机械原理试题(二)
一、填空题(本题20分，每小题2分)
1．某机构中有6个活动构件，则该机构的全部瞬心的数目为------- ----。
2．一对标准渐开线直齿圆柱齿轮传动，如果实际中心距大于标准中心距，其传动比将-----------。
3．斜齿圆柱齿轮的标准模数和压力角在----------上度量。
4．根据机械效率?，判别机械自锁的条件是-------------。
5．若将一曲柄摇杆机构转化成双曲柄机构，可以将原机构的-----------作为机架
6．速度瞬心是指两个构件相对运动时-----------相等的点。
7．渐开线齿轮与齿条啮合时，节圆------齿轮的分度圆，齿条相对齿轮的位置发生变化后，节圆的大小---------- 。
8. 在摆动导杆机构中，若取曲柄为原动件时，机构的最小传动角γmin= --------------；而取导杆为原动件时，则机构的最小传动角γmin=------------。
9. 凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生--------冲击，适用于中速场合。
10. 为了减轻飞轮的重量，最好将飞轮安装在转速------------的轴上。
二、简答题(本题25分，每小题5分)
1. 极位夹角与连杆机构急回特性有何关系？当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回特性？请举两个例子说明。
2. 试简述凸轮轮廓设计时，基圆半径与滚子半径选择按什么原则？
3. 与直齿轮相比较，斜齿轮传动有哪些优点？
4. 何谓渐开线齿轮的可分性？如令一对标准齿轮的中心距略大于标准中心距，能不能传动？有什么不良影响？
5. 从平衡条件、平衡面数、适用场合来分析转子的静平衡和动平衡的区别。
三、作图题(本题总共24分)
1、已知一铰链四杆机构ABCD的连杆BC的两位置B1C1，B2C2，当连杆位于B1C1时，摇杆DC处于铅垂位置；当连杆位于B2C2时，四杆机构的传动角可能最小（此时AB杆主动）。试用作图法求出各杆长度。（8%）
2、在图示四杆机构中，F为未知驱动力，Q为已知生产阻力（Q = 100 N），摩擦角φ = 15°，虚线圆为摩擦圆，各杆质量忽略不计。试在图中标出各运动副中的反力方向；并用作图法（比例自定）求出F力的大小。（10%）
3、图中所示为一偏置滚子直动从动件盘形凸轮机构，从动件在最低位置为运动起始点，试在图上绘出：
（1）凸轮的理论廓线和基圆；
（2）图示位置从动件的位移；
（3）凸轮从图示位置转过90°时机构的压力角。
（6%）
四、计算题(本题总共31分)
1、计算图示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束（如果存在的话）。（7%）
2、已知一对渐开线外啮合标准直齿轮的模数为5，压力角20°，中心距为350 mm，角速度之比为9:5，分别求1）两轮的齿数；
2）小齿轮分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆的直径和齿距；
3）小齿轮在分度圆处的曲率半径和齿顶圆上的压力角。（8%）
3、如图，Z1=30、Z2=30、Z3=90、Z1’=20、Z4=30、Z3’=40、Z4’=30、Z5=15 求传动比i4H。（10%）
4、某机组作用在主轴上的阻力矩变化曲线Mr—φ如图。已知主轴上的驱动力矩Md为常数，平均角速度ωm=25rad/s，机器运转速度的不均匀系数为0.02。求1)驱动力矩Md ，2）最大盈亏功Amax ，3）安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。（6%）
XX 大学学年第二学期考试卷（A 卷） 课程名称： 机械原理 课程类别： 必修 考试方式： 闭卷 注意事项：1、本试卷满分100分。 2、考试时间 120分钟。 : 一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确 答案，并将正确答案的选项填在题后的括号内。每小题2分，共20分） 1. 以移动副相连接的两构件的瞬心在 ( B ) / A ．转动副中心处 B. 垂直于导路方向的无穷远处 C. 接触点处 D. 过接触点两高副元素的公法线上 2. 有一四杆机构，其极位夹角为11°，则行程速比系数K 为 ( D ) A. 0 B. C. 1 D. 3. 以下哪种情况不会发生机械自锁 ( D ) A. 效率小于等于零 B. 作用在移动副上的驱动力在摩擦角之内 C. 生产阻抗力小于等于零 D. 轴颈上的驱动力作用在摩擦圆之外 4. 有一四杆机构，杆长分别为17mm ，38mm ，42.5mm ，44.5mm ，长度为17mm 的杆为连架杆，长度为44.5mm 的杆为机架，则此四杆机构为 ( A ) A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 ^ C. 双摇杆机构 D. 无法确认 5. 下列凸轮推杆运动规律中既无刚性冲击也无柔性冲击的是 ( C ) 系（部） ： 专业 班级： 姓名： 学号： 装 订 线 内 不 要 答 题
A. 一次多项式 B. 二次多项式 C. 五次多项式 D. 余弦加速度 6. 直齿圆柱齿轮的齿数为19，模数为5mm ，* a h =1，则齿顶圆半径为 ( C ) A. 47.5 mm B. 50 mm C. 52.5 mm D. 55 mm 7. 连杆机构的传动角愈大，对机构的传力愈 ( B ) A. 不利 B. 有利 C. 无关 D. 不确定 （ 8. 当凸轮轮廓出现失真现象时，凸轮理论廓线的曲率半径ρ与滚子半径r r 满足以下关系 ( A ) A. ρ
