机械原理期末考核试题及对应答案

机械原理期末考核试题及对应答案

一、单选题（每题1分，共10分）

1.在平面四杆机构中，若两连架杆的转角关系为线性关系，则该机构属于（）（1分）A.齿轮机构B.凸轮机构C.双曲柄机构D.铰链四杆机构【答案】C【解析】双曲柄机构的两连架杆转角呈线性关系

2.下列运动副中，属于高副的是（）（1分）A.转动副B.移动副C.凸轮副D.齿轮副【答案】C【解析】凸轮副属于高副，其他为低副

3.机构自由度的计算公式为（）（1分）A.F=2n-1B.F=3n-2pC.F=2p-nD.F=n+p【答案】B【解析】机构自由度公式为F=3n-2p

4.凸轮机构中，常用到的运动规律是（）（1分）A.等速运动B.等加速等减速运动C.正弦加速度运动D.余弦加速度运动【答案】C【解析】正弦加速度运动在凸轮机构中应用广泛

5.齿轮传动的传动比计算公式为（）（1分）A.i=z1/z2B.i=z2/z1C.i=z1z2D.i=z1/z1【答案】B【解析】齿轮传动比i=z2/z

16.下列机构中，属于连杆机构的是（）（1分）A.齿轮机构B.凸轮机构C.齿条机构D.铰链四杆机构【答案】D【解析】铰链四杆机构属于连杆机构

7.机构运动简图的作用是（）（1分）A.用于计算机构自由度B.用于设计机构尺寸C.用于分析机构运动D.用于制造机构零件【答案】C【解析】机构运动简图用于分析机构运动

8.下列运动副中，属于低副的是（）（1分）A.转动副B.移动副C.凸轮副D.齿轮副【答案】B【解析】移动副属于低副

9.机构中的约束是指（）（1分）A.限制构件运动的条件B.增加构件运动的条件C.减少构件运动的条件D.不影响构件运动的条件【答案】A【解析】约束是限制构件运动的条件

10.下列机构中，属于空间机构的是（）（1分）A.平面四杆机构B.凸轮机构C.空间连杆机构D.齿轮机构【答案】C【解析】空间连杆机构属于空间机构

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些属于机构设计的基本要求？（）（4分）A.运动精度B.承载能力C.结构简单D.成本低E.可靠性【答案】A、B、C、D、E【解析】机构设计需满足运动精度、承载能力、结构简单、成本低、可靠性等要求

2.下列哪些属于连杆机构的类型？（）（4分）A.齿轮机构B.铰链四杆机构C.导杆机构D.正弦机构E.齿条机构【答案】B、C、D、E【解析】铰链四杆机构、导杆机构、正弦机构、齿条机构属于连杆机构

3.凸轮机构中，常用的从动件运动规律包括（）（4分）A.等速运动B.等加速等减速运动C.正弦加速度运动D.余弦加速度运动E.简谐运动【答案】A、B、C、D【解析】凸轮机构中常用的从动件运动规律包括等速运动、等加速等减速运动、正弦加速度运动、余弦加速度运动

4.齿轮传动中，常用的齿轮类型包括（）（4分）A.直齿圆柱齿轮B.斜齿圆柱齿轮C.锥齿轮D.蜗轮蜗杆E.圆柱齿轮【答案】A、B、C、D【解析】齿轮传动中常用的齿轮类型包括直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆

5.机构自由度计算中，下列哪些属于活动构件？（）（4分）A.齿轮B.凸轮C.齿条D.连杆E.轴【答案】A、B、C、D、E【解析】活动构件包括齿轮、凸轮、齿条、连杆、轴等

三、填空题（每题2分，共16分）

1.机构自由度的计算公式为F=______-2p（2分）【答案】3n【解析】机构自由度的计算公式为F=3n-2p

2.齿轮传动的传动比计算公式为i=______（2分）【答案】z2/z1【解析】齿轮传动的传动比i=z2/z

13.凸轮机构中，常用到的运动规律是______（2分）【答案】正弦加速度运动【解析】正弦加速度运动在凸轮机构中应用广泛

4.机构中的约束是指______（2分）【答案】限制构件运动的条件【解析】约束是限制构件运动的条件

5.机构运动简图的作用是______（2分）【答案】分析机构运动【解析】机构运动简图用于分析机构运动

6.下列运动副中，属于高副的是______（2分）【答案】凸轮副【解析】凸轮副属于高副

7.机构中的活动构件是指______（2分）【答案】可以运动的构件【解析】活动构件是指可以运动的构件

8.齿轮传动中，常用的齿轮类型包括______（2分）【答案】直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆【解析】齿轮传动中常用的齿轮类型包括直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆

四、判断题（每题2分，共10分）

1.两个负数相加，和一定比其中一个数大（）（2分）【答案】（×）【解析】如-5+-3=-8，和比两个数都小

2.机构自由度大于零时，机构一定有确定的运动（）（2分）【答案】（×）【解析】机构自由度大于零时，机构不一定有确定的运动

3.凸轮机构中，从动件的常用运动规律包括等速运动（）（2分）【答案】（×）【解析】等速运动不是凸轮机构中常用的从动件运动规律

4.齿轮传动中，齿轮的齿数越多，传动比越大（）（2分）【答案】（×）【解析】齿轮传动中，齿轮的齿数越多，传动比越小

5.机构中的约束越多，机构的自由度越大（）（2分）【答案】（×）【解析】机构中的约束越多，机构的自由度越小

五、简答题（每题4分，共12分）

1.简述机构自由度的概念及其计算公式（4分）【答案】机构自由度是指机构中各构件相对于参考系的独立运动数目机构自由度的计算公式为F=3n-2p，其中n为活动构件数，p为低副数

