19小题,共分)
1．(6分)以转动副联接的两构件，当外力(驱动力)分别作用在摩擦圆之内、之外，或与该摩擦圆相切时，两构件将各呈何种相对运动状态？
答：原动件数小于自由度，无确定运动。
1) 当外力作用于摩擦圆内时，原来静仍静止原运动则做减速相运动；
2) 当外力作用于摩擦圆外时，作相对加速运动；
3) 当外力切于摩擦圆，原来静止仍静止，原来运动则作等速运动。
2．(5分)渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆和节圆有何区别在什么情况下，分度圆和节圆是相等的
答：一个齿轮只有分度圆，只有一对齿轮传动时才有节圆。在标准安装时分度圆和节圆相等。
3．(5分)渐开线直齿圆柱标准齿轮的分度圆具有哪些特性？
答：分度圆是齿轮基本尺寸计算的基准圆；在分度圆上具有标准模数和标准压力角值；分度圆上的齿厚等于齿槽宽；分度圆与用齿条刀加工时的节圆重合。
4．(12分)何谓凸轮机构的压力角？试分别标出三种凸轮机构在图示位置的压力角（凸轮转向如箭头所示）。
答：
5．(15分)试列举出五种能将连续回转运动转换为直线运动的机构，要求画出机构示意图,写上机构名称。
答：
6．(2分)试述机构有确定运动的条件，并判断下图所示两机构是否有确定运动。
答:
(1) 机构有确定运动的条件是机构自由度大于零等于原动
件数目。
(2) 图 a
原 动 件 数 大 于 自 由 度， 无 法 运 动。
(3) 图 b
7．(12分)图示为一凸轮连杆机构，已知凸轮为原动件， HF GE CD L L L ////==，试计算该机构的自由度。若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指出它们的位置。（12分）
答：计 算 自 由 度
B 处 为 局 部 自 由 度，GE 呈 现 虚 约 束。
8．(12分)计算图示机构的自由度，已知 LAB = LBC = LBD , ∠CAD = 90°,并标出各处
运动副的类型和数目，指出可能有的复合铰链，虚约束和局部自由度的位置。
9．(12分)图示一凸轮机构，设已知各构件的尺寸及凸轮的角速度，用速
度瞬心法求此位置时从动件的移动速度，只需写出算式即可，并保留做图
线。
10．(15分)图示的是一个抛光机不完整的机构运动简图，请在图上补填所
缺少的一切内容，使此图完整，比例尺为 1mm/mm 。试在图上标出
全部运动尺寸并计算机构的自由度。
11．(5分)试计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须标明。
12．(6分)试给出图示平面四杆机构的名称，并回答：
（1）此机构有无急回作用？
（2）此机构有无死点在什么条件下出现死点
（3）构件AB 主动时，在什么位置有最小传动角？
13．(5分)图示为偏置曲柄滑块机构。问：
（1）此机构有无急回运动为什么
（2）其行程速度变化系数K=（
需列出计算公式）
14．(6分)简述轮系传动比计算的转化机构法的原理。
15．(6分)试计算图示机构的自由度。并写出各处运动副的类型和数目，指出可能有的复合铰链、虚约束和局部自由度的位置。不按要求做不给分。
16．(5分)如图示曲柄滑块机构的运动简图，试确定当曲柄1等速转动时，（1）机构的行程速度变化系数K。
（2）最小传动角 min的大小。
（3）滑块3往复运动时向左的平均速度大还是向右的平均速度大。
（4）当滑块3为主动时，机构是否出现死点，为什么？
（在图中用作图法求解）
17．(6分)简述凸轮廓线设计的反转法原理。
18．(14分)试计算图示机构的自由度。并写出各处运动副的类型和数目，指出可能有的复合铰链、虚约束和局部自由度的位置。不按要求做不给
分。
19．(14分)图示为一曲柄滑块机构的运动示意图，曲柄1为匀速转动的原
动件。现已做出该机构在图示位置的速度多边形和加速度多边形，试分别
列出与其相对应的速度向量方程式和加速度向量方程式，并把各个向量符
号标在多边形中相应的代表线段旁边。
四、图解题(12小题,共分)
1．(10分)图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。试在图上：
（1）画出基圆并标明基圆 r0；
（2）作出并标明凸轮按-ω 方向转过60?后，从动件与凸轮廓线接触处的压力角α；
（3）作出并标明滚子从图示位置反转到B 处与凸轮接触时，对应的凸轮转角?。（均保留作图线）
2．(10分)已知一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，传动比i 1225=.，z 140=，h a *=1，