2013年机械原理自测题（一） 一．判断题（正确的填写“ ”，错误的填写“ ”） （ 分） 、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。 （ ） 、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数 一定等于一。 （ ） 、在平面机构中，一个高副引入二个约束。 （ ） 、在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径， 则压力角将减小 （ ） 、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。 （ ） 、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。 （ ） 、在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。 （ ） 、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。 （ ） 、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。 （ ） 、在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。。
（ ） 二、填空题。 （ 分） 、机器周期性速度波动采用（ 飞 轮 ）调节，非周期性速度波动采用（ 调 速 器 ）调节。 、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（ ）所以（没有 ）急回特性。 、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（ 重合度大于或 等于 ）。 、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是（齿条形刀具齿顶线超过极限啮合点 ）。 、三角螺纹比矩形螺纹摩擦（ 大 ），故三角螺纹多应用（ 联接 ），矩形螺纹多用于（ 传递运动和动力 ）。 三、选择题 （ 分） 、齿轮渐开线在（ ）上的压力角最小。 ） 齿根圆 ； ）齿顶圆； ）分度圆； ）基圆。 、静平衡的转子（ ① ）是动平衡的。动平衡的转子（ ②）是静平衡的 。 ① ）一定 ； ）不一定 ； ）一定不。 ② ）一定 ； ）不一定： ）一定不。
一. 单选题（共20题,共80分） 1. 一个齿轮上的圆有（）。（4分） A.齿顶圆和齿根圆 B.齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆 C.齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆 ★标准答案：B ☆考生答案： ★考生得分：0 分评语： 2. 标准齿轮的压力角为，在（）上。（4分） A.基圆 B.分度圆 C.节圆 ★标准答案：B ☆考生答案： ★考生得分：0 分评语： 3. 渐开线齿轮传动平稳是因为（）。（4分） A.传动比 B.轮齿所受的正压力方向不变 C.啮合线通过节点 ★标准答案：B ☆考生答案： ★考生得分：0 分评语： 4. 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（）。（4分） A. B. C. ★标准答案：B ☆考生答案： ★考生得分：0 分评语： 5. 为避免根切，设计标准的齿轮传动时，其齿轮的齿数Z应满足条件（）。（4分） A. B.
★标准答案：A ☆考生答案： ★考生得分：0 分评语： 6. 加工标准齿轮，齿条刀具如何移位。（4分） A.刀具中线与齿轮分度圆相离 B.刀具中线与齿轮分度圆相割 C.刀具中线与齿轮分度圆相切 ★标准答案：C ☆考生答案： ★考生得分：0 分评语： 7. 加工正变位齿轮，齿条刀具如何移位。（4分） A.刀具中线与齿轮分度圆相切 B.刀具中线与齿轮分度圆相离 C.刀具中线与齿轮分度圆相割 ★标准答案：B ☆考生答案： ★考生得分：0 分评语： 8. 两渐开线齿轮的齿形相同，则（）。（4分） A.它们的模数一定相等 B.它们一定满足正确啮合条件 C.它们的基圆和压力角一定相等 ★标准答案：C ☆考生答案： ★考生得分：0 分评语： 9. 一对互相啮合的齿轮，压力角应满足（）。（4分） A. B. C. ★标准答案：B ☆考生答案： ★考生得分：0 分评语： 10. 轴交角为的蜗杆传动，若蜗轮的螺旋角为右旋，则蜗杆的螺旋升角为（）。（4分）
机械原理试题及答案试 卷答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
2013年机械原理自测题（一） 一．判断题（正确的填写“T”，错误的填写“F”）（20分） 1、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。 （ F ） 2、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数K一定等于一。 （ T ） 3、在平面机构中，一个高副引入二个约束。 （ F ） 4、在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径， 则压力角将减小 （ T ） 5、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。（ F ） 6、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。 （ T ）7、在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。 （ T ） 8、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。（ T ） 9、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。 （ F ） 10、在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。。（ F ） 二、填空题。（10分） 1、机器周期性速度波动采用（飞轮）调节，非周期性速度波动采用（调速器）调节。 2、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（ 0 ）所以（没有）急回特性。 3、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（重合度大于或 等于1 ）。 4、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是（齿条形刀具齿顶线超过极限啮合点N1 ）。 5、三角螺纹比矩形螺纹摩擦（大），故三角螺纹多应用（
