机械原理习题卡答案.pdf

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1、1 11 1填空题：填空题：1机械是机器和机构的总称。机械原理课程的研究内容是有关机械的基本理论问题。2各种机构都是用来传递与变换运动和力的可动的装置。如：齿轮机构、连杆机构、凸轮机构等。3凡用来完成有用功的机器是工作机。如：机床、起重机、纺织机等。凡将其它形式的能量转换为机械能的机器是原动机。如：电动机、蒸气机、内燃机等。4在机器中，零件是制造的单元，构件是运动的单元。5 机器中的构件可以是单一的零件， 也可以是由多个零件装配成的刚性结构。在机械原理课程中，我们将构件作为研究的基本单元。6两个构件直接接触形成的可动联接称为运动副。7面接触的运动副称为低副，如移动副、转动副等。点或面接触的运动

2、副称为高副，如凸轮副、齿轮副等。8构件通过运动副的连接而构成的可相对运动的系统是运动链，若组成运动链的各构件构成首尾封闭的系统称为闭链，若未构成首尾封闭的系统称为开链。9在运动链中，如果将其中一个构件固定而成为机架 ，则该运动链便成为机构。10平面机构是指组成机构的各个构件均在同一个平面上运动。11在平面机构中，平面低副提供2个约束，平面高副提供1个约束。12机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。13机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目应等于机构的自由度的数目。1 12 2试画出图示平面机构的机构示意图，并计算自由度（步骤：1）列出完整公式，2）带入数据，3）写

3、出结果） 。其中：图 a) 唧筒机构用于水井的半自动汲水机构。图中水管 4 直通水下，当使用者来回摆动手柄 2 时，活塞 3 将上下移动，从而汲出井水。解： 自由度计算：画出机构示意图：n=3pL=4pH=0p=0F=0F=3n(2plphp)F4= 33（2400）0=1图 b) 缝纫机针杆机构原动件 1 绕铰链 A 作整周转动，使得滑块 2 沿滑槽滑动，同时针杆作上下移动，完成缝线动作。解： 自由度计算：画出机构示意图：n=3pL=4pH=02p=0F=0F=3n(2plphp)F4= 33(2400)0=11 13 3试绘出图 a)所示偏心回转油泵机构的运动简图 (各部分尺寸由图中直接量

4、取)。图中偏心轮1 绕固定轴心 A 转动，外环 2 上的叶片 a 在可绕轴心 c 转动的圆柱 3 中滑动，将低压油从右湍吸入，高压油从左端排出。观察方向13321解：1) 选取适当比例尺l，绘制机构运动简图(见图 b)2) 分析机构是否具有确定运动n=3pL=4pH=0p=0F=0F=3n(2plphp)F=33(2400)0=1机构原动件数目1机构有无确定运动？有确定运动想一想：通过对本油泵机构运动简图的绘制，你对机构运动简图的作用和优点有何进一步的认识?43C2B1Ab)l= 1 mm/mm1 14 4图a所示为一具有急回作用的冲床。 图中绕固定轴心A转动的菱形盘 1为原动件，其与滑块 2

5、 在 B 点铰接，通过滑块 2 推动拨叉 3 绕固定轴心 C 转动，而拨叉 3与圆盘 4 为同一构件。当圆盘4 转动时，通过连杆5 使冲头 6 实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。13(4)2567b)l= 1 mm/mm解：1) 选取适当比例尺l，绘制机构运动简图(见图 b)2) 分析机构是否具有确定运动n=5pL=7pH=0p=0F=0F=3n(2plphp)F=35(2700)01机构原动件数目1机构有无确定运动？有确定运动想一想1如何判断菱形盘 1 和滑块是否为同一构件？它们能为同一构件吗?2为了使冲头 6 得到上下运动， 只要有机构 CDE 即可， 为什还要引入机构 A

6、BC？(可在学过第三章后再来想想)1 15 5图 a)所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮 1 输入，使轴 A 连续回转;而固装在轴 A 上的凸轮 2 与杠杆 3 组成的凸轮机构使冲头 4 上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。解解1) 选取适当比例尺l，绘制机构运动简图(见图 b)2) 分析是否能实现设计意图n=3pL=4pH=1p=0F=0F=3n(2plphp)F=33(2410)0=0机构有无确定运动？ 无确定运动能否实现设计意图？不能3) 提出修改方案（图 c）553442321Ab3324

