《机械原理》试题及答案解析
出卷人：孙来宁136********
《机械原理》试题（A）
年级：13级专业：本科
一、填空题(本大题共14小题，每空1分，共20分)
1、同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。
2、在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。
3、机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。
4、无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。
5、平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。
7、增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。
8、平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。
9、轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮
系。
10、三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。
11、铰链四杆机构中传动角γ为，传动效率最大。
12、.连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为。
13、一个齿数为Z，分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为。
14、标准直齿轮经过正变位后模数，齿厚。
二、判断题(正确的打√，错误的打×) (本大题共10小题，每小题2分，共20分)
1、对心曲柄滑块机构都具有急回特性。（）
2、渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等。（）
3、当两直齿圆柱齿轮的安装中心距大于标准中心距时，为保证无侧隙啮合，应采用正
传动。（）
4、凸轮机构中当从动件的速度有有限量突变时，存在柔性冲击。（）
5、用飞轮调节周期性速度波动时，可将机械的速度波动调为零。（）
6、动平衡的转子一定满足静平衡条件。（）
7、斜齿圆柱齿轮的法面压力角大于端面压力角。（）
8、加工负变位齿轮时,齿条刀具的分度线应向远离轮坯的方向移动。( )
9、在铰链四杆机构中，固定最短杆的邻边可得曲柄摇杆机构。（）
10、平底直动从动件盘状凸轮机构的压力角为常数。（）
三、简答题(本大题共6小题，每小题5分，共30分)
1、造成转子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？
2、凸轮实际工作廓线为什么会出现变尖现象？设计中如何避免？
3、什么是机械的自锁？移动副和转动副自锁的条件分别是什么？
4.什么是齿轮的节圆？标准直齿轮在什么情况下其节圆与分度圆重合？
5、什么是传动角？它的大小对机构的传力性能有何影响？铰链四杆机构的最小传动角
在什么位置？
6、渐开线具有的特性有哪些？
四、计算题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)
1、求图示机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。
2、已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K＝1.25，摇杆长l CD=40mm，摇杆摆角Ψ=60o,机
架长l AD=55mm。作图设计此曲柄摇杆机构，求连杆和曲柄的长度。
3、一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数Z1＝24，Z2＝64，模数m＝6mm，安
装的实际中心距a’＝265mm。试求两轮的啮合角a’，节圆半径r1’和r2’。
4、取一机器的主轴为等效构件，已知主轴平均转速n m=1000r/min，在一个稳定运动循
环（2π）中的等效阻力矩Mer如图所示，等效驱动力矩Med为常数。若不计机器中各构件的转动惯量，试求：当主轴运转不均匀系数δ＝0.05时，应在主轴上加装的飞轮的
转动惯量J F。
5、一正常齿制标准直齿轮m =4, z=30, =20。，计算其分度圆直径、基圆直径、齿距、齿顶圆直径及齿顶圆上的压力角。
《机械原理》试题（B）
年级：13级专业：本科
一、填空题(本大题共12小题，每空1分，共20分)
1、一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。
2、偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。
3、刚性转子的动平衡的条件是。
4、曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位置时。
5、四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能越。
6、设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。
7、差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。