联接 ），矩形螺纹多用于（ 传递运动和动力 ）。 三、选择题 （10分） 1、齿轮渐开线在（ ）上的压力角最小。 A ） 齿根圆 ； B ）齿顶圆； C ）分度圆； D ）基圆。 2、静平衡的转子（ ① ）是动平衡的。动平衡的转子（ ②）是静平衡的 。 ①A ）一定 ； B ）不一定 ； C ）一定不。 ②A ）一定 ； B ）不一定： C ）一定不。 3、满足正确啮合传动的一对直齿圆柱齿轮，当传动比不等于一时，他们的渐开线齿形是（ ）。 A ）相同的； B ）不相同的。 4、对于转速很高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用（ ）的运动规律。 A ）等速运动； B ）等加等减速运动 ； C ）摆线运动。 5、机械自锁的效率条件是（ ）。 A ）效率为无穷大： B ）效率大于等于1； C ）效率小于零。 四、计算作图题： （共60分） 注：凡图解题均需简明写出作图步骤，直接卷上作图，保留所有作图线。 1、计算下列机构的自由度。 （10分） F = 3×8－2×11 = 2 F = 3×8－2×11 － 1 = 1 2、在图4-2所示机构中，AB = AC ，用瞬心法说明当构件1以等角速度转动时，构件3与机架夹角Ψ为多大时，构件3的 ω3 与ω1 相等。 （10分） 当ψ = 90°时，P13趋于无穷远处， 14 133413P P P P =∴
机械设计制造及其自动化专业本科培养方 案 一、专业简介 本专业依托中南大学“机械工程”国家一级重点学科与“高性能复杂制造”国家重点实验室,2001年被确定为湖南省重点专业,并在湖南省“十五”重点学科建设验收中被评为优秀,2009年被评为国家特色专业。本专业下设“机械电子工程”、“机械制造及其自动化”、“机械设计”、“现代装备设计与控制”、“模具设计与制造”、“材料成型及控制”6个专业方向,具有博士、硕士学位授予权与博士后流动站,拥有以中国工程院院士、973首席科学家、长江学者为代表的强大的师资队伍,与以山河智能为代表的一批学科性公司,在复杂装备与极端制造领域拥有学科特色与行业优势。 二、培养目标 贯彻“宽口径、厚基础、强实践、重创新”的培养方针,以社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,结合机电工程学院在复杂装备与极端制造工程学科上的优势与特色,着力培养具有良好的思想品质与职业道德,掌握坚实的基础理论、系统的专业知识及丰富的生产实践,了解本学科前沿发展动态与方向,并具备较强的工程实践能力、自我获取知识能力、创新思维及设计能力、组织管理能力、团队协作能力与国际视野的机械工程领域高素质人才。 本专业毕业的学生,主要在现代制造及相关领域内从事机电产品设计与制造、机电系统研究与开发、设备运行与维护、生产技术管理、企业市场运营等工作,也可在高等院校、科研院所从事相关教学与科研工作。 三、培养要求 按本方案培养的学生应具备的知识、能力与素质为: 1.德、智、体、美全面发展,具有良好的沟通能力、协调组织能力与较强的团队合作精神。 2.具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术、社会科学基础与良好的心理素质。 3.较系统地掌握本专业领域的技术理论基础知识,主要包括力学、机械学、电工与电子技术、计算机应用、机械设计理论与制造学、自动控制理论与技术、市场经济及企业管理等基础知识。 4.具有本专业必须的设计、制造、运行及管理等方面的综合能力。 5.具有本专业领域某个专业方向必须的专业知识,并了解其科学前沿与发展趋势。 6.具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力。 7.具有较强的创新意识与获取新知识的能力。 8.能熟练使用一门外语。
《机械原理与设计》（一）（答案） 班级： 姓名： 一 二 三 四 五 六 七 八 九 总 分 一、 计算图示机构的自由度自由度,若含复合铰链, 局部自由度或虚约束请明确指出,并说明原动件数是否合适。（10） 解: 7=n ,9=L P ,1=H P 自由度:21927323=-?-?=--=H L P P n F 二、用速度瞬心法求出图示机构C 点的速度方向。（10） 解: 等宽 复合 虚 46P 56 P 34 P 35 P 36 P 90v
三、破碎机原理简图如图所示.设要破碎的料块为圆柱形,其重量忽略不计, 料块和动鄂板之间的摩擦系数是f .求料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角α 应多大?。（10） 解： 不考虑料块的重量时，料块的受力方程为： ??αcos )-cos(21F F = ??αsin )-sin(21F F ≤ 式中：f arctan =? 联立两个方程得： ??αtan )-tan(≤ ??α≤- 料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角α应为: ?α2≤ 四、图示凸轮机构中, 凸轮廓线为圆形,几何中心在B 点.请标出:（10） 1）凸轮的理论廓线； 2）凸轮的基圆； 3）凸轮机构的偏距圆； 4）凸轮与从动件在D 点接触时的压力角； 5）凸轮与从动件从在C 接触到在D 点接触时凸轮转过的角度。 2F 1 F ?? α ?+- 90
解： 凸轮与从动件从在C接触到在D点接触时凸轮转过的角度为:ψ 五、图中给出了一对齿轮的齿顶圆和基圆，轮1为主动轮且实际中心距大 ，于标准中心距，试在此图上画出齿轮的啮合线，并标出：极限啮合点N1、N 2 实际啮合的开始点和终止点B 、B1，啮合角'α，节圆并说明两轮的节圆是否 2 与各自的分度圆重合。（10） 解：