7、11c c) )想一想：1b b) )l= 1 mm/mm1通过本题你对在设计新的机械或分析现有机械时，首先要绘制机构的运动简图有什么体会?2计算机构自由度的目的是什么?3当机构的自由度小于 1 时，可通过哪些途径来增加自由度?本题中还可列出哪些简单而又适用的修改方案？计算计算 1-61-91-61-9 题各机构的自由度。题各机构的自由度。1 16 61）按传动顺序用数字 1、2、3在图示机构上给构件编号。2）计算自由度，并机构判断有无确定运动：在图中指明复合铰链、局部自由度和虚约束n=8pL=10pH=2p=0F=1编号暂略局部自由度复合铰链F=3n(2plphp)F=38(21020)1=

8、1机构原动件数目1机构有无确定运动？有确定运动1 17 71）按传动顺序用数字 1、2、3在图示机构上给构件编号。2）计算自由度，并判断机构有无确定运动：在图中指明复合铰链、局部自由度和虚约束n=8pL=10pH=2p=1F=1F=3n(2plphp)F虚约束编号暂略局部自由度复合铰链虚约束=38(21021)1=2机构原动件数目2机构有无确定运动？有确定运动1 18 81）按传动顺序用数字 1、2、3在图示机构上给构件编号。2）计算自由度，并判断机构有无确定运动：在图中指明： 复合铰链、 局部自由度和虚约束n=10pL=13pH= 2p=0F=1F=3n(2plphp)F编号暂略复合铰链局部

9、自由度=310(21320)1=1冲压机机构机构原动件数目1机构有无确定运动？有确定运动1 19 91）按传动顺序用数字 1、2、3在图示机构上给构件编号。2）计算自由度，并判断机构有无确定运动：在图中指明：复合铰链、局部自由度和虚约束n=10pL=14pH=1p=1F=1F=3n(2plphp)F虚约束复合铰链局部自由度=310(21411)1=1机构原动件数目1机构有无确定运动？有确定运动编号暂略计算下列机构的自由度，并判断机构级别。计算下列机构的自由度，并判断机构级别。1 11010 1）按传动顺序用数字 1、2、3在图示机构上给构件编号。2）计算自由度，并判断有无确定运动：在图中指明复

10、合铰链、 局部自由度和虚约束n=9pl=13ph=0p=0F=0编号暂略复合铰链F=3n(2plphp)F=39(21300)0=1II 级杆组机构原动件数目1机构有无确定运动？有确定运动3）杆组拆分，并判断机构级别：（从远离原动件的方向开始拆分）可见，该机构为II级机构。I 级杆组II 级杆组II 级杆组II 级杆组1 11111 1）按传动顺序用数字 1、2、3在图示机构上给构件编号。2）计算自由度，并判断有无确定运动：请在图中指明：复合铰链、局部自由度和虚约束n=7pL=10pH=0p=0F=0F=3n(2plphp)F编号暂略复合铰链=37(21000)0=1机构原动件数目1机构有无确

11、定运动？ 有确定运动3）杆组拆分，并判断机构级别： （从远离原动件的方向开始拆分）I 级杆组II 级杆组II 级杆组II 级杆组可见，该机构为II级机构。2 2填空题：填空题：1速度瞬心是两刚体上瞬时速度相等的重合点。2若瞬心的绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心；若瞬心的绝对速度不为零，则该瞬心称为相对瞬心。3当两个构件组成移动副时，其瞬心位于垂直于导路方向的无穷远处。当两构件组成高副时，两个高副元素作纯滚动，则其瞬心就在接触点处；若两个高副元素间有相对滑动时，则其瞬心在过接触点两高副元素的公法线上。4当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用三心定理来求。53 个彼此作平面平行运动的构

12、件间共有3个速度瞬心，这几个瞬心必定位于一条直线上。6机构瞬心的数目 K 与机构的构件数 N 的关系是KN(N1)/2。7铰链四杆机构共有6个速度瞬心，其中3个是绝对瞬心。8 速度比例尺表示图上每单位长度所代表的速度大小， 单位为： (m/s)/mm 。加速度比例尺a表示图上每单位长度所代表的加速度大小 ，单位为 (m/s2)/mm。9速度影像的相似原理只能应用于构件，而不能应用于整个机构。10在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为平动，牵连运动为转动时（以上两空格填转动或平动） ，两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为 2相对速度牵连角速度；方向为相对速度沿牵连角速度的方向

