机械原理试题附答案

2017-05-05 机械原理

  机械原理研究机构和机器的学科,其主要组成部分为机构学与机械动力学。以下是由阳光网小编整理关于机械原理试题的内容,希望大家喜欢!

  机械原理试题附答案(一)

  一、问答题(15分)

  1、什么是连杆机构的压力角、传动角?(2分)

  答:不考虑运动副中的摩擦力、构件的惯性力,运动副中力的作用线与受力点速度方向所夹的锐角称为压力角,压力角的余角称为传动角。

  2、什么是基本杆组?机构的组成原理是什么?(2分)

  答:机构中,结构最简单、不可再分的、自由度为零的构件组称为基本杆组。任一机构都可以看作是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上所组成的,这就是机构的组成原理。

  3、常用的间歇运动机构有几种?其主动件与从动件的运动转换各有什么特点?(2分)

  答:常用的间歇运动机构有:棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构。棘轮机构把一个往复摆动转换为间歇单向转动;槽轮机构把一个连续单向转动转换为间歇单向转动;不完全齿轮机构把一个连续单向转动转换为间歇单向转动。

  4、什么是槽轮机构的运动系数?(2分)

  答:槽轮的运动时间与拨盘的运动时间的比值称为槽轮机构的运动系数。

  5、通常,机器的运转过程分为几个阶段?各阶段的特征是什么?(3分)

  答:机器的运转过程分为三个阶段:启动阶段,稳定运转阶段和停车阶段。启动阶段的特点:原动件速度由零上升到稳定运转速度,系统驱动力所做的功大于阻抗力所消耗的功。

  稳定运转阶段的特点:在一个周期内,系统驱动力所做的功等于阻抗力所消耗的功。

  停车阶段的特点:系统驱动力所做的功小于于阻抗力所消耗的功,原动件速度由稳定运转速度下降为零。

  6、利用飞轮进行机器的周期性速度波动调节时,飞轮一般安装在高速轴还是低速轴上?为什么?(2分)

  答:安装在高速轴上。这样可以使飞轮的质量减小。(2分)

  7、平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮的.正确啮合条件是什么?

  答:模数相等、压力角相等、螺旋角大小相等旋向相反。

  二、下图机构中,已知,并且,,,求该机构的自由度。若有复合铰链、局部自由主及虚约束,请说明。(10分)

  解:I处为局部自由度,LM构件引入虚约束,FG构件或者H构件引入虚约束,C、E、O处为复合铰链,Q或R处为虚约束。n=12,,,则自由度:

  三、如图所示导杆机构中,,,导杆的偏距为,。如果使该导杆机构成为曲柄摆动导杆机构。推导使AD成为曲柄的条件。(10分)

  解:如下图所示,要使该导杆机构成为曲柄摆动导杆,必须使机构通过如图两个极限位置,即和。作,。

  在中有:;在中有:。由此可得曲柄AB存在条件为:

  四、根据下图推导凸轮机构的压力角表达式。(15分)

  解:由图可知,,,,,代入凸轮机构的压力角表达式,可得:

  五、正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿顶高系数、顶隙系数及国家标准(GB1356-88)中规定分度圆压力角的标准值为多少?若渐开线直齿圆柱齿轮采用短齿制,且分度圆压力角,齿轮的齿数是多少时,其齿根圆和基圆最接近重合?(10分)

  解:正常齿制渐开线标准齿圆柱齿轮的参数为:,,

  非标准的短齿制渐开线直齿圆柱齿轮的参数为:,

  当基圆和齿根圆重合时,有:

  ①

  式中,——基圆直径,——齿根圆直径。

  基圆直径可表示为

  ②

  式中,——分度圆压力角,。

  齿根圆直径可表示为:

  ③

  联立式①、②及③,有:

  所以有:

  由于齿数只能是整数,所以齿根圆不可能正好与基圆重合。从上面的计算结果看,渐开线直齿圆柱齿轮在采用短齿制及压力角的条件下,当齿数z=23时,齿根圆与基圆最接近重合。

  六、如图所示轮系,已知各齿轮的齿数分别是、、、、、、。求的表达式并说明构件H和构件6的转向是相同还是相反?(15分)

  解:如图轮系1、2、H、3组成行星轮系有:

  ①

  如图轮系6、5-5',(1),4组成行星轮系有:

  ②

  联立①、②式,得:

  七、图示转子上有三个不平衡质量, kg, kg, kg,其回转半径分别为: mm, mm, mm, mm, mm, mm。相位分布如图所示。要求选择Ⅰ-Ⅰ,Ⅱ-Ⅱ两个面对其进行动平衡,试用图解法或解析法求在平面Ⅰ-Ⅰ,Ⅱ-Ⅱ面上处所加平衡质量的大小和相位(所加平衡质量的半径为: mm)。(10分)