试题 1 3、 转动副的自锁条件是 驱动力臂≤摩擦圆半径 。 一、选择题（每空 2 分，共 10 分） 4、 斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点： 啮合性能好，重合度大，结构紧凑 。 1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。 A 、从动件的尺寸 B 、 机构组成情况 C 、 原动件运动规律 D 、 原动件运动规律和机构的组成情况 2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm ，60mm ，80mm ，100mm ，当以 30mm 5、 在周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：若其自由度为 2，则称为 差动轮 系 ，若其自由度为 1，则称其为 行星轮系 。 6、 装有行星轮的构件称为 行星架（转臂或系杆） 。 7、 棘轮机构的典型结构中的组成有： 摇杆 、 棘爪 、 棘轮 等。 三、简答题（15 分） 1、 什么是构件？ 的杆为机架时，则该机构为 A 机构。 答：构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不可再分的 A 、双摇杆 B 、 双曲柄 C 、曲柄摇杆 单位体。 2、 何谓四杆机构的“死点”？ 答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时γ=0，主动件通过连杆作用于从 D 、 不能构成四杆机构 动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动， 3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用 C 时，既无柔性冲击也无刚性冲击。 A 、一次多项式运动规律 B 、 二次多项式运动规律 C 、正弦加速运动规律 D 、 余弦加速运动规律 4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是 B 。 A 、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡 B 、 动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来 机构的这种传动角为零的位置称为死点。 3、 用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪 些？ 答：出现根切现象的原因：刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m ）超过 了被切齿轮的啮合极限点 N 1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。 避免根切的方法：（a ）减小齿顶高系数 ha*.(b)加大刀具角α.(c)变位修正 四、计算题（45 分） 1、 计算如图 1 所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2） C 、静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度 b 与其直径 D 之比 b/D<0.2） D 、 使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡 5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。 A 、模数 C D E C D B B F G B 、 分度圆上压力角 A A C 、齿数 D 、 前 3 项 a b 二、填空题（每空 2 分，共 20 分） 1、 两构件通过面接触而构成的运动副称为 低副 。 2、 作相对运动的三个构件的三个瞬心必 在同一条直线上 。 图 1 小题 a ：其中 A 、B 处各有一个转动副，B 处有一个移动副，C 、D 处的移动副记作一个 1 《机械原理》试题及答案
---○---○--- ---○---○--- … ……… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封线 ………… 中南大学考试试卷 机械设计基础A 课程 时间100分钟 64学时，4学分，闭卷，总分100分，占总评成绩 70 % 一、判断题(本题10分，每小题1分) （ ）1.一对齿轮传动的相对瞬心位置是在连心线上； （ ）2. 曲柄为主动件的偏置曲柄滑块机构，当曲柄与滑块移动路线垂直时，传动角最小； （ ）3. 凸轮机构的推程压力角越大，机构的传力性能越好； （ ）4. 标准渐开线直齿外啮合齿轮的啮合线即是两基圆的内公切线，又是齿廓啮合接触点的公法线； （ ）5.斜齿圆柱齿轮传动的重合度随着齿轮螺旋角的增加而增大； （ ）6. 当被联接件之一很厚，联接需常拆卸时，常用螺钉联接； （ ）7. 带传动在工作时产生弹性滑动时，是由于带的速度太大引起，可以避免； （ ）8. 在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应减小链条节距及链轮齿数； （ ）9. 轴的结构设计时，要考虑轴上零件的定位和固定要求； （ ）10. 公称接触角为α=0的深沟球轴承，只能承受纯径向载荷； 二、选择题(本题20分，每小题2分) 1.以对心曲柄滑块机构的曲柄做机架时，得到的是 ； A.另一曲柄滑块机构 B.导杆机构 C.摇块机构 D.直动滑杆机构 2.减小滚子半径，滚子从动件盘形凸轮实际轮廓线外凸部分的曲率半径将 ； A.减小 B.增大 C.不受影响 3.一对斜齿圆柱齿轮传动，若将其螺旋角增大，其它条件不变，则中心距 ； A.减小 B.增大 C.不受影响
《机械原理与设计》（一）（答案） 班级： ： 一 二 三 四 五 六 七 八 九 总分 一、计算图示机构的自由度自由度,若含复合铰链, 局部自由度或虚约束请明 确指出,并说明原动件数是否合适。（10） 解: 7=n ,9=L P ,1=H P 自由度:21927323=-?-?=--=H L P P n F 二、用速度瞬心法求出图示机构C 点的速度方向。（10） 解: 等宽凸轮 复合铰链 虚约束 46P 56 P 34 P 35 P 36 P ο 90v ?