13、转过 90之后的方向。2 22 2 试求出图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号Pij直接标注在图上)。P14P13P132 23 3 在图 a 所示的四杆机构中，lAB=60mm,lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，2=10rad/s，试用瞬心法求：1）当 165时，点 C 的速度 vC；2） 当 165时， 构件 3 的 BC 线上速度最小的一点 E 的位置及速度的大小；3）当 vC0 时， 角之值（有两个解） ；解： 1） 以选定的比例尺l作机构运动简图 （图b） 。1a)3BCP23（P13）B32AP12CP3414P14（P24）DP23P34B324P12A1P1

14、4P24CP23(P24)3P342904P12B1AP14（P13）22A4D 2）求 vC，定出瞬心 P13的位置（图 b）vC=3Pl34P13=vBP34P13lP23P13lEC3BP23P344P14D =10605832.4174=418(mm/s)833223）定出构件 3 的 BC 线上速度最小的点 E 的位置：E 点位置如图所示。vE=3EPl2.452313=374(mm/s)4）定出vC0 时机构的两个位置（作于图 c） ，量出：=165P12A1l=0.003m/mmb)P13C2(P13)C1(P13)1A21B2D145227想一想：1.要用瞬心法求解某构件（如构

15、件 3）上点的速度，首先需要定出该构件的何种瞬心？2.构件（如构件 3）上某点的速度为零，则该点一定就是它的什么瞬心？B1l=0.003m/mmc)2 24 4 在图示摆动导杆机构中，BAC90，LAB=60mm，LAC=120mm，曲柄 AB 以等角速度1=30rad/s 转动。请按照尺寸按比例重新绘制机构运动简图，试用相对运动图解法求构件 3 的角速度和角加速度。A1B2解：解：取长度比例尺l 0.001m/ mm作机构运动简图vB2=1 lAB=30 60=1800mm/s=1.8m/saB2=1 lAB=30 60=54m/s22213A4CvB3 vB2vB3B2p方向：BC ABB

16、C大小：？ 1lAB？16rad/s，顺时针b2b3aB3naB3t aB2aB3B2kaB3B2r方向：BC BC BA CBCB大小：32lBC？12lAB22vB3B2 ?V0.1m/ s/mmaB3B2kb3b2p1210rad/s ，逆时针(注：1和1计算过程略)2 25 5 图示的各机构中， 设已知各构件的尺寸， 原动件 1 以等角速度1顺时针方向转动。试用图解法求机构在图示位置时构件 3 上 C 点的速度及加速度(列出相对运动图解法矢列出相对运动图解法矢量公式，进行大小、方向分析，最后将下面的速度矢量图和加速度矢量图补充完整。量公式，进行大小、方向分析，最后将下面的速度矢量图和加

17、速度矢量图补充完整。)A11B4上图中，lBC lCD 2lABvCDbC23n2， cbp2b3ca1m/s2/mmp （c） vBvCBaCnaCt aBaCBnaCBt方向：CDABBC方向：CDCD BA CBCB大小：？1lAB？大小：CD2lCD？12lABCB2lCB？有：vC=0， =0， =0.5321aC= aCt=1.5 aB=1.5 2 l1ABAvC3114B3p(c2)C2b(c3)p(c3)b(n3) vBvC3B vC2vC3C2方向： ?ABBCBC大小：？1lAB？ 0 ?aC3 aBaC3BnaC3Bt aC2aC3C2kaC3C2r方向： ? BA CB

18、CBBC大小： ？12lAB32lCB？ 0 23vC3C2=0 ?有：vC3= l1 ABaC3=02 26 6 已知：在图示机构中，lAB=lBC=lCD=l，且构件1 以 1匀速转动。AB、BC 处于水平位置 CDBC，试用相对运动图解法求 3，3（v和 a可任意选择） 。解： 属于两构件间重合点的问题思路：因已知 B2点的运动，故通过 B2点求 B3点的运动。1）速度分析1Ab21B2C3vB3 vB2vB3B2方向：BD ABCD大小: ?12l？在速度多边形中，b3与极点 p 重合，vB3=0D4vB3B2p(b3)且3vB3/ lBD0，由于构件 2 与构件 3 套在一起，230

19、2）加速度分析b2p或taB3aB3 aa aanB3tB3nB2kB3B2arB3B2raB3B2方向：BD BACD大小: 0 ?12l0？在加速度多边形中，矢量 b3代表aB3t2aB2 31l12则有：3lBD2 lb3t将矢量 b3移至 B3点，可见为3逆时针。2 27 7 已知铰链四杆机构的位置、速度多边形和加速度多边形如下图所示。试求：构件 1、2 和 3 上速度均为vX的点 X1、X2和 X3的位置；构件 2 上加速度为零的点 Q 位置，并求出该点的速度vQ；构件 2 上速度为零的点 H 位置，并求出该点的加速度aH；HX2l0.002m/mmB1A1X1X34Q23Da0.0