2.简述凸轮机构的优缺点（4分）【答案】凸轮机构的优点是结构简单、运动可靠、可以实现各种复杂的运动规律；缺点是接触应力较大、易磨损、加工复杂

3.简述齿轮传动的特点及其应用（4分）【答案】齿轮传动的特点是有较高的传动精度、传动效率高、工作可靠、寿命长、可实现较大的传动比；应用广泛，如汽车、机床、机器人等

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析平面四杆机构的类型及其运动特点（10分）【答案】平面四杆机构可分为铰链四杆机构、曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构铰链四杆机构根据曲柄存在情况分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构曲柄摇杆机构中，曲柄能整周转动，摇杆往复摆动；双曲柄机构中，两曲柄都能整周转动；双摇杆机构中，两摇杆往复摆动平面四杆机构的运动特点是通过连杆的运动实现不同形式的运动转换

2.分析凸轮机构的运动规律及其应用（10分）【答案】凸轮机构的运动规律包括等速运动、等加速等减速运动、正弦加速度运动和余弦加速度运动等速运动是指从动件以恒定速度运动；等加速等减速运动是指从动件先匀加速后匀减速运动；正弦加速度运动是指从动件的加速度按正弦规律变化；余弦加速度运动是指从动件的加速度按余弦规律变化凸轮机构的应用广泛，如内燃机配气机构、缝纫机针杆运动机构等

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.某平面四杆机构，已知各构件长度分别为l1=100mm，l2=80mm，l3=70mm，l4=90mm，试计算该机构的自由度，并判断其类型（25分）【答案】该机构的自由度计算如下F=3n-2p其中，n为活动构件数，p为低副数在该机构中，n=4（四个构件），p=4（四个转动副）F=3×4-2×4=12-8=4由于自由度F=4，该机构为平面四杆机构根据各构件长度关系，该机构为曲柄摇杆机构

2.某凸轮机构，已知凸轮轮廓为一段圆弧，半径为R=50mm，从动件行程为h=20mm，试分析从动件的运动规律（25分）【答案】从动件的运动规律分析如下凸轮轮廓为一段圆弧，从动件行程为h=20mm从动件的运动规律可以分为三个阶段

（1）上升阶段从动件从最低位置上升到最高位置，行程为h=20mm

（2）停歇阶段从动件在最高位置停歇，时间由凸轮轮廓决定

（3）下降阶段从动件从最高位置下降到最低位置，行程为h=20mm从动件的运动规律可以通过凸轮轮廓的几何形状和从动件的机构参数计算得出具体计算过程需要根据凸轮轮廓的方程和从动件的机构参数进行---完整标准答案

一、单选题

1.C

2.C

3.B

4.C

5.B

6.D

7.C

8.B

9.A

10.C

二、多选题

1.A、B、C、D、E

2.B、C、D、E

3.A、B、C、D

4.A、B、C、D

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.3n

2.z2/z

13.正弦加速度运动

4.限制构件运动的条件

5.分析机构运动

6.凸轮副

7.可以运动的构件

8.直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆

四、判断题

1.（×）

2.（×）

3.（×）

4.（×）

5.（×）

五、简答题

1.机构自由度是指机构中各构件相对于参考系的独立运动数目机构自由度的计算公式为F=3n-2p，其中n为活动构件数，p为低副数

2.凸轮机构的优点是结构简单、运动可靠、可以实现各种复杂的运动规律；缺点是接触应力较大、易磨损、加工复杂

3.齿轮传动的特点是有较高的传动精度、传动效率高、工作可靠、寿命长、可实现较大的传动比；应用广泛，如汽车、机床、机器人等

六、分析题

1.平面四杆机构可分为铰链四杆机构、曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构铰链四杆机构根据曲柄存在情况分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构曲柄摇杆机构中，曲柄能整周转动，摇杆往复摆动；双曲柄机构中，两曲柄都能整周转动；双摇杆机构中，两摇杆往复摆动平面四杆机构的运动特点是通过连杆的运动实现不同形式的运动转换

2.凸轮机构的运动规律包括等速运动、等加速等减速运动、正弦加速度运动和余弦加速度运动等速运动是指从动件以恒定速度运动；等加速等减速运动是指从动件先匀加速后匀减速运动；正弦加速度运动是指从动件的加速度按正弦规律变化；余弦加速度运动是指从动件的加速度按余弦规律变化凸轮机构的应用广泛，如内燃机配气机构、缝纫机针杆运动机构等

七、综合应用题

1.该机构的自由度计算如下F=3n-2p其中，n为活动构件数，p为低副数在该机构中，n=4（四个构件），p=4（四个转动副）F=3×4-2×4=12-8=4由于自由度F=4，该机构为平面四杆机构根据各构件长度关系，该机构为曲柄摇杆机构

2.从动件的运动规律分析如下凸轮轮廓为一段圆弧，从动件行程为h=20mm从动件的运动规律可以分为三个阶段

（1）上升阶段从动件从最低位置上升到最高位置，行程为h=20mm

（2）停歇阶段从动件在最高位置停歇，时间由凸轮轮廓决定

（3）下降阶段从动件从最高位置下降到最低位置，行程为h=20mm从动件的运动规律可以通过凸轮轮廓的几何形状和从动件的机构参数计算得出具体计算过程需要根据凸轮轮廓的方程和从动件的机构参数进行。