机械原理期末考试试题

一、是非题，判断下列各题,对的画“√”，错的画“×”（每题2分，共10分） 1、Ⅱ级机构的自由度不能大于2； 2、铰链四杆机构中，若存在曲柄，其曲柄一定是最短杆。 3、当凸轮机构的压力角过大时，机构易出现自锁现象。 4、国产标准斜齿圆柱齿轮的端面齿顶高等于法面齿顶高； 5、棘轮机构和槽轮机构都是间歇运动机构。 二、单项选择题（每小题2分，共10分）

1、在铰链四杆机构中，取（ ）杆作为机架，则可得到双摇杆机构。

A．最短杆； B．最短杆的对边； C．最长杆； D．连杆 2、下列为空间齿轮机构的是（ ）机构。

A．圆锥齿轮；B．人字齿轮； C．平行轴斜齿圆柱齿轮；D．直齿圆柱齿轮

3、表征蜗杆传动的参数和几何尺寸关系的平面应为（ ）。

A．轴面； B．端面； C．中间平面； D．法面

4、在机构中原动件数目（ ）机构自由度时，该机构具有确定的运动。

A．小于；B．等于；C．大于；D．大于等于

5、 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（ ）。

A．v0，a0； B．v0，a0；

C．v0，a0； D．v0，a0。 三、填空题（每小题2分，共10分）

2、构件是________的单元，而零件是制造的单元。



 303、在摆动导杆机构中，导杆摆角，其行程速度变化系数K的值为_______。 4、在周转轮系中，兼有_______的齿轮称为行星轮。 5、平面定轴轮系传动比的大小等于_______ 。

四、分析简答题（40分）

1、（10分）计算图示机构的自由度。确定机构所含杆组的数目和级别，并判定机构的级别。机构中的原动件如图所示。

1、为使凸轮机构结构紧凑，应选择较小的基圆半径，但会导致压力角_______ 。

2、（10分）图示铰链四杆机构中，所标数字代表杆长，单位为cm。试求： 1）通过计算判断该机构属于铰链四杆机构中的何种类型；

2）欲使该机构为曲柄摇杆机构，现调整AB杆长，试确定出AB杆长的取值范围。

3、（10分）偏置曲柄滑块机构中，曲柄AB为原动件，其长为20 cm，且逆时针匀速转动。又知连杆长BC为60cm，滑块行程速比系数K2。试求：滑块行程s?

4、（10分）一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径R30mm，几何中心为A，回转中心为O，从动件偏距

ODe10mm，OA10mm。凸轮以等角速度逆时针方向转动。当凸轮在图

示位置，即ADCD时，试求：

（1）凸轮的基圆半径 r0；

（2）图示位置的凸轮机构压力角； （3）图示位置的凸轮转角； （4）图示位置的从动件的位移s；

（5）该凸轮机构中的从动件偏置方向是否合理，为什么？

五、计算题：（30分）

1、（10分）一对渐开线直齿圆柱标准齿轮，已知z120，z240，

**hm10mm,20a,1,c0.25。如安装中心距为305mm。试确定：

(1)这对齿轮的啮合角；

rr(2)节圆半径1、2； (4)实际齿顶间隙c; (5)重合度。

注：重合度计算式

1z1(tga1tg )z2(tga2tg )2

2、（10分）图示机构中，已知AB杆长为100mm，其角速度110rad/s，BD杆长

30为20mm,该位置时，请标出瞬心P13、P24，并计算件2上D点及件3的该瞬时速度VD?，V3?（注意：标示瞬心时，应将图形画在答题纸上，不要直接画在题签上。）

(3)两齿廓曲线在节圆上的曲率半径1、2；

3、（10分）计算图示轮系的传动比iAB，并确定输出轴B的转向。已知各轮齿数

z11，z240，z224，z372，z318，z4114，蜗杆左旋，n1转向如图所示。

2011(参考答案)