20、5m/s2/mmn3cCv0.01m/s/mmhp(a,d,h)cn2baH=vph0.0569=3.45m/sp(q)xx1x2x3bqvQ=vpq0.0139=0.39m/s (各速度矢量和加速度矢量的大小任意，但方向必须与此答案相同)一、填空题：一、填空题：1. 作用在机械上的力分为驱动力和阻抗力两大类。2对机构进行力分析的目的是：(1)确定运动副中的反力；(2)确定机械上的平衡力或平衡力矩。3确定构件惯性力的一般性方法中，对作平面移动的物体，其惯性力为 -ma；对绕定轴转动的构件，若转动轴线不通过质心，则其惯性力为 -ma，而惯性力偶矩为-J；若转动轴线通过质心，则只存在 -J。4.

21、质量代换法是指把构件质量按一定条件用集中于构件上某几个选定点的假想集中质量 来代替。假想的集中质量称为代换质量，其所在的位置称为代换点。5. 质量代换应满足三个基本条件：代换前后构件的质量不变；代换前后构件的质心位置不变；代换前后构件对质心轴的转动惯量不变。6. 质量代换中， 动代换是指满足质量不变、 质心位置不变以及对质心轴的转动惯量不变；而静代换则是指只满足 构件的质量不变和质心位置不变。7. 在滑动摩擦系数相同条件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是槽面摩擦的当量摩擦系数为ff，明显大于 f，因此，机械中三角带传动比平型带传动用得更为广sin泛，而联接用的螺纹更多地采用三角形为螺纹牙型。4

22、 考虑摩擦的移动副， 当发生加速运动时， 说明外力的作用线与运动方向法线的夹角大于摩擦角，当发生匀速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角等于摩擦角，当发生减速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角小于摩擦角。4考虑摩擦的转动副，当发生加速运动时，说明外力的作用线在摩擦圆之外，当发生匀速运动时，说明外力的作用线与摩擦圆相切，当发生减速运动时，说明外力的作用线与摩擦圆相割。二、分析计算题二、分析计算题1. 当图示的轧钢机的轧辊回转时 ,不需外力的帮助即能将轧件带入轧辊之间。 （忽略轧件自重）1试证明这时轧辊与扎件间的摩擦角不应小于；2若 d=1200mm,a=25mm 及轧辊与扎件间

23、的摩擦系数 f0.3，求扎件的最大厚度 h。1 图示工件在 A 点处受到辊子给工件的作用力， 根据摩擦角的定义，该力方向将沿接触点公法线方向，向阻碍工件相对辊子运动方向偏转摩擦角，如图所示同理，在 A 点对应的点处也有同样情况明显，两个力的合力必须产生向右的分力才能将工件牵引入内，即必须才能完成牵引2由几何关系h 2(r rcos) 25 2600600costg1(0.1) 25 75.6085mm2. 对图示机构的各构件作出力分析，画出各构件的受力分析图（不考虑惯性力 ,考虑摩擦力与不考虑摩擦力分别分析，摩擦角和摩擦圆大小自定） 。Md4123F考虑摩擦各构件不考虑摩擦各构件3.对图示机构

24、的各构件作出力分析，画出各构件的受力分析图（不考虑惯性力,考虑摩擦力与不考虑摩擦力分别分析，摩擦圆大小自定） 。考虑摩擦各构件不考虑摩擦各构件一、填空题：一、填空题：rr1设机器中的实际驱动力为P，在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动力为P0，rr则机器效率的计算式是 =P0/P。r2设机器中的实际生产阻力为Q，在同样的驱动力作用下不考虑摩擦时能克服的理 想rrr生产阻力为Q0,则机器效率的计算式是 Q/Q0。3假设某机器由两个机构串联而成，其传动效率分别为1和2，则该机器的传动效率为1*2。4假设某机器由两个机构并联而成，其传动效率分别为1和2，则该机器的传动效率为（P1*1+ P2*2