三、破碎机原理简图如图所示.设要破碎的料块为圆柱形,其重量忽略不计, 料块和动鄂板之间的摩擦系数是f .求料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角α应 多大?。（10） 解： 不考虑料块的重量时，料块的受力方程为： ??αcos )-cos(21F F = ??αsin )-sin(21F F ≤ 式中：f arctan =? 联立两个方程得： ??αtan )-tan(≤ ??α≤- 料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角α应为: ?α2≤ 四、图示凸轮机构中, 凸轮廓线为圆形,几何中心在B 点.请标出:（10） 1）凸轮的理论廓线； 2）凸轮的基圆； 3）凸轮机构的偏距圆； 4）凸轮与从动件在D 点接触时的压力角； 5）凸轮与从动件从在C 接触到在D 点接触时凸轮转过的角度。 α ?+-ο
解： 凸轮与从动件在D 凸轮与从动件从在C 接触到在D 点接触时凸轮转过的角度为:ψ 五、图中给出了一对齿轮的齿顶圆和基圆，轮1为主动轮且实际中心距大于标 是否与各自的分度圆重合。（10） 解：
中南大学2012年全国硕士研究生入学考试 《机械设计》考试大纲 I．考试性质 机械设计考试是为中南大学招收机械类硕士研究生而设置的具有选拔性质的自命题入学考试科目，其目的是科学、公平、有效地测试学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本设计计算方法的程度，以及灵活运用本学科的综合知识分析与解决常用机构、通用机械零部件和简单机械装置设计问题的能力。评价的标准是高等学校本科毕业生能达到的及格或及格以上水平，以保证被录取者具有一定的机械设计与分析素养，并有利于中南大学择优选拔机械类硕士研究生。 II．考查目标 机械设计考试涵盖机械设计和部分机械原理等高等学校机械设计基础理论课程。要求考生： 1、要求掌握的基本知识 掌握机械设计的基本知识：机构及机械零件的主要类型、性能、结构特点、应用、材料、标准等。 2、要求掌握的基本理论和方法 掌握机械设计的基本理论和方法：机构运动学的基本理论和机械设计的基本原则。 常用机构的组成原理，结构分析，运动分析，静力学分析等；机械零件的工作原理，简化的物理模型与数学模型，受力分析，应力分析，失效分析等。 常用机构的设计方法：运动设计，反转原理，主要尺寸参数确定原则。 机械零件工作能力计算准则：计算载荷，条件计算，强度计算{体积强度与表面强度，静强度与疲劳强度}摩擦、磨损与润滑，寿命以及热平衡稳定性等。 改善载荷和应力的分布不均匀性，提高零件疲劳强度，降低或增加摩擦，改善局部品质，提高零部件工艺性的途径和方法，以及预应力、变形协调原则等在设计中的应用。 3、要求掌握的基本技能 初步具有拟定机构结构、运动分析、力分析和设计机构的能力，零件设计计
算、结构设计和制图技能，实验技能，编制技术文件技能等。 III．考试形式和试卷结构 1．试卷满分及考试时间 本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。 2．答题方式 答题方式为闭卷、笔试。 3．试卷内容结构 机械原理25% 机械设计75% IV．试卷题型结构 1．判断题15分（15小题，每小题1分） 2．选择题30分（15小题，每小题2分） 3．计算题60分（4小题，每小题15分） 5．分析题45分（3小题，每小题15分） V．考查内容 一、机械原理 1、机构的结构分析 机构的组成及机构运动简图；机构具有确定运动的条件；机构自由度的计算；计算平面机构自由度时应注意事项；平面机构的组成原理、结构分类及结构分析。 2、平面机构的运动分析 速度瞬心的概念，三心定理，瞬心的求法；用速度瞬心法作机构的速度分析。 3、平面机构的力分析和机械的效率及自锁 运动副中摩擦力的确定，考虑摩擦时简单机构的受力分析。机械效率的概念、表达式及求法；机械自锁的概念及机械自锁的条件判断。 4、平面连杆机构及其设计 连杆机构及其传动特点；平面四杆机构的类型和应用；平面四杆机构的基本知识；平面四杆机构的设计。 5、齿轮机构及其设计 齿轮机构的应用及分类；齿轮的齿廓曲线；渐开线齿廓的啮合特点；渐开线
一、单项选择题（每项1分，共11分） 1．渐开线齿轮齿条啮合时，若齿条相对齿轮作远离圆心的平移，其啮合角（）。 A)增大； B)不变； C)减少。 2．为保证一对渐开线齿轮可靠地连续传动，应使实际啮合线长度（）基圆齿距。 A)等于； B)小于； C)大于。 3．槽轮机构所实现的运动变换是（）。 A)变等速连续转动为不等速连续转动 B)变转动为移动 C)变等速连续转动为间歇转动 D)变转动为摆动 4．压力角是在不考虑摩擦情况下，作用力与作用点的（）方向的夹角。 A)法线； B)速度； C)加速度； D)切线； 5．理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮，其推杆的运动规律是（）。 A)相同的； B)不相同的； C)不一定的。 6．飞轮调速是因为它能（①）能量，装飞轮后以后，机器的速度波动可以（②）。 ① A)生产； B)消耗； C)储存和放出。 ② A)消除； B)减小； C)增大。 7．作平面运动的三个构件有被此相关的三个瞬心。这三个瞬心（）。 A)是重合的； B)不在同一条直线上； C)在一条直线上的。 8．渐开线标准齿轮在标准安装情况下，两齿轮分度圆的相对位置应该是 （）。 A)相交的； B)分离的； C)相切的。 9．齿轮根切的现象发生在（）的场合。 A) 模数较大； B)模数较小； C)齿数较多； D)齿数较少 10．直齿圆柱齿轮重合度εα= 表示单齿啮合的时间在齿轮转过一个基圆齿距的时间内占（）。 A) 40%； B) 60%； C) 25% 二、填空题（19分）[每空1分] 1．机构中的速度瞬心是两构件上（）为零的重合点，它用于平面机构（）分析。 2．下列机构中，若给定各杆长度，以最长杆为连架杆时，第一组为（）机构；第二组为（）机构。 (1) a = 250 b = 200 c = 80 d = 100； (2) a = 90 b = 200 c = 210 d = 100 。 3.机构和零件不同，构件是（），而零件是（）。 4．凸轮的基圆半径越小，则机构尺寸（）,但过于小的基圆半径会导致压力角（）。
机械原理及机械设计课程设计指导书 何竞飞 中南大学机械设计设计系