一、是非题（本大题共10分，每小题2分） 1、×；2、×；3、√；4、√；5、√ 二、单项选择题（每小题2分，共10分） 1、B；2、A；3、C；4、B；5、C

三、填空题（每小题2分，共10分）

1、增大；2、运动；3、1.4；4、自转和公转；5、从动轮齿数乘积与主动轮齿数乘积之比

四、分析简答题（本大题共40分） 1、（本小题10分）

解：F3n2PLPH3721001

以CF为原动件时，图示机构去掉原动件和机架后可以拆分为1个Ⅱ级杆组和1个Ⅲ级杆组，如下图示（，所以该机构为Ⅲ级机构。

A

2、（本小题10分）

1）因为40805060，属于双摇杆机构 2）AB最短时，x805060，0x30， AB居中时，5080x60，70x80， AB最长时， x508060 80x90， 所以 0x30,70x90 3、（本小题10分）

解：

1800

B1

K1

600

K1 画出两极限位置

所以s

69.28

4、（本小题10分）解： (1) r0R

OA301020mm

tg

AD

20

0.895, 41.830BD22.36

(2)

(3)

(4)

mm

s22.3617.325.04mm (5) 偏置方向不合理。

图示偏置方向使推程段增大。应把从动件导路偏置在凸轮转动中心

的右侧，则推程段减小。

五、计算题：（30分） 1、解：

'

(1) a0.5m(z1+z2)=300mm， a305mm，

a'=arccos(a?cosa/a')

22.44?

''

..(2) i122，r1101667mm，r2203333mm

(3)

1 r1sin38.8

mm，

 r2sin77.62

mm

(4) 顶隙c2.557.5mm

.(5) 重合度11674

2、解：如图所示：

V31lP13A500mm/s

，VDVB1lAB1000mm/s

3、解：

i12

n1z2

40n2z1

H

i2'H1i2'41

z3z472114

120z2'z3'2418

iABi1Hi12i2'H4020800

nBnH,方向向下()。

一、是非题，判断各题，对的画“√”，错的画“×”（每小题2分，共10分） 1. 在机构运动简图中运动副和构件都应用规定的符号和线条表示。 2. 在铰链四杆机构中，取最长杆作为机架，则可得到双摇杆机构。 3. 凸轮机构的图解法设计原理是采用反转法原理。 4. 与标准齿轮相比，正变位齿轮的齿距变大。 5. 一对互相啮合的渐开线直齿圆柱齿轮，其分度圆总是相切的。 二、单项选择题（每小题2分，共10分）

1. 机构的最小传动角min可能发生在（ ）位置之处。

A. 主动曲柄与连杆二次共线； B. 主动曲柄与摇杆二次共线； C. 主动曲柄与机架二次共线； D. 不确定；

2. 将曲柄滑块机构中的曲柄取为机架，则机构成为（ ）。

A．摇块机构； B．转动导杆机构； C．摆动导杆机构；D．曲柄滑块机构 3. 凸轮机构从动件选用等加速等减速运动规律的主要缺点是会产生（ ）。

A．刚性冲击； B．柔性冲击； C．振动； D．刚性冲击和柔性冲击 4. 对于一渐开线标准圆柱齿轮，其齿数一定，模数越大，则（ ）。

A．节圆越大； B．压力角越大；C．齿根高越小； D．分度圆越大 5. 单圆销平面槽轮机构中，当圆销作单向连续转动时，槽轮的运动通常为

（ ）。

A．单向间歇转动； B．双向往复摆动； C．单向连续转动； D．双向往复移动。 三、填空题（每小题2分，共10分）

1. 在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由 2. 曲柄摇杆机构只有在________情况下，才会出现死点位置。

3. 棘轮机构中，当主动件连续地________时，棘轮作单向的间歇转动。 4. 直齿圆锥齿轮的________模数取为标准模数。

5. 用齿条形刀具加工标准齿轮不产生根切的最小齿数为________。

四、分析简答题（40分）

1.（10分）计算图示机构的自由度，图中已给定一个原动件，依据自由度数，请判断是否还需要再给定一个原动件该机构才能具有确定的运动？如需要请正确地从连架杆中选定原动件并做出标记,并画出拆分后该机构的杆组图。

2.（10分）直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮1为一偏心圆盘，圆盘半径R30mm，几何中心为A，回转中心为O，OA15mm。凸轮以等角速度10rad/s逆时针方向转动。当凸轮在图示位置，即AOBO时，试求： （1）请标出该时刻机构的传动角并求出其大小； （2）请标出瞬心P12、P23； （3）该时刻从动件2的速度是多少?