25、）/(P1+P2)。5. 从受力观点分析，移动副的自锁条件是 外力的作用线与运动方向法线的夹角小于等于摩擦角 ；转动副的自锁条件是外力的作用线与摩擦圆相切或相割；从效率观点来分析，机械自锁的条件是效率小于等于零。二、分析计算题二、分析计算题1. 某滑块受力如图所示， 已知滑块与地面间摩擦系数f，试求 F 与 Q 分别为驱动力时的机构运动效率。F 为驱动力： tg1fQQFQsin(900)于是由正弦定理：F sin(900)令 0，得F00Qsin(900)QF900FFsin(90 )cos()cos f sin因此，其效率为0=0900Fsin(90 )sin(90 )coscoscos当

26、 Q 为驱动力，F 变为阻力，取 代替上式中的，并取倒数，得Fsin(900） sin(900)coscoscos=F0sin(900)cos(-)cos+fsin2. 图示楔块机构。已知： 60o，各摩擦面间的摩擦系数均为f 0.15,阻力Q 1000N。试：画出各运动副的总反力；画出力矢量多边形；求出驱动力P值及该机构效率。0 tg1f 8.53077由正弦定理：R21PR12Q和000sin(180 2)sin(90 )sin(2)sin(90 )sin(1800 2)sin(900)于是P Qsin(90)sin(2)代入各值得：P 1430.7007N取上式中的 00，可得P0100

27、0N于是P0 0.6990P一、填空题：1.研究机械平衡的目的是部分或完全消除构件在运动时所产生的 惯性力和惯性力偶矩 ， 减少或消除在机构各运动副中所引起的附加动压力，减轻有害的机械振动，改善机械工作性能和延长使用寿命。2.回转构件的直径D和轴向宽度b之比D /b符合 5条件或有重要作用的回转构件，必须满足动平衡条件方能平稳地运转。如不平衡，必须至少在 2 个校正平面上各自适当地加上或去除平衡质量，方能获得平衡。3.只使刚性转子的 惯性力 得到平衡称静平衡，此时只需在 1个 平衡平面中增减平衡质量；使惯性力和惯性力偶矩同时达到平衡称动平衡，此时至少要在 2 个选定的平衡平面中增减平衡质量，方

28、能解决转子的不平衡问题。4. 刚性转子静平衡的力学条件是质径积向量和等于零 ，而动平衡的力学条件是 质径积向量和等于零，离心力引起的合力矩等于零 。5.符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在回转轴线上。静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在 质心最低处位置静止，由此可确定应加上或去除平衡质量的方向。6. 图a、b、c中，S为总质心，图 a, b 中的转子具有静不平衡，图 c中的转子是动不平衡。7.机构总惯性力在机架上平衡的条件是 机构的总质心静止不动 。8.在图示a、b、c三根曲轴中，已知m1r1 m2r2 m3r3 m4r4，并作轴向等间隔布置，并且各曲拐都在同一轴平面内，则其中 a,

29、 b, c轴已达静平衡， c轴已达动平衡。二、判断题1.若刚性转子满足动平衡条件，这时我们可以说该转子也满足静平衡条件。 ()2.不论刚性回转体上有多少个平衡质量，也不论它们如何分布，只需要在任意选定两个平面内，分别适当地加平衡质量即可达到动平衡。()3. 经过动平衡校正的刚性转子，任一回转面内仍可能存在偏心质量 。()4. 作往复运动或平面复合运动的构件可以采用附加平衡质量的方法使它的惯性力在构件内部得到平衡。()三、选择题：1设图示回转体的材料均匀，制造精确，安装正确，当它绕AA轴线回转时是处于 D状态。A) 静不平衡B) 静平衡C) 完全不平衡D) 动平衡2图示为一圆柱凸轮。设该凸轮的材

30、料均匀，制造精确，安装正确，则当它绕AA轴线转动时，是处于 B状态。A) 静不平衡B) 静平衡C) 完全不平衡D) 动平衡3.机械平衡研究的内容是 CA) 驱动力与阻力间的平衡B) 各构件作用力间的平衡C) 惯性力系间的平衡D) 输入功率与输出功率间的平衡4.图示一变直径带轮。设该带轮的材料均匀，制造精确，安装正确，当它绕AA轴线回转时是处于 D 状态。A) 静不平衡B) 静平衡C) 完全不平衡D) 动平衡5. 图示为一发动机曲轴。设各曲拐部分的质量及质心至回转轴线的距离都相等，当该曲轴绕OO轴线回转时是处于 B状态。A) 静不平衡B) 静平衡C) 完全不平衡D) 动平衡6为了平衡曲柄滑块机构