一、课程设计的目的 本课程设计是“机械原理与机械设计”课程的重要的实践性环节，是学生入学以来第一次综合设计能力的训练，在学生培养目标中占有重要地位。 通过课程设计这一实践环节，使学生更好地掌握和加深理解本课程的基本理论和方法，进一步提高学生查阅技术资料、绘制工程图和应用计算机等能力, 特别是加强培养学生创新意识和分析问题、解决问题的能力。 二、课程设计的基本要求 按照一个简单机械系统的功能要求，综合运用所学知识，拟定机械系统的运动方案，并对其中的某些机构进行分析和设计。学生应在教师指导下独立完成设计任务。要求绘制适量图纸、编制计算机程序和撰写设计说明书。具体要求包括： 1、课程设计内容应以完整的机械系统（包括原动机、执行机构和传动系统）为设计对象，也可选作其他机械装置，但工作量应相当； 2、设计过程应包括：方案讨论，执行机构设计，传动系统设计，原动机选择，结构设计，完成一般机械设计的全过程训练； 3、设计图纸应符合国家标准，尺寸公差标注正确，技术要求完整合理； 4、鼓励创新思维；提倡广泛查阅资料；强调在教师指导下，按时独立完成。 课程设计应完成并提交的设计资料： 1) 平面刨削机床运动简图设计及运动分析线图（A1图纸）及减速器设计装配图（A1图纸）各一张； 2) 零件工作图若干张（传动零件、轴、箱体等）； 3) 设计说明书一份，内容包括：方案选择、电动机选择、传动比分配、机构运动分析和动力学分析、传动件及连接件的设计计算，选择联轴器等装置的功能、技术参数、装配维护注意事项等。 三、课程设计主要内容 1、设计题目 牛头刨床是一种常用的平面切削加工机床，电动机经带传动、齿轮传动（图中未画出）最后带动曲柄1（见图1）转动，刨床工作时，是由导杆机构1-2-3-4-5带动刨头和刨刀作往复运动，刨头5右行时，刨刀切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀；刨头左行时，不进行切削，称空回行程，此时速度较高，以节省时间提高生产率，为此刨床采用有急回作用的导杆机构。
机械设计 课程设计说明书（机械设计基础） 设计题目电动绞车传动装置的设计 学院专业班级：学号： 设计人： 指导老师： 完成日期： 中南大学
目录 一、设计任务书 (1) 二、机械传动装置的总体设计 (4) 1电机的选择 (4) 2传动装置的总传动比和分配各级传动比 (5) 3传动装置的运动学和动力学计算 (6) 三、传动装置主要零件的设计、润滑选择 (7) 1闭式齿轮传动 (7) 2开式齿轮传动 (9) 3开式齿轮传动 (11) 4轴的设计 (12) 5轴承的选择 (16) 6键的选择 (18) 7联轴器的选择 (19) 8附件选择 (19) 9润滑与密封 (21) 10箱体各部分的尺寸 (21) 四、设计总结 (23) 五、参考文献 (24)
设计计算及说明结果及依据 一、设计任务书 1 题目 电动绞车传动装置的设计 2 传动简图 3 原始数据： 表一原始数据 项目数据 运输带曳引力 F（KN）30 运输带速度 v(m/s) 0.25 滚筒直径 D（mm）350 4设计目的 （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机 械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进 行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了 相关机械设计方面的知识； （2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计， 使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工 程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创 新能力； （3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相 关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助
设计方面的能力。 5设计内容 （1） 传动装置的总体设计； （2） 传动装置主要零件的设计、润滑选择； （3） 减速器装配图的设计； （4） 零件工作图的设计； （5）设计计算说明书的编写。 二 机械传动装置的总体设计 1 电机的选择 1.1 电机类型的选择 选择Y 系列三相异步电动机。 1.2 额定功率的确定 电动机所需功率为 η w d P P = KW P w ：工作机构所需功率； η：从电动机到工作机的传动总效率； KW 5.71000 Fv P w == F ：工作机牵引力，30kN ； V ：工作机的线速度，0.25m/s ； η=η联×η3轴承×η闭式齿轮×η2开式齿轮 ×η滚筒 =0.992×0.993×0.97×0.952×0.98 =0.826 从课程设计书p7表2-4查得联轴器、轴承、齿轮、链和滚筒的效率值。则 KW 082.9826 .05 .7P d == 额定功率值d ed P P ≥。 w P =KW 5.7 课程设计 表2-4 KW 082.9P d =
机械原理模拟试卷(二) 一、填空题(每题2分,共２０分) 1。速度与加速度得影像原理只适用于上。 ( ① 整个机构② 主动件③ 相邻两个构件④ 同一构件 ) 2。两构件组成平面转动副时,则运动副使构件间丧失了得独立运动。 ( ①二个移动② 二个转动③ 一个移动与一个转动 ) ３。已知一对直齿圆柱齿轮传动得重合εα＝１、13,则两对齿啮合得时间比例为。( ① 113％② 13％③ 87％④ 100％) 4、具有相同理论廓线,只有滚子半径不同得两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构,其从动件得运动规律 ,凸轮得实际廓线。 ( ① 相同②不相同③ 不一定 ) ５。曲柄滑块机构若存在死点时,其主动件必须就是,在此位置与共 线、 ( ① 曲柄② 连杆③ 滑块) 6。渐开线齿轮传动得轴承磨损后,中心距变大,这时传动比将。 ( ① 增大②减小③ 不变 ) ７、若发现移动滚子从动件盘形凸轮机构得压力角超过了许用值,且实际廓线又出现变尖,此时应采取得措施就是。?( ①减小滚子半径② 加大基圆半径③ 减小基圆半径) 8. 周转轮系有与两种类型。 9。就效率观点而言,机器发生自锁得条件就是、 1０。图示三凸轮轴得不平衡情况属于不平衡,应选择个平衡基面予以平衡。 二、简答题 ( 每题５分,共 25 分 )?1.计算图示机构自由度,若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出、 2。图示楔块机构,已知:P为驱动力,Ｑ为生产阻力,f为各接触平面间得滑动摩擦系数,试作: (1) 摩擦角得计算公式φ＝ ;?(2) 在图中画出楔块2得两个摩擦面上所受到得全反力R12, Ｒ32两个矢量。