3.（10分）四杆机构ABCD中，l115mm，l250mm，l330mm。图示位置 A、B、D三点共线，CDAD。试解答： （1）判断该机构属于铰链四杆机构中的何种类型； （2）若CD为原动件，计算图示位置B点处压力角=？

（3）保证机构类型不变，将AB杆尺寸加大，确定出尺寸加大范围。

4.（10分）图示凸轮机构中，已知推程段廓线AB段与回程段廓线BC段互相对 称，又知基圆半径r0=50mm，偏心距e=30mm，廓线最高点B至旋转中心O的 距离lOB=100mm。试解答：

从动杆位移s；

（1）在图中标出从动杆与廓线上K点（K点如图所示）接触时，凸轮的转角，

（2）计算出从动杆的最大位移h=？

五、计算题（30分）

1.（10分）图示曲柄摇块机构，已知ABBC，原动件AB顺时针匀速转动，角速度10.1rad/s。摇块

C快行程用时为5秒，机架AC长为。求： （1）从动件的行程速度变化系数K=？极位夹角?

（2）画出该曲柄摇块机构的两个极限位置，并求出曲柄AB长是多少？

2.（10分）一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知其模数m=2mm，

20压力角，齿数z1=20，z2=48，试计算：



（1）该对齿轮作无侧隙啮合时的中心距a=？，啮合角=？，节圆半径r1=？；（2）欲使其实际中心距a=68.5mm，今用一对标准斜齿轮（平行轴）凑中心距， 在mn=2mm，z1、z2不变时两斜齿轮的螺旋角应为多少？

3.（10分）图示轮系中各轮齿数为z12，z250（旋向如图所示），z320，

z460，z560，z620，z725，z815，又知蜗杆转速n11800rpm，方向如图。求nB大小及方向。

机械基础(参考答案)

一、是非题（每题2分，共20分） 1、√；2、×；3、√；4、×；5、×； 二、单项选择题：（每题2分，共20分） 1、C；2、B ；3、B ；4. D；5. A ； 三、填空题（每小题2分，共10分）

1.凸轮廓线（形状）；2.摇杆为原动件；3.往复摆动；4.大端；5. 17； 四、分析简答题（

40分）

1.（10分）解： F

3n2PLPH36

28

0

2

（构件数1分，低副数1，高副数1分和自由度数1分） 需要原动件如图（2分）； 两个二级杆组图（4分）

图四.1 图四.2

000

9030602.（10分）解：（1）如图所示：， （3分）

（2） 瞬心P12、P23如图所示， （4分）

vlAP13100.0150.15m/s

（3） 2， （3分）

3.（10分）解：1、lAD154055,15555030，曲柄摇杆机构 （2分）

2、

cos153.13

35

（或

tg1

4

53.133） （2分）

3、AB最短 15x25 （2分）

AB居中 30+55x+50得出35x55 （2分）

AB最长 30+x55+50得出55x75 （2分） 4.（10分）解：

画出偏距圆、转角、位移各

2分 （6分）

h55.4 （4分） 五、计算题（30分） 1.（10分）

K

解：1）

t慢2/52053t快55

；



k131

18001800900

k131(6分)

2）极限位置如图所示 (2分)

3）

lAB1lACcos(/4)cos4510cm

(2分)