31、ABC中滑块C的往复惯性力(曲柄和连杆质量不计)，在原机构上附加一对称滑块机构AB C 。设滑块C和C 质量相等，lABlAB ，lBC lB C ,机构在运转时能达到 B。A) 惯性力全部平衡，且不产生附加惯性力偶矩。B) 惯性力全部平衡，但产生附加惯性力偶矩。C) 惯性力部分平衡，且不产生附加惯性力偶矩。D) 惯性力部分平衡，但产生附加惯性力偶矩。四、计算题1.图示两个回转构件是否符合静平衡条件？是否符合动平衡条件？为什么？对amr 3042060i i处于静平衡状态对b，mr 10104154100,处于静平衡状态i i将m2分解到1，3平面内在平面 1 中，m12( (1218) )

32、m218mr 610415 0i im12 6在平面 3 中3m2 m2m12 42图示为绕O点回转的薄片圆盘，在位置1、2处钻孔，r1 0. .1m，r2 0. .2m，孔部分材料质量分别为m11. .0kg，m2 0. .5kg。为进行静平衡，欲在半径rb 0. .5m的圆周上钻一孔。试表示出孔的 方向b，并求出钻去材料的质量mb。m1r11. .00. .1 0. .1kg mm2r2 0. .50. .2 0. .1kg m由静平衡条件：m1r1m2r2mbrb 03图示为一鼓轮，上有重块A、B，已知它们的质量mA 4kg，mB 2kg，今欲在平面、上分别加一平衡质量m 和m ，它们分

33、布在1200mm的圆周上，bb使鼓轮达到完全平衡。试求m 和mbb 的大小， 并在图中画出它的安放位置。将 不平衡 质量mA、mB分解至I，II平面内，因为mA位于平面I内，不用分解，所以只需要分解mBImB260 mB( (1200260) )I 7. .23kgmBIIImB mBmB 7. .232 9. .23kg在平面I内，由miri 0得m 600 IbmA600m2IB5002Imb 7. .23kg设与竖直方向的夹角为b，则ImB5007. .23500I，b56. .4tantanmA6004600IbI在平面II内由miri 0得IIIImB500 mb600IImb 7.

34、 .69kg方向如图所示。4.某转子由两个互相错开90的偏心轮组成， 每一0偏心轮的质量均为m，偏心距均为r，拟在平衡平面A、B上半径为2r处添加平衡质量，使其满足动平衡条件，试求平衡质量mbA和mbB的大小和方向。解：一、填空题1. 设某机器的等效转动惯量为常数，则该机器作匀速稳定运转的条件 在每一瞬时,驱动功率等于阻抗功率 ， 作变速稳定运转的条件是 在一个运动周期中，驱动功等于阻抗功。2. 机器中安装飞轮的原因，一般是为了 调节周期性速度波动 ，同时还可获 降低原动机功率 的效果。3. 在机器的稳定运转时期，机器主轴的转速可有两种不同情况， 即 等速 稳定运转和 变速稳定运转，在前一种情

35、况，机器主轴速度是 常数 ，在后一种情况，机器主轴速度是作周期性波动 。4机器中安装飞轮的目的是 降低速度波动，降低电动机功率。5某机器的主轴平均角速度m100 rad / / s， 机器运转的速度不均匀系数 0. .05，则该机器的最大角速度maxmax= 102.5 rad/s，最小角速度minmin= 97.5 rad/s。6 机器等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是根据 动能相等(等效质量的动能等于机器所有运动构件的动能之和)原则进行转化的，因而它的数值除了与各构件本身的质量（转动惯量)有关外，还与 各构件质心处速度、构件角速度与等效点的速度之比的平方 有关。7机器等效动力模型中的

36、等效力(矩)是根据 瞬时功率相等 原则进行转化的， 因而它的数值除了与原作用力(矩)的大小有关外，还与 外力作用点与等效点的速度之比 有关。8若机器处于起动(开车)阶段，则机器的功能关系应是 输入功大于输出功和损失功之和，系统动能增加，机器主轴转速的变化情况将是 机器主轴的转速大于它的初速，由零点逐步增加到正常值。9若机器处于停车阶段， 则机器的功能关系应是 输入功小于输出功和损失功之和，系统动能减少，机器主轴转速的变化情况将是 机器主轴的转速，由正常速度逐步减小到零。10用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小， 飞轮的转动惯量将越 大， 在 满足同样的速度不均匀系数条件