3.试在图上标出铰链四杆机构图示位置压力角α与传动角γ、 4。图示凸轮机构。在图中画出凸轮得基圆、偏距圆及理论廓线。 三、图示正弦机构得运动简图。已知:原动件1以等角速度ω1=100rad/s转动,杆长LAB= 40m ｍ,φ1＝45,试用矢量方程图解法求该位置构件3得速度V3与加速度ａ３、(取比例尺μv =０、1ms-1/mm,μa=１0mｓ-2/mm) (10分) 四、图示曲柄摇杆机构运动简图,所用比例尺为μl=1ｍm/mm。试作: (１5分) 1.画出摇杆在两个极限位置时得机构位置图,并标出摇杆CＤ得摆角φ;? 2.标出极位夹角θ;?3。计算行程速比系数K; ４.将该机构进行修改设计:LAＢ、ＬBC、K保持不变,使摆角φ=２θ,试用图解法求摇杆长度ＬＣＤ及机架长度LAD、 (在原图上直接修改)
机械设计学复习题 第一章绪论1-1“设计学”从古代到现代的三个发展阶段阶段1 直觉设计阶段阶段2：半经验半理论设计阶段阶段3：半理论半经验设计阶段1-2 机械是机器和机构的统称。1-3 “设计”是把各种先进技术成果转化为生产力的一种手段和方法。它是从合理的目标参数出发，通过各种方法和手段创造出一个所需的优化系统或结构的过程。1-4由想法到产品的过程机械产品设计的一般过程：认识需求→目标界定→问题求解→分析选优→评价决策→表达→实现。设计的第一步是认识需求，由此决定要设计一种装置满足它。认识需求有时是一种很高创造性的活动。第二部是目标界定。基本目的是把需求限定在某种确定方面，并限定满足需求的一些特殊的技术和特性，以便在下一步寻求解决这一问题的解法。第三步是问题解决。就是我们所说的功能原理设计，应该把各种可能的解法尽可能多地收集起来，供下一步分析比较，这是至关重要的一步。第四部是分析和优选。第五步是评价决策，这是最困难的一步。第六步是表达，设计的表达有写说画。其中画是最重要的表达方式。第七部是实现，实现的手段是实用样机，实现的最后标准是市场，市场是检验设计成功与否的惟一标准。第一章 1.机械的概念 机械是机器和机构的统称：完成做功的各种具体机器和以传递力与运动的各类机构总称为机械。 2.机械设计主要特点 1)多解性2)系统性3)创新性4)设计与科学研究 3.“机械设计学”的学科组成 1)功能原理设计2)实用化设计3)商品化设计 4.现代设计,以功能为核心，构思实现该功能所需的方法和手段,具体方法和手段有： CAD/CAM/CAE技术，CIMS工程、并行工程、优化设计、有限元方法、可靠性设计、创新设计、快速响应设计、反求工程、逆向工程、虚拟设计方法等。 5. 近代“机械设计学”的核心内容 1）功能思想的提出2）人机工程学科的兴起3）工业设计学科的成熟 6.机械设计按其创新程度可分为以下三种类型： 1)适应性设计2）变型设计3)创新设计 第三章 1. 任何一种机器的更新换代都存在三个途径: 1）改革工作原理；2）通过改进工艺、结构和材料提高技术性能；3）加强辅助功能使其更适应使用者的心理。 2. 功能原理设计的工作特点 1).用一种新的物理效应来代替旧的物理效应，使机器的工作原理发生根本的变化的设计。 2).引入某种新技术(新材料、新工艺、……)，但首先要求设计人员有一种新想法(New Idea)、新构思。 3).使机器品质发生质的变化。 3. 功能原理设计的任务和主要工作内容 1).功能原理设计的任务：针对某一确定的“功能目标”．寻求一些（一种）“物理效应”并借助某些“作用原理”来求得一些实现该功能目标的“解法原理”。 例如：为实现直线移动的功能要求，可寻求液压、电磁或机构等物理效应，通过油缸、直线电机或刚体传动等作用原理，求得最终实现机械直线移动这个功能目标的解法原理。 2).功能原理设计的主要工作内容： (1)明确功能目标；(2)构思能实现功能目标的新的解法原理；(3)改进、完善解法。 4.根据系统工程学用黑箱来描述功能，请描述采用的哪三种流的转换。 任何技术系统都可以视为3种流的处理系统： 能量流:机械能、热能、电能、化学能、光能、核能。 物料流：气体、液体或各种形式的固体。信息流：各种测量值、输入指令、数 5.功能的分解。
试题1 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、 平面运动副的最大约束数为2个，最小约束数为 1个。 2、 当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在转动副中心处。 3、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演化为曲柄摇块机构。 4、 传动角越大，则机构传力性能越好。 5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动规律具有柔性冲击。 6、 蜗杆机构的标准参数从中间平面中取。 7、 常见间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构等。 8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在高速轴上。 9、 实现往复移动的机构有：曲柄滑块机构、凸轮机构等。 10、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为： 212121n n n n m m ααββ==-=，，。 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、何谓三心定理？ 答：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。 2、 简述机械中不平衡惯性力的危害？ 答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力，降低机械效率和使用寿命，而且会引起机械及其基础产生强迫振动。 3、 铰链四杆机构在死点位置时，推动力任意增大也不能使机构产生运动，这与机构的自锁 现象是否相同？试加以说明？ 答：（1）不同。 （2）铰链四杆机构的死点指：传动角=0度时，主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，而不能使从动件转动，出现了顶死现象。 