  解:将不平衡质量的质径积、、分别向Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ两平衡平面内分解。对于Ⅰ-Ⅰ平面:

  kg·mm, kg·mm

  kg·mm

  对于Ⅱ-Ⅱ平面:

  kg·mm, kg·mm

  kg·mm

  采用图解法分别在Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ平面进行平衡, kg·mm/mm。

  选择作图比例尺 kg·mm/mm作图,求得:

  kg·mm, kg·mm

  由于 mm,则 kg, kg,相位如下图所示。

  (左图的数值分别是、、、 右图数值分别是、、)

  八、已知机组在稳定运转时期主轴上的等效阻力矩变化曲线如图所示,等效驱动力矩为常数,主轴的平均速度。为减小主轴的速度波动,现加装一个飞轮,其转动惯量 kg·m2,不计主轴及其他构件的质量和转动惯量。试求:

  (1)等效驱动力矩。

  (2)主轴的最大角速度及最小角速度,它们发生在何处(即相应的值)。(15分)

  (3)运动速度不均匀系数。

  解:

  (1),因此有:

  (2)发生在B点,发生在C点。

  机械原理试题附答案(二)

  1、在如图所示的齿轮—凸轮轴系中,轴4称为( )

  A、 零件 B、机构C、构件D、部件

  2、若组成运动副的两构件间的相对运动是移动,则称这种运动副为( )

  A、转动副B、移动副 C、球面副 D、螺旋副

  3、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( )

  A、分度圆 B、齿顶圆 C、齿根圆 D、基圆

  4、机构具有确定相对运动的条件是( )

  A、机构的自由度数目等于主动件数目

  B、机构的自由度数目大于主动件数目

  C、机构的自由度数目小于主动件数目

  D、机构的自由度数目大于等于主动件数目

  5、一般转速的滚动轴承计算准则为( )

  A、进行静强度计算 B、进行极限转速计算

  C、进行疲劳寿命计算 D、进行热平衡计算

  6、柴油机曲轴中部的轴承应采用( )

  A、整体式滑动轴承 B、部分式滑动轴承

  C、深沟球轴承 D、圆锥滚子轴承

  7、螺纹联接的自锁条件为( )

  A、螺纹升角≤当量摩擦角 B、螺纹升角>摩擦角

  C、螺纹升角≥摩擦角 D、螺纹升角≥当量摩擦角

  8、机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数,其表达式为( )

  A、 B、

  C、 D、

  9、铰链四杆机构的死点位置发生在( )

  A、从动件与连杆共线位置 B、从动件与机架共线位置

  C、主动件与连杆共线位置 D、主动件与机架共线位置

  10、当轴的转速较低,且只承受较大的径向载荷时,宜选用( )

  A、深沟球轴承 B、推力球轴承

  C、圆柱滚子轴承 D、圆锥滚子轴承

  11、作单向运转的转轴,其弯曲应力的变化特征是( )

  A、对称循环 B、脉动循环

  C、恒定不变 D、非对称循环

  12、在一般机械传动中,若需要采用带传动时,应优先选用( )

  A、圆型带传动 B、同步带传动

  C、V型带传动 D、平型带传动

  13、铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,则为了获得曲柄摇杆机构,

  其机架应取( )

  A、最短杆 B、最短杆的相邻杆

  C、最短杆的相对杆 D、任何一杆

  14、若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时,宜采用( )

  A、螺栓联接 B、双头螺柱联接

  C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接

  15、在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时,其从动件的运动( )

  A、将产生刚性冲击 B、将产生柔性冲击

  C、没有冲击 D、既有刚性冲击又有柔性冲击

  16、与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数YFS值有关的参数是( )

  A、工作齿宽b B、模数m

  C、齿数z D、压力角α

  17、齿轮传动中,轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在( )

  A、齿根部分 B、靠近节线处的齿根部分

  C、齿顶部分 D、靠近节线处的齿顶部分

  18、普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是( )

  A、mt1=ma2, αt1=αa2,γ=β B、ma1=mt2, αa1=αt2,γ=β

  C、mt1=ma2, αt1=αa2,γ=-β D、ma1=ma2, αa1=αt2,γ=-β

  (注:下标t表示端面,a表示轴向,1表示蜗杆、2表示蜗轮)

  19、下列联轴器中,能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是( )

  A、凸缘联轴器 B、齿式联轴器

  C、万向联轴器 D、弹性柱销联轴器

  20、带传动的主要失效形式是带的( )

  A、疲劳拉断和打滑 B、磨损和胶合

  C、胶合和打滑 D、磨损和疲劳点蚀

  二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)