m =10mm ，α=?20，中心距正确安装。求：z 2，两轮的节圆直径d 1' 和d 2'
，两轮的基圆直径d b1 和d b2，两轮的齿顶圆直径d a1 和d a2，两轮的根圆直径d f1和d f 2，两轮的齿距p 1 和p 2。（cos200=）
3．(10分)图示轮系中，已知z a =1( 左 旋)，z b =40，z 120=，z 280=，z 224'=，z 384=，若n a =1000 r/min ，求n c 的大小及方向。
4．(12分)图示的是一个机构的不完整的机构运动简图，请在图上补填所缺少的
一切内容，使此图完整，比例尺为1mm/mm 。试计算机构的自由度，如有复
合铰链、局部自由度、虚约束或其他情况，必须说明。
5．(12分)图示凸轮机构中，凸轮以角速度ω 逆时针方向转动。试在图上：
（1）写出机构名称并画出理论轮廓曲线、基圆与偏距圆；
（2）标出凸轮从图示位置转过90?时的压力角α 和位移 s 。
6．(12分)画出图示机构的全部瞬心。
7．(12分)图示的是一个简易冲床不完整的机构运动简图，比例尺为
1mm/mm 。请在图上补填所缺少的一切内容，使此图完整。并计算
机构的自由度。
8．(12分)图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮以角速度ω 逆时针方向转动。试在图上：
（1）画出理论轮廓曲线、基圆与偏距圆；
（2）标出凸轮从图示位置转过90?时的压力角α 和位移 s 。
9．(12分)在图示机构中，已知原动件1以等角速度 ω1 逆时针方向转动，
。＝。，，?===60130300100?mm e mm l mm l BC AB 试列出机构的封闭矢量方程式；并在图中标出各矢量和方位角。
10．(12分)图示为一曲柄滑块机构的一个工作位置，F 为作用于活塞上
的驱动力，转动副A 及B 上所画的虚线小圆为摩擦圆，试确定机构在此
位置时作用在连杆AB 上的作用力的真实方向（力的方向直接标在图
上，连杆本身重量及惯性力忽略不计）
11．(12分)如图所示为一铆钉机构的机构运动简图，比例尺为1mm/mm ，
试在图上标出全部运动尺寸。
12．(12分)试设计一曲柄滑块机构，设已知其滑块的行程速比系数K =，
滑块的冲程H=100 mm ,偏距e =10 mm 。(要求：保留作图线，写出
设计步骤）
五、计算题(19小题,共分)
1．(15分)设计一曲柄滑块机构,已知曲柄长度l AB =15 mm ，偏距e =10 mm ，要求最小传动角γmin =60o
。
（1）确定连杆的长度l BC ;
（2）画出滑块的极限位置；
（3）标出极位夹角θ及行程H;
（4）确定行程速比系数K 。
2．(15分)已知某对渐开线直齿圆柱齿轮传动，中心距a =350 mm ，传动比
i ==2520.,α ，h a *=1，c *=025.，根据强度等要求模数m 必须在5、6、7 mm 三者中选择，试设计 此对齿轮的以下参数和尺寸。
（1）齿轮的齿数z 1、z 2，模数m ，传动类型；
（2）分度圆直径d 1、d 2，面圆直径d a1、d a2，根圆直径d f1、d f 2，节圆直径'd 1
、 'd 2，啮合角α'；
（3）若实际安装中心距'=a 351 mm ，上述哪些参数变化数值为多少
3．(10分)图示曲柄摇杆机构的运动简图，曲柄1为原动件，各铰链处所画大圆为摩擦圆。已知摇杆3上的阻力矩M r =40Nm 。试确定：
(1)不考虑各铰链中的摩擦时，需加的驱动力矩M d 0；
(2)考虑摩擦时的驱动力矩M d ;
(3) 机构的瞬时机械效率。
4．(14分)在图示轮系中，已知各轮齿数为z 120=，z 230=，z 380=，z 440=，z 520=，轮1的转速n 11000= r/min, 方向如图示，试求轮5的转速n 5的大小和方向。
5．(12分)图示周转轮系中，已知Z 1＝20，Z 2 =24，Z 2` =30，Z 3 =40，n 1 =-
200r/min , n 3 =100r/min 。求： n H 大小和转向（在图上标出）。
6．(15分)用齿条刀具加工一渐开线直齿圆柱齿轮。设已知被加工齿轮轮坯的
角速度 ω1= 5rad/s,，刀具移动速度为v = 0.375m/s ， 刀具的模数 m = 10
mm ，压力角 α = 20°。
求（1）被加工齿轮的齿数z1 ；
（2） 若齿条分度线与被加工齿轮中心的距离为 75 mm ，问被加工齿轮是
那种变位齿轮为什么
（3）求出这个齿轮的基圆直径db 和齿顶圆直径 da 各为多少 (15分)
7．(12分)已知一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮机构，其模数m = 5 mm ,
,