死点本质：驱动力不产生转矩。 机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动的，但由于摩擦的存在，却会出现无论如何增大驱动力，也无法使其运动的现象。 自锁的本质是：驱动力引起的摩擦力大于等于驱动力的有效分力。 4、 棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间歇转动，但在具体的使用选择上，又 有什么不同？ 答：棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，而且棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平稳，但转角不能改变。 5、 简述齿廓啮合基本定律。 答：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓在接触
一、选择题（每题2分，共20分） 1、铰链四杆机构的压力角是指在不计算摩擦情况下连杆作用于（）上的力与该力作用点速度所夹的锐角。A．主动件B．从动件C．机架D．连架杆 2、一个K大于1的铰链四杆机构与K=1的对心曲柄滑块机构串联组合，该串联组合而成的机构的行程变化系数K（）。 A．大于1B．小于1C．等于1D．等于2 3、平面四杆机构中，是否存在死点，取决于（）是否与连杆共线。 A．主动件B．从动件C．机架D．摇杆 4、渐开线上某点的压力角是指该点所受压力的方向与该点（）方向线之间所夹的锐角。 A.绝对速度 B.相对速度 C.滑动速度 D.牵连速度 5、渐开线标准齿轮是指m、α、h a*、c*均为标准值，且分度圆齿厚（）齿槽宽的齿轮。 A.小于 B.大于 C.等于 D.小于且等于 6、机构具有确定运动的条件是（）。 A．机构的自由度大于零B．机构的自由度大于零且自由度数等于原动件数 C．机构的自由度大于零且自由度数大于原动件数D．前面的答案都不对 7、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合，它们的（）必须相等。 A．直径B．宽度C.齿数D.模数 8、一渐开线标准斜齿圆柱齿轮与斜齿条传动，法面模数m n＝8mm，法面压力角a n=20°，斜齿轮的齿数Z=20,分度圆上的螺旋角β=20°，则斜齿轮上的节圆直径等于（）mm。 A.170.27 9、在曲柄摇杆机构中，若曲柄为主动件，且作等速转动时，其从动件摇杆作（）。 A．往复等速运动B．往复变速运动C．往复变速摆动D．往复等速摆动 10、两个构件在多处接触构成移动副，各接触处两构件相对移动的方向（）时，将引入虚约束。 A．相同、相平行B．不重叠C．相反D．交叉 11、在一个平面六杆机构中，相对瞬心的数目是（） A．15B．10C．5D．1 12、滑块机构通过（）演化为偏心轮机构。 A．改变构件相对尺寸B．改变构件形状C．改变运动副尺寸D．运动副元素的逆换 二、填空题（每题2分，共20分） 1、机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 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、为了减少飞轮的质量和尺寸，应将飞轮安装在轴上。 5、输出功和输入功的比值，通常称为。 6、为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 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、凸轮机构的运动规律中，如出现速度不连续，则机构将产生冲击；如出现加速度不连续，则机构将产生冲击； 9、具有一个自由度的周转轮系称为轮系，具有两个自由度的周转轮系称为 轮系。 10、移动副的自锁条件是；转动副的自锁条件是。 11、铰链四杆机构中传动角 为，传动效率最大。 12、平面低副具有个约束，个自由度。
机械原理试题(一） 一、判断题(本题20分，每小题2分) 1、当机构的自由度F > 0，且等于原动件数，则该机构具有确定的相对运动。( ) 2、任何机构当出现死点时，都是不利的，因此应设法避免。( ) 3、在斜齿圆柱齿轮传动中，可通过改变螺旋角的大小调整中心距。( ) 4、为了减轻飞轮的重量，最好将飞轮安装在转速较高的轴上。( ) 5、速度瞬心是指两个构件相对运动时相对速度相等的点。( ) 6、经过动平衡的转子不需再进行静平衡。() 7、急回机构的行程速比系数一定大于1。() 8、在蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮的旋向相同，且它们的螺旋角相等。() 9、直齿圆柱齿轮的齿根圆一定大于基圆。() 10、定轴轮系的传动比计算除有数值大小外，平行轴之间还有符号问题。() 二、填空题(本题12分，每小题2分) 1、图示平面六杆机构的速度多边形中矢量代表，杆4角速度的方向为时针方向 2、试将下图中a)、b)所示直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角数值填入括号内。 a图中：=( )；b图中：=( )。 3、a)图中蜗轮的转向为----时针；b)图中蜗杆的旋向为-----旋。
三、简答题(本题30分，每小题5分) 1.凸轮机构中推杆常用的运动规律有哪些？各有何特点？ 2.斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是什么？ 3.什么是哥氏加速度，它在什么场合下存在？其大小和方向如何？ 4、机构力分析与机构速度分析有何关联？ 5、平面四杆机构的杆长条件是什么？ 6、为什么渐开线齿轮与齿条啮合时，齿轮的节圆不因齿条相对齿轮的位置的变化而变化？ 六、求机构的自由度，并判断机构是否有确定的相对运动。（本题10分） 七、一对标准外啮合斜齿圆柱齿轮传动，已知：mn=4mm，z1=24 ，z2=48，a=150mm。试求：（1）螺旋角β；（2）两轮的分度圆直径d1，d2；（3）两轮的齿顶圆直径da1，da2。（本题10分） 八、在图示机构中，已知rad/s，m。用图解法求以及全部瞬心。（本题10分） 九、图示轮系中，已知，，，，，，, 试求传动比。（本题8分）