2.（10分）

m2解： （2分） a(z1z2)(2048)68mm

22

==20； （2分）；

r1=r1=mz/2=2×20/2=20mm （2分）

1

mn(z1z2)2(2048)

cos   0.9927 （2分）

2a268.5

126.930 （2分）

3.（10分） 解：每小问2分

1)i1Bi14i5H （划分轮系）

2)i14

z2z45060

75z1z3220

6

5

H

3)i5H1i58

4)i1Bi14i5H75

6

905

5)

nB

nA

20rpmi1B



一、是非题，判断下列各题,对的画“√”，错的画“×”（每题2分，共10分） 1、Ⅱ级机构的自由度不能大于2； 2、铰链四杆机构中，若存在曲柄，其曲柄一定是最短杆。 3、当凸轮机构的压力角过大时，机构易出现自锁现象。 4、国产标准斜齿圆柱齿轮的端面齿顶高等于法面齿顶高； 5、棘轮机构和槽轮机构都是间歇运动机构。 二、单项选择题（每小题2分，共10分）

1、在铰链四杆机构中，取（ ）杆作为机架，则可得到双摇杆机构。

A．最短杆； B．最短杆的对边； C．最长杆； D．连杆 2、下列为空间齿轮机构的是（ ）机构。

A．圆锥齿轮；B．人字齿轮； C．平行轴斜齿圆柱齿轮；D．直齿圆柱齿轮

3、表征蜗杆传动的参数和几何尺寸关系的平面应为（ ）。

A．轴面； B．端面； C．中间平面； D．法面

4、在机构中原动件数目（ ）机构自由度时，该机构具有确定的运动。

A．小于；B．等于；C．大于；D．大于等于

5、 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（ ）。

A．v0，a0； B．v0，a0；

C．v0，a0； D．v0，a0。 三、填空题（每小题2分，共10分）

2、构件是________的单元，而零件是制造的单元。



 303、在摆动导杆机构中，导杆摆角，其行程速度变化系数K的值为_______。 4、在周转轮系中，兼有_______的齿轮称为行星轮。 5、平面定轴轮系传动比的大小等于_______ 。

四、分析简答题（40分）

1、（10分）计算图示机构的自由度。确定机构所含杆组的数目和级别，并判定机构的级别。机构中的原动件如图所示。

1、为使凸轮机构结构紧凑，应选择较小的基圆半径，但会导致压力角_______ 。

2、（10分）图示铰链四杆机构中，所标数字代表杆长，单位为cm。试求： 1）通过计算判断该机构属于铰链四杆机构中的何种类型；

2）欲使该机构为曲柄摇杆机构，现调整AB杆长，试确定出AB杆长的取值范围。

3、（10分）偏置曲柄滑块机构中，曲柄AB为原动件，其长为20 cm，且逆时针匀速转动。又知连杆长BC为60cm，滑块行程速比系数K2。试求：滑块行程s?

4、（10分）一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径R30mm，几何中心为A，回转中心为O，从动件偏距

ODe10mm，OA10mm。凸轮以等角速度逆时针方向转动。当凸轮在图

示位置，即ADCD时，试求：

（1）凸轮的基圆半径 r0；

（2）图示位置的凸轮机构压力角； （3）图示位置的凸轮转角； （4）图示位置的从动件的位移s；

（5）该凸轮机构中的从动件偏置方向是否合理，为什么？

五、计算题：（30分）

1、（10分）一对渐开线直齿圆柱标准齿轮，已知z120，z240，

**hm10mm,20a,1,c0.25。如安装中心距为305mm。试确定：

(1)这对齿轮的啮合角；

rr(2)节圆半径1、2； (4)实际齿顶间隙c; (5)重合度。

注：重合度计算式

1z1(tga1tg )z2(tga2tg )2

2、（10分）图示机构中，已知AB杆长为100mm，其角速度110rad/s，BD杆长

30为20mm,该位置时，请标出瞬心P13、P24，并计算件2上D点及件3的该瞬时速度VD?，V3?（注意：标示瞬心时，应将图形画在答题纸上，不要直接画在题签上。）

(3)两齿廓曲线在节圆上的曲率半径1、2；

3、（10分）计算图示轮系的传动比iAB，并确定输出轴B的转向。已知各轮齿数

z11，z240，z224，z372，z318，z4114，蜗杆左旋，n1转向如图所示。

2011(参考答案)