ha* = 1,，。试求： （1）基圆齿距pb ，小齿轮的齿顶圆半径 ra1 和大齿轮齿根圆半径 rf2 ；
（2）标准中心距a ，若将a 加大
时，啮合角为多少？ （cos200.94?=）（保
留一位小数） 8．(12分)今测得一渐开线标准齿轮的齿顶圆直径da = 208mm ，齿根圆直径df =
172mm ，齿数Z = 24 ，试求该齿轮的模数 m 和齿顶高系数ha* 。
9．(12分)试设计一摆动导杆机构。如图所示，已知导杆的行程速比系数
K = 2，机架长度Lac =50 mm ,求曲柄的长度Lab 。（要求：写出设计步
骤，保留作图线）
10．(10分)计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束应注明。若取图中绘有箭头的构件为原动件，问运动是否确定？
11．(14分)图示轮系中，已知原动件H 转速 H n =960转/分（转向见图），各个齿轮的齿数分别如下：Z1=20，Z2=24，m1=3mm ，Z2`=17，Z3= 16， m3=4mm ， Z3`=17 ，Z4= 34 。
试计算 n4 的转速大小，并在图上标出 Z4 的转向。
12．(12分)在图示导杆机构中，已知各构件长度（mm ）：
;550,300,150===CD AC AB L L L 各构件质量（kg ）：
10,3,5321===m m m （质心S3 为CD 中点）；各构件转动惯量（kg 2m ）：
;
2.0,002.0,05.0321===S S S J J J 驱动力矩 m n M ?=10001 求：1）以杆3为等效构件时，写出各构件质量和转动惯量换算到杆3上的等效转动
惯量Je 的表达式？
2）1M 换算到导杆3上的等效力矩Me 的大小。 标准模数表 5，（），6，（），7, 8, 9, 10，（11），
（12），……，（mm ）
13．(12分)用范成法加工齿轮时，用齿条刀具加工一渐开线直齿圆柱齿
轮。设已知被加工齿轮轮坯的角速度 ω= 4rad/s,，刀具移动速度为v =
0.36m/s ，刀具的模数 m = 10 mm ，压力角 α = 20°。
求（1）被加工齿轮的齿数z ；
（2）若齿条刀具分度线与被加工齿轮中心的距离为 90 mm ，问被加工齿
轮是那种齿轮（变位齿轮、标准齿轮）为什么
（3）求出这个齿轮的基圆直径d b 和齿顶圆直径 da 各为多少
(cos200=
16．(16分)已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的中心距a = 190 mm ,模数m =5 mm ,齿顶高系数 ha*= 1 ,压力角α= 20°。两齿轮的齿数比Z2／Z1 =3，试按μl = 2 mm/mm 比例绘图标明实 际啮合线长和啮合角（cos 20°= )。
17．(15分)已知图示轮系中齿数Z1＝20，Z2＝30，Z2'＝20，齿轮2与
2'模数相同，n1＝100 r/min ，n3＝－100 r/min ，试求nH 的大小与转向（
15分）
14．(12分)薄盘上有不平衡质量 kg m kg m 20,1021==，它们所在的方位分别为：
mm r mm r 100,20021==，见图示。
试求：1、在半径 mm r 100= 的圆上，应加的平衡质量=m
2、平衡质量的方位角α等于多少？并在图上标出。
15．(12分)图示轮系中，已知z z z z 134420===='，z 280=，z 560=。若n A =1000 r/min,求n B 的大小及方向。
18．(12分)如图示一轮系，已知轮系中各齿轮齿数，n1大小和转向。
求：1.这是一个什么类型的轮系？
的大小和转向（计算部分只需写出算式即可）
19．(12分)在图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度l AB=25mm，l BC=55mm，
l CD =40mm，l
AD
=50 mm。
（1）问该机构是否有曲柄，如有，指明哪个构件是曲柄；
（2）该机构是否有摇杆，如有，用作图法求出摇杆的摆角范围；
（3）以AB杆为主动件时，该机构有无急回性？用作图法求出其极位夹角θ，并计算行程速度变化系数K；
（4）以AB杆为主动件，确定机构的αmax和γmin。
六、图解题(1小题,共分)
1．(12分)在图示偏置曲柄滑块机构中，求（直接在题图上画出）：
1.画出机构的极限位置，并标注极位夹角θ；
2.画出最小传动角γmin 的位置，并标注γmin ；
3.该机构此时是否存在死点位置为什么
====================答案====================
答案部分，(卷面共有95题,分,各大题标有题量和总分)