37、下，为了减小飞轮的转动惯量，应将飞轮安装在 高速轴上。11当机器运转时，由于负荷发生变化使机器原来的能量平衡关系遭到破坏，引起机器运转速度的变化，称为 非周期性速度波动。为了重新达到稳定运转，需要采用调速器 来调节。51312在机器稳定运转的一个运动循环中，运动构件的重力作功等于 零，因为 运动构件重心的位置没有改变。13机器运转时的速度波动有周期性 速度波动和 非周期性 速度波动两种，前者采用 安装飞轮 调节,后者采用 安装调速器 进行调节。14若机器处于变速稳定运转时期，机器的功能特征应有 一个运动循环内输入功于等于输出功与损失功之和 ， 它的运动特征是每一个运动循环的初速度和末速度相等

38、。15 当机器中仅包含 定传动比机构时， 等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是常量，若机器中包含 变传动比 机构时，等 效质量(转动惯量)是机构位置的函数。16图示为某机器的等效驱动力矩Md和等效阻力矩Mr的/2时，线图，其等效转动惯量为常数，该机器在主轴位置角等于主轴角速度达到maxmax,在主轴位置角等于2时，主轴角速度达到minmin。二、判断题/221为了使机器稳定运转，机器中必须安装飞轮。()2.机器中安装飞轮后，可使机器运转时的速度波动完全消除。()3.为了减轻飞轮的重量，最好将飞轮安装在转速较高的轴上。()4.机器稳定运转的含义是指原动件(机器主轴)作等速转动。()5. 机器

39、作稳定运转，必须在每一瞬时驱动功率等于阻抗功率。()6. 机器等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是一个假想质量(转动惯量)，它的大小等于原机器中各运动构件的质量(转动惯量)之和。()7. 机器等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是一个假想质量(转动惯量)，它不是原机器中各运动构件的质量(转动惯量)之和，而是根据动能相等的原则转化后计算得出的。()8. 机器等效动力学模型中的等效力(矩)是一个假想力(矩)，它的大小等于原机器所有作用外力的矢量和。()9.机器等效动力学模型中的等效力(矩)是一个假想力(矩)，它不是原机器中所有外力(矩)的合力，而是根据瞬时功率相等的原则转化后算出的。()10

40、.机器等效动力模型中的等效力(矩)是根据瞬时功率相等原则转化后计算得到的，因而在未求得机构的真实运动前是无法计算的。()三、选择题1在机械稳定运转的一个运动循环中，应有 A(A)惯性力和重力所作之功均为零；(B)惯性力所作之功为零，重力所作之功不为零；(C)惯性力和重力所作之功均不为零；(D)惯性力所作之功不为零，重力所作之功为零。2机器运转出现周期性速度波动的原因是 C。(A)机器中存在往复运动构件，惯性力难以平衡；(B)机器中各回转构件的质量分布不均匀；(C)在等效转动惯量为常数时，各瞬时驱动功率和阻抗功率不相等，但其平均值相等，且有公共周期；(D)机器中各运动副的位置布置不合理。3机器中

41、安装飞轮的一个原因是为了 C。(A)消除速度波动；(B)达到稳定运转；(C)减小速度波动；(D)使惯性力得到平衡，减小机器振动。4. 设机器的等效转动惯量为常数，其等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化如图示， 可判断该机器的运转情况应是 B。(A)匀速稳定运转；(B)变速稳定运转；(C)加速过程；(D)减速过程。5. 在图7-3-5传动系统中， 已知Z1 20,Z2 60,Z3 20,Z480。如以齿轮4为等效构件，则齿轮1的等效转动惯量将是它自身转动惯量的 B。(A)12倍；(B)144倍；(C)1/12;(D)1/144。5. 在图7-3-5传动系统中，已知Z1 20,Z2 60,Z3 20,

42、Z480。如以齿轮1为等效构件，则作用于齿轮4的力矩M4的等效力矩等于 CM4。(A)12倍；(B)144倍；(C)1/12;(D)1/144。6如果不改变机器主轴的平均角速度，也不改变等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化规律，拟将机器运转速度不均匀系数从0.10降到0.01，则飞轮的转动惯量IF将近似等于 AIF。(IF为原飞轮转动惯量为原飞轮转动惯量)(A) 10；(B) 100；(C) 1/10(D) 1/1007. 将作用于机器中所有驱动力、阻力、惯性力、重力都转化到等效构件上，求得的等效力矩和机构动态静力分析中求得的在等效构件上的平衡力矩，两者的关系应是 B 。(A)数值相同，方向一致；

