2025年大学机械原理（机械原理竞赛）试题及答案.doc

2025年大学机械原理（机械原理竞赛）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共6题，每题5分)
1. 平面机构中，若引入一个高副将引入（ ）个约束。
A. 1
B. 2
C. 3
D. 0
2. 机械中各构件之间力的传递是通过（ ）来实现的。
A. 运动副
B. 构件
C. 零件
D. 机构
3. 渐开线齿轮传动的重合度ε一般应满足（ ）。
A. ε<1
B. ε=1
C. ε>1
D. 任意值
4. 凸轮机构中，凸轮的形状取决于（ ）。
A. 从动件的运动规律
B. 凸轮的转速
C. 凸轮的材料
D. 从动件的形状
5. 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，则当最短杆为机架时，该机构为（ ）。
A. 曲柄摇杆机构
B. 双曲柄机构
C. 双摇杆机构
D. 不确定
6. 机械效率η的计算公式为（ ）。
A. η=输出功/输入功
B. η=输入功/输出功
C. η=有用功/总功
D. η=总功/有用功

第II卷（非选择题，共70分）
7. 简答题：简述机构具有确定运动的条件。(10分)
8. 分析题：分析一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的中心距变动对传动比、重合度、齿侧间隙等的影响。(15分)
9. 设计题：设计一个摆动导杆机构，已知行程速比系数K=1.4，机架长度l₀=50mm，试确定曲柄长度l₁和导杆长度l₃。(20分)
10. 材料分析题：阅读以下材料，回答问题。
材料：在机械设计中，常常需要考虑各种因素对机械性能的影响。例如，在齿轮传动中，齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度是两个重要的设计指标。某齿轮传动，已知其传递功率P=10kW，小齿轮转速n₁=1450r/min，齿数z₁=20，z₂=40，模数m=4mm，齿宽b=50mm，材料为45钢调质处理，硬度为240HBS。
问题：计算该齿轮传动的齿面接触应力和齿根弯曲应力，并判断其是否满足强度要求。(15分)
11. 综合应用题：某牛头刨床机构如图所示，已知曲柄长度AB = 100mm，连杆长度BC = 30mm，摇杆长度CD = 200mm，机架长度AD = 250mm。试分析该机构的类型，并计算当曲柄AB以等角速度ω = 10rad/s逆时针转动时，摇杆CD的角速度和角加速度。(20分)

答案：1.A 2.A 3.C 4.A 5.B 6.A 7.机构具有确定运动的条件是：机构的自由度F大于零，且原动件的数目等于机构的自由度。8.中心距增大，传动比不变；重合度减小；齿侧间隙增大。中心距减小，传动比不变；重合度增大；齿侧间隙减小。9.根据行程速比系数K计算出极位夹角θ=26°34′，再由θ=（l₃-l₁）/（l₃+l₁）可得l₁=15.4mm，l₃=l₀+l₁=65.4mm。10.通过公式计算出齿面接触应力和齿根弯曲应力，再与许用应力比较判断是否满足强度要求。11.该机构为曲柄摇杆机构。通过速度瞬心法计算出摇杆CD的角速度，再通过加速度瞬心法计算出角加速度。具体计算过程略。