8、平面低副具有个约束，个自由度。
9、曲柄摇杆机构出现死点，是以作主动件，此时机构的角等于零。
10、为减小凸轮机构的压力角，可采取的措施有和。
11、.凸轮从动件作等速运动时在行程始末有性冲击；当其作运动时，
从动件没有冲击。
12、标准齿轮圆上的压力角为标准值，其大小等于。
二、判断题(正确的打√，错误的打×) (本大题共10小题，每小题2分，共20分)
1、对心曲柄滑块机构都具有急回特性。（）
2、渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等。（）
3、当两直齿圆柱齿轮的安装中心距大于标准中心距时，为保证无侧隙啮合，应采用正
传动。（）
4、凸轮机构中当从动件的速度有有限量突变时，存在柔性冲击。（）
5、用飞轮调节周期性速度波动时，可将机械的速度波动调为零。（）
6、动平衡的转子一定满足静平衡条件。（）
7、斜齿圆柱齿轮的法面压力角大于端面压力角。（）
8、加工负变位齿轮时,齿条刀具的分度线应向远离轮坯的方向移动。( )
9、在铰链四杆机构中，固定最短杆的邻边可得曲柄摇杆机构。（）
10、平底直动从动件盘状凸轮机构的压力角为常数。（）
三、简答题(本大题共6小题，每小题5分，共30分)
1、飞轮是如何调节周期性速度波动的？
2、渐开线齿廓啮合的特点是什么？
3、何谓基本杆组？机构的组成原理是什么？
4、凸轮轮廓曲线设计的基本原理是什么？如何选择推杆滚子的半径？
5、什么是周转轮系？什么是周转轮系的转化轮系？
6、什么是重合度？其物理意义是什么？增加齿轮的模数对提高重合度有无好处？
四、计算题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)
1、一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数Z1＝24，Z2＝64，模数m＝6mm，安装的
实际中心距a’＝265mm。试求两轮的啮合角a’，节圆半径r1’和r2’。
2、已知轮系中各齿轮齿数Z1=20，Z2=40，Z2’= Z3=20，Z4=60，
n1=800r/min，求系杆转速n H的大小和方向。
3、取一机器的主轴为等效构件，已知主轴平均转速n m=1000r/min，在一个稳定运动循环
（2π）中的等效阻力矩Mer如图所示，等效驱动力矩Med为常数。若不计机器中各构件的转动惯量，试求：当主轴运转不均匀系数δ＝0.05时，应在主轴上加装的飞轮的转动惯量J F。
4、如图，已知 z 1=6
， z 2=z 2, =25， z 3=57， z 4=56，求i 14 ？
5、已知一对标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮的中心距a=196mm ，传动比i=3.48，小齿轮齿数Z 1=25。确定这对齿轮的模数m ；分度圆直径d 1、d 2；齿顶圆直径da 1、da 2；齿根圆直径d f1、d f2。（10分）
《机械原理》试题（C）
一、填空题(本大题共12小题，每空1分，共20分)
1、同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。
2、在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。
3、机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。
4、无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。
5、平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。
6、设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。
7、差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。
8、平面低副具有个约束，个自由度。
9、曲柄摇杆机构出现死点，是以作主动件，此时机构的角等于零。
10、为减小凸轮机构的压力角，可采取的措施有和。
11、.凸轮从动件作等速运动时在行程始末有性冲击；当其作运动时，
从动件没有冲击。
12、标准齿轮圆上的压力角为标准值，其大小等于。
二、判断题(正确的打√，错误的打×) (本大题共10小题，每小题2分，共20分)
1、对心曲柄滑块机构都具有急回特性。（）
2、渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等。（）
3、当两直齿圆柱齿轮的安装中心距大于标准中心距时，为保证无侧隙啮合，应采用正
传动。（）
4、凸轮机构中当从动件的速度有有限量突变时，存在柔性冲击。（）
5、用飞轮调节周期性速度波动时，可将机械的速度波动调为零。（）
6、动平衡的转子一定满足静平衡条件。（）
7、斜齿圆柱齿轮的法面压力角大于端面压力角。（）
8、加工负变位齿轮时,齿条刀具的分度线应向远离轮坯的方向移动。( )
9、在铰链四杆机构中，固定最短杆的邻边可得曲柄摇杆机构。（）
10、平底直动从动件盘状凸轮机构的压力角为常数。（）
三、简答题(本大题共6小题，每小题5分，共30分)
1、造成转子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？
2、凸轮实际工作廓线为什么会出现变尖现象？设计中如何避免？
3、什么是机械的自锁？移动副和转动副自锁的条件分别是什么？