  21、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和________。

  22、对于动不平衡的回转件,需加平衡质量的最少数目为________。

  23、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为________。

  24、在内啮合槽轮机构中,主动拨盘与从动槽轮的转向________。

  25、普通平键的剖面尺寸(b×h),一般应根据________按标准选择。

  26、链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力的,所以应属于________传动。

  27、在一对齿轮啮合时,其大小齿轮接触应力值的关系是σH1_____σH2。

  28、蜗杆传动的效率包括三部分,其中起主要作用的是________的摩擦损耗效率。

  29、滑动轴承的转速越高,所选用的润滑油粘度越________。

  30、联轴器型号是根据计算转矩、转速和________从标准中选取的。

  三、分析题(本大题共2小题,每小题6分,共12分)

  32、试分析只受预紧力F′作用的单个螺栓联接的应力情况,写出其强度计算公式,并指出公式中每个

  参数的物理意义。

  四、计算题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)

  34、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm,传动比i12=3,小齿轮的齿数z1=

  18。试确定大齿轮的齿数z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径、齿顶圆直径。

  35、在图示传动装置中,已知各轮齿数为:z1=20, z2=40, z3=20, z4=30, z5=80,运动从Ⅰ轴输入,

  Ⅱ轴输出,nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴Ⅱ的转速nⅡ及转动方向。

  36、某轴用一对圆锥滚子轴承支承,外圈窄边相对安装,已知两轴承所承受的径向载荷分别为FrⅠ=9000N,FrⅡ=5000N,其内部轴向力分别为FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,判断系数e=0、32,当Fa/Fr≤e时,X=1,Y=0,当Fa/Fr>e时,X=0、4,Y=1、88。试分别计算出轴承的当量

  动载荷。

  五、设计题(本大题共2小题,每小题7分,共14分)

  37、图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初

  始位置。试用作图法在图上标出:

  (1)当凸轮从初始位置转过 =90°时,从动件走过的位移S1;

  (2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时,凸轮转过的相应角度 。

  说明:(1)不必作文字说明,但必须保留作图线;

  (2)S1和 只需在图上标出,不必度量出数值

  一、单项选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分)

  1、A 2、B 3、D 4、A 5、C

  6、B 7、A 8、C 9、A 10、C

  11、A 12、C 13、B 14、B 15、A

  16、C 17、B 18、B 19、D 20、A

  二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)

  21、受力情况22、2

  23、两者相等

  24、相同

  25、轴径

  26、啮合

  27、等于(或=)

  28、轮齿啮合时

  29、大30、轴径

  三、分析题(本大题共2小题,每小题6分,共12分)

  31、蜗轩转动方向如图所示

  蜗杆为右旋

  Ft2与蜗轮分度圆相切,指向左端

  Ft1与蜗杆分度圆相切,指向右端

  Fa1与蜗杆轴线平行,指向右

  Fa2与蜗轮轴线平行,指向左

  32、螺栓受到拉应力σ和扭转剪应力τ的作用

  σ= ≤[σ]

  σ—拉应力,

  d1—螺栓最小直径,

  [σ]—许用拉应力。

  四、计算题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)

  33、(1)F处为复合铰链

  H处(或I处)为虚约束,应除去

  (2)计算自由度

  n=6, PL=8, PA=1

  F=3n-2P1=PH

  =3×6-2×8-1

  =1

  34、∵i12= =3

  ∴Z2=i12Z1=3×18=54

  ∵a= (z1+z2)

  ∴m= =3mm

  d1=mz1=3×18=54mm

  d2=mz2=3×54=162mm

  da1=d1+2ha*m=54+6=60mm

  da2=d2+2ha*m=162+6=168nn

  35、这是一个混合轮系:齿轮3、4、5和系杆H组成一个行星轮系;齿轮1、2组成一个定轴轮系。

  对于3、4、5、H组成的行星轮系,有

  i

  将n5=0代入上式得

  即 =1+4=5 ……………(1)

  对于1、2齿轮组成的定轴轮系,有

  i

  即 =-2…………(2)

  联立解(1)、(2)式,并考虑到nⅠ=n1, n2=nH,n3=nⅡ得

  将nⅠ=1000r/min代入,得nⅡ=-2500r/min

  负号说明nⅡ转向与nⅠ转向相反。

  36、轴向力:FSⅠ+FA=2430+1000=3430N>SⅡ

  轴承Ⅰ被放松 FaⅠ=FSⅠ=2430N

  轴承Ⅱ被压紧 FaⅡ=FSⅡ=3430N

  当量动载荷

  FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0、27<e

  XⅠ=1 YⅠ=0

  PⅠ=XⅠFrⅠ=9000N

  FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0、686>e

  XⅡ=0、4 YⅡ=1、88

  PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0、4×5000+1、88×3430=12672、6N


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