一、是非题（本大题共10分，每小题2分） 1、×；2、×；3、√；4、√；5、√ 二、单项选择题（每小题2分，共10分） 1、B；2、A；3、C；4、B；5、C

三、填空题（每小题2分，共10分）

1、增大；2、运动；3、1.4；4、自转和公转；5、从动轮齿数乘积与主动轮齿数乘积之比

四、分析简答题（本大题共40分） 1、（本小题10分）

解：F3n2PLPH3721001

以CF为原动件时，图示机构去掉原动件和机架后可以拆分为1个Ⅱ级杆组和1个Ⅲ级杆组，如下图示（，所以该机构为Ⅲ级机构。

A

2、（本小题10分）

1）因为40805060，属于双摇杆机构 2）AB最短时，x805060，0x30， AB居中时，5080x60，70x80， AB最长时， x508060 80x90， 所以 0x30,70x90 3、（本小题10分）

解：

1800

B1

K1

600

K1 画出两极限位置

所以s

69.28

4、（本小题10分）解： (1) r0R

OA301020mm

tg

AD

20

0.895, 41.830BD22.36

(2)

(3)

(4)

mm

s22.3617.325.04mm (5) 偏置方向不合理。

图示偏置方向使推程段增大。应把从动件导路偏置在凸轮转动中心

的右侧，则推程段减小。

五、计算题：（30分） 1、解：

'

(1) a0.5m(z1+z2)=300mm， a305mm，

a'=arccos(a?cosa/a')

22.44?

''

..(2) i122，r1101667mm，r2203333mm

(3)

1 r1sin38.8

mm，

 r2sin77.62

mm

(4) 顶隙c2.557.5mm

.(5) 重合度11674

2、解：如图所示：

V31lP13A500mm/s

，VDVB1lAB1000mm/s

3、解：

i12

n1z2

40n2z1

H

i2'H1i2'41

z3z472114

120z2'z3'2418

iABi1Hi12i2'H4020800

nBnH,方向向下()。

一、是非题，判断各题，对的画“√”，错的画“×”（每小题2分，共10分） 1. 在机构运动简图中运动副和构件都应用规定的符号和线条表示。 2. 在铰链四杆机构中，取最长杆作为机架，则可得到双摇杆机构。 3. 凸轮机构的图解法设计原理是采用反转法原理。 4. 与标准齿轮相比，正变位齿轮的齿距变大。 5. 一对互相啮合的渐开线直齿圆柱齿轮，其分度圆总是相切的。 二、单项选择题（每小题2分，共10分）

1. 机构的最小传动角min可能发生在（ ）位置之处。

A. 主动曲柄与连杆二次共线； B. 主动曲柄与摇杆二次共线； C. 主动曲柄与机架二次共线； D. 不确定；

2. 将曲柄滑块机构中的曲柄取为机架，则机构成为（ ）。

A．摇块机构； B．转动导杆机构； C．摆动导杆机构；D．曲柄滑块机构 3. 凸轮机构从动件选用等加速等减速运动规律的主要缺点是会产生（ ）。

A．刚性冲击； B．柔性冲击； C．振动； D．刚性冲击和柔性冲击 4. 对于一渐开线标准圆柱齿轮，其齿数一定，模数越大，则（ ）。

A．节圆越大； B．压力角越大；C．齿根高越小； D．分度圆越大 5. 单圆销平面槽轮机构中，当圆销作单向连续转动时，槽轮的运动通常为

（ ）。

A．单向间歇转动； B．双向往复摆动； C．单向连续转动； D．双向往复移动。 三、填空题（每小题2分，共10分）

1. 在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由 2. 曲柄摇杆机构只有在________情况下，才会出现死点位置。

3. 棘轮机构中，当主动件连续地________时，棘轮作单向的间歇转动。 4. 直齿圆锥齿轮的________模数取为标准模数。

5. 用齿条形刀具加工标准齿轮不产生根切的最小齿数为________。

四、分析简答题（40分）

1.（10分）计算图示机构的自由度，图中已给定一个原动件，依据自由度数，请判断是否还需要再给定一个原动件该机构才能具有确定的运动？如需要请正确地从连架杆中选定原动件并做出标记,并画出拆分后该机构的杆组图。

2.（10分）直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮1为一偏心圆盘，圆盘半径R30mm，几何中心为A，回转中心为O，OA15mm。凸轮以等角速度10rad/s逆时针方向转动。当凸轮在图示位置，即AOBO时，试求： （1）请标出该时刻机构的传动角并求出其大小； （2）请标出瞬心P12、P23； （3）该时刻从动件2的速度是多少?