4、凸轮轮廓曲线设计的基本原理是什么？如何选择推杆滚子的半径？
5、什么是周转轮系？什么是周转轮系的转化轮系？
6、什么是重合度？其物理意义是什么？增加齿轮的模数对提高重合度有无好处？
四、计算题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)
1、求图示机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。
2、已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K＝1.25，摇杆长l CD=40mm，摇杆摆角Ψ=60o,机
架长l AD=55mm。作图设计此曲柄摇杆机构，求连杆和曲柄的长度。
3、一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数Z1＝24，Z2＝64，模数m＝6mm，安
装的实际中心距a’＝265mm。试求两轮的啮合角a’，节圆半径r1’和r2’。
4、如图，已知z1=6，z2=z2, =25，z3=57，z4=56，求i14？
5、已知一对标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮的中心距a=196mm，传动比i=3.48，小齿轮齿数Z1=25。确定这对齿轮的模数m；分度圆直径d1、d2；齿顶圆直径da1、da2；
齿根圆直径d f1、d f2。（10分）
《机械原理》试题（A）答案
一、填空题(本大题共12小题，每空1分，共20分)
1. 相似于
2. 质径积
3. 等效转动惯量，等效力矩
4. 0，1
5. 90
6. 不变；增大
7. 相反；相同
8. 定轴
9. 3；一条直线上
10. 900
11. 机架；低副
12. z/cos3β
二、判断题(正确的打√，错误的打×) (本大题共10小题，每小题2分，共20分)
1.×；
2.×；
3.√；
4.×；
5.×；
6.√；
7.×；
8.×；
9.×；10.√。
三、简答题(本大题共6小题，每小题5分，共30分)
1、原因：转子质心与其回转中心存在偏距；
平衡目的：使构件的不平衡惯性力和惯性力矩平衡以消除或减小其不良影响。
2、变尖原因：滚子半径与凸轮理论轮廓的曲率半径相等，使实际轮廓的曲率半径为0。避免措施：在满足滚子强度条件下，减小其半径的大小。
3、自锁：无论驱动力多大，机构都不能运动的现象。移动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦锥里；转动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦圆内。
4、经过节点、分别以两啮合齿轮回转中心为圆心的两个相切圆称为节圆。当两标准齿轮按标准中心距安装时其节圆与分度圆重合。
5、压力角的余角为传动角，传动角越大，机构传力性能越好。最小传动角出现在曲柄和机
架共线的位置。
6、1）发生线BK 的长度等于基圆上被滚过的圆弧的长度2）渐开线任一点的法线恒与其基圆相切3）发生线与基圆的切点是渐开线的曲率中心4）渐开线的形状取决于基圆的大小5）基圆内无渐开线。
四、计算题(本大题共2小题，每小题15分，共30分)
1、ω1/ω3=P 13P 34/P 13P 14
=4
P 12
P 34
P 13
2、θ=180*（k-1）/(k+1)=2 0°
1)按已知条件作DC 1、DC 2 ； 2)作直角三角形及其外接圆如图；
3）以D 为圆心，55mm 为半径作圆交于A 点。
AC 1=b-a AC 2=b+a 由此得曲柄a 和连杆b 的长度。
3、a=0.5m(z1+z2)=264
α’=arcos(264*cos20°/265)=20.6° r b1=0.5m*z1cos20°=67.66
r b2=0.5m*z2cos20°=180.42
r’1=r b1/cosα’=72.3
r’2=r b2/cosα’=192.756
4、M d=(300*4π/3*1/2)/2π=100Nm
△ W max=89π(用能量指示图确定)
J F=900△ W max/π2n2δ=0.51
5、d=mz=120 d b=dcos200=112.76
P=mπ=12.56 d a=(z+2)m=128
cosαa=d b/d a=0.881 αa=28.24?
《机械原理》试题（B）答案
一、填空题(本大题共12小题，每空1分，共20分)
1、1.5
2、扩大转动副半径
3、偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为0
4、曲柄；机架
5、余角；差
6、标准值；模数
7、2
8、2；1
9、摇杆；传动角
10、增加基圆半径；推杆合理偏置
11、刚性；五次多项式或正弦加速度运动
12、分度圆；200
二、判断题(正确的打√，错误的打×) (本大题共10小题，每小题2分，共20分)
1.×；
2.×；
3.√；
4.×；
5.×；
6.√；
7.×；
8.×；
9.×；10.√。
三、简答题(本大题共6小题，每小题5分，共30分)
1、飞轮实质是一个能量储存器。当机械出现盈功速度上升时，飞轮轴的角速度只作
微小上升，它将多余的能量储存起来；当机械出现亏功速度下降时，它将能量释放出来，飞轮轴的角速度只作微小下降。
2、1）定传动比2）可分性3）轮齿的正压力方向不变。
3、基本杆组：不能拆分的最简单的自由度为0的构件组。机构组成原理：任何机构
都可看成是有若干基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。
4、1）反转法原理 2）在满足强度条件下，保证凸轮实际轮廓曲线不出现尖点和“失
真”，即小于凸轮理论轮廓的最小曲率半径。
5、至少有一个齿轮的轴线的位置不固定，而绕其他固定轴线回转的轮系称为周转轮
系。在周转轮系中加上公共角速度-ωH后，行星架相对静止，此时周转轮系转化成定轴轮系，这个假想的定轴轮系称为原周转轮系的转化轮系。
6、实际啮合线段与轮齿法向齿距之比为重合度，它反映了一对齿轮同时啮合的平均
齿数对的多少。增加模数对提高重合度没有好处。
四、计算题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)
1、a=0.5m(z1+z2)=264
α’=arcos(264*cos20°/265)=20.6°
r b1=0.5m*z1cos20°=67.66
r b2=0.5m*z2cos20°=180.42
r’1=r b1/cosα’=72.3
r’2=r b2/cosα’=192.756
2、齿轮1、2是一对内啮合传动：n1/n2=z2/z1=2
齿轮2‘-3-4组成一周转轮系，有： (n’2-n H)/(n4-n H)=-z4/z’2=-3
又因为 n2=n’2 n4=0
解得：n H=100 r/min 方向与n1相同。
3、M d=(300*4π/3*1/2)/2π=100Nm
△ W max=89π(用能量指示图确定)
J F=900△ W max/π2n2δ=0.51
4、齿轮1-2-3组成一周转轮系，有：(n1-n H)/(n3-n H)= - z3/z1= - 57/6
齿轮1-2-2‘-4组成另一周转轮系，有：
(n1-n H)/(n4-n H)= - z2z4/z1z’2= - 56/6=-28/3
从图中得： n3=0
求解得：i14=n1/n4= - 588
5、z 2=iz1=87 m=196/[0.5(25+87)]=3.5
d1=mz1=87.5 d2=mz2=304.5
da1=m(z1+2)=94.5 da2=m(z2+2)=311.5
df1=m(z1-2.5)=78.75 df2=m(z2-2.5)=295.75
《机械原理》试题（C）答案
一、填空题(本大题共12小题，每空1分，共20分)
1、相似于
2、质径积
3、等效转动惯量，等效力矩
4、 0，1
5、 90
6、标准值；模数
7、2
8、2；1
9、摇杆；传动角
10、增加基圆半径；推杆合理偏置
11、刚性；五次多项式或正弦加速度运动
12、分度圆；200
二、判断题(正确的打√，错误的打×) (本大题共10小题，每小题2分，共20分)
1.×；
2.×；
3.√；
4.×；
5.×；
6.√；
7.×；
8.×；
9.×；10.√。
三、简答题(本大题共6小题，每小题5分，共30分)
1、原因：转子质心与其回转中心存在偏距；
平衡目的：使构件的不平衡惯性力和惯性力矩平衡以消除或减小其不良影响。
2、变尖原因：滚子半径与凸轮理论轮廓的曲率半径相等，使实际轮廓的曲率半径为0。
避免措施：在满足滚子强度条件下，减小其半径的大小。
3、自锁：无论驱动力多大，机构都不能运动的现象。移动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦锥里；转动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦圆内。
4、1）反转法原理 2）在满足强度条件下，保证凸轮实际轮廓曲线不出现尖点和“失真”，即小于凸轮理论轮廓的最小曲率半径。
5、至少有一个齿轮的轴线的位置不固定，而绕其他固定轴线回转的轮系称为周转轮系。在周转轮系中加上公共角速度-ωH 后，行星架相对静止，此时周转轮系转化成定轴轮系，这个假想的定轴轮系称为原周转轮系的转化轮系。
6、实际啮合线段与轮齿法向齿距之比为重合度，它反映了一对齿轮同时啮合的平均齿数对的多少。增加模数对提高重合度没有好处。
四、计算题(本大题共2小题，每小题15分，共30分)
1、ω1/ω3=P 13P 34/P 13P 14
=4
P 12
P 34
P 13
2、θ=180*（k-1）/(k+1)=20°
1)按已知条件作DC 1、DC 2 ； 2)作直角三角形及其外接圆如图；
3）以D 为圆心，55mm 为半径作圆交于A 点。
AC 1=b-a AC 2=b+a 由此得曲柄a 和连杆b 的长度。
3、a=0.5m(z1+z2)=264
α’=arcos(264*cos20°/265)=20.6°
r b1=0.5m*z1cos20°=67.66
r b2=0.5m*z2cos20°=180.42
r’1=r b1/cosα’=72.3
r’2=r b2/cosα’=192.756
4、齿轮1-2-3组成一周转轮系，有：(n1-n H)/(n3-n H)= - z3/z1= - 57/6
齿轮1-2-2‘-4组成另一周转轮系，有：
(n1-n H)/(n4-n H)= - z2z4/z1z’2= - 56/6=-28/3 从图中得： n3=0
求解得：i14=n1/n4= - 588
5、z 2=iz1=87 m=196/[0.5(25+87)]=3.5
d1=mz1=87.5 d2=mz2=304.5
da1=m(z1+2)=94.5 da2=m(z2+2)=311.5
df1=m(z1-2.5)=78.75 df2=m(z2-2.5)=295.75