3.（10分）四杆机构ABCD中，l115mm，l250mm，l330mm。图示位置 A、B、D三点共线，CDAD。试解答： （1）判断该机构属于铰链四杆机构中的何种类型； （2）若CD为原动件，计算图示位置B点处压力角=？

（3）保证机构类型不变，将AB杆尺寸加大，确定出尺寸加大范围。

4.（10分）图示凸轮机构中，已知推程段廓线AB段与回程段廓线BC段互相对 称，又知基圆半径r0=50mm，偏心距e=30mm，廓线最高点B至旋转中心O的 距离lOB=100mm。试解答：

从动杆位移s；

（1）在图中标出从动杆与廓线上K点（K点如图所示）接触时，凸轮的转角，

（2）计算出从动杆的最大位移h=？

五、计算题（30分）

1.（10分）图示曲柄摇块机构，已知ABBC，原动件AB顺时针匀速转动，角速度10.1rad/s。摇块

C快行程用时为5秒，机架AC长为。求： （1）从动件的行程速度变化系数K=？极位夹角?

（2）画出该曲柄摇块机构的两个极限位置，并求出曲柄AB长是多少？

2.（10分）一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知其模数m=2mm，

20压力角，齿数z1=20，z2=48，试计算：



（1）该对齿轮作无侧隙啮合时的中心距a=？，啮合角=？，节圆半径r1=？；（2）欲使其实际中心距a=68.5mm，今用一对标准斜齿轮（平行轴）凑中心距， 在mn=2mm，z1、z2不变时两斜齿轮的螺旋角应为多少？

3.（10分）图示轮系中各轮齿数为z12，z250（旋向如图所示），z320，

z460，z560，z620，z725，z815，又知蜗杆转速n11800rpm，方向如图。求nB大小及方向。

机械基础(参考答案)

一、是非题（每题2分，共20分） 1、√；2、×；3、√；4、×；5、×； 二、单项选择题：（每题2分，共20分） 1、C；2、B ；3、B ；4. D；5. A ； 三、填空题（每小题2分，共10分）

1.凸轮廓线（形状）；2.摇杆为原动件；3.往复摆动；4.大端；5. 17； 四、分析简答题（

40分）

1.（10分）解： F

3n2PLPH36

28

0

2

（构件数1分，低副数1，高副数1分和自由度数1分） 需要原动件如图（2分）； 两个二级杆组图（4分）

图四.1 图四.2

000

9030602.（10分）解：（1）如图所示：， （3分）

（2） 瞬心P12、P23如图所示， （4分）

vlAP13100.0150.15m/s

（3） 2， （3分）

3.（10分）解：1、lAD154055,15555030，曲柄摇杆机构 （2分）

2、

cos153.13

35

（或

tg1

4

53.133） （2分）

3、AB最短 15x25 （2分）

AB居中 30+55x+50得出35x55 （2分）

AB最长 30+x55+50得出55x75 （2分） 4.（10分）解：

画出偏距圆、转角、位移各

2分 （6分）

h55.4 （4分） 五、计算题（30分） 1.（10分）

K

解：1）

t慢2/52053t快55

；



k131

18001800900

k131(6分)

2）极限位置如图所示 (2分)

3）

lAB1lACcos(/4)cos4510cm

(2分)

2.（10分）

m2解： （2分） a(z1z2)(2048)68mm

22

==20； （2分）；

r1=r1=mz/2=2×20/2=20mm （2分）

1

mn(z1z2)2(2048)

cos   0.9927 （2分）

2a268.5

126.930 （2分）

3.（10分） 解：每小问2分

1)i1Bi14i5H （划分轮系）

2)i14

z2z45060

75z1z3220

6

5

H

3)i5H1i58

4)i1Bi14i5H75

6

905

5)

nB

nA

20rpmi1B