43、(B)数值相同，方向相反；(C)数值不同，方向一致；(D)数值不同，方向相反。四、计算题1在图示曲柄滑块机构中，设已知各构件的尺寸、质量m、质心位置S、转动惯量JS，构件1的角速度1。又设该机构上作用有常量外力(矩)M1、R3、F2。试：554(1)写出在图示位置时，以构件1为等效构件的等效力矩和等效转动惯量的计算式。(2)等效力矩和等效转动惯量是常量还是变量？若是变量则需指出是机构什么参数的函数，为什么？M F2vs2cos21F2vs2cos2R3vs3cos18001R3vs3M1121M1VVJ J1m2s2 JS22m3s311122因M、J分别和速度比、速度平方有关，而连杆机构中速

44、度比与机构位置有关，速度比是变量，故等效力矩和等效转动惯量变变量，它们是曲柄位置的函数。2一机械系统，当取其主轴为等效构件时，在一个稳定运动循环中，其等效阻力矩Mr如图所示。已知等效驱动力矩为常数，机械主轴的平均转速为1000r/min。若不计其余构件的转动惯量，试问：(1)当要求运转的速度不均匀系数 0. 05时，应在主轴上安装一个JF?的飞轮；(2)如不计摩擦损失，驱动此机器的原动机需要多大的功率N(kW) ?在一个稳定运动周期中驱动功和阻力功相等，所以有5510260 Md233Md5518.3 Nm35Wmax=面积=面积=18.310 43.4 J3n1000m104.7 rad /

45、s3030JFN2mWmax43.42 0.0792 kgm2104.7 0.05 Mdm18.3104.7 1916 w=1.916 Kw3已知机器在一个运动循环中主轴上等效阻力矩Mr的变化规律如图示。设等效驱动力矩Md为常数，主轴平均角速度m 25rad /s，许用运转速度不均匀系数 0.02。除飞轮外其它构件的质量不计。试求：（1）驱动力矩Md；（2）主轴角速度的最大值max和最小值min及其出现的位置（以角表示；（3）最大盈亏功Wmax；（4）应装在主轴上的飞轮转动惯量JF。596Md40/2405/ 4115 Nm2mmaxmaxmin22,maxminmmax22m20.0225

46、24.75rad /s222m20.0225 25.25rad /s在0,/2区间，W 24015 39.25 J在/2,区间，W 215 23.55 J5在,区间，W 4015 19.625 J443515 35.325 J在,2区间，W 44将以上关系作图如上所示，由图知，Wmax处。39.25 J，max出现在02处，min出现在2JF2mWmax39.252 3.14 kgm2520.02一、一、 填空题：填空题：1平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和 移动 副连接组成的。2平面连杆机构是由一些 刚性构件用低副连接组成的。3在铰链四杆机构中，运动副全部是 转动副。4在铰链四杆机构中，

47、能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。5在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为摇杆。6在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为连杆。7某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用 行程速度变化 系数表示。8对心曲柄滑快机构无急回特性。8偏置曲柄滑快机构有急回特性。10对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复运动的连杆机构，是否有急回特性，取决于机构的极位夹角是否大于零。11机构处于死点时，其传动角等于。12机构的压力角越小对传动越有利。13曲柄滑块机构，当取滑块为原动件时，可能有死点。14机构处在死点时，其压力角等于。15平面连杆机构，至少需要个构件。二、二、 判断题：判断题：1平面

48、连杆机构中，至少有一个连杆。（ ）2平面连杆机构中，最少需要三个构件。（ ）3平面连杆机构可利用急回特性，缩短非生产时间，提高生产率。（ ）4平面连杆机构中，极位夹角 越大，K 值越大，急回运动的性质也越显著。 （ ）5有死点的机构不能产生运动。（ ）6机构的压力角越大，传力越费劲，传动效率越低。（ ）7曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。（ ）8双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。（ ）9平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。（ ）10平面连杆机构中，压力角的余角称为传动角。（ ）11机构运转时，压力角是变化的。（ ）三、三、 选择题：选择题：1铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与

49、最长杆长度之和A其他两杆之和。A=；C 。2 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和，而充分条件是取A为机架。A 最短杆或最短杆相邻边；B 最长杆；C 最短杆的对边。3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，当以B为机架时，有两个曲柄。A 最短杆相邻边；B 最短杆；C 最短杆对边。4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，当以A为机架时，有一个曲柄。A 最短杆相邻边；B 最短杆；C 最短杆对边。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，当以C为机架时，无曲柄。A 最短杆相邻边；B 最短杆；C

50、 最短杆对边。6铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和B其余两杆长度之和，就一定是双摇杆机构。A；C= 。7一曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置。则当C为原动件时，称为机构的死点位置。A 曲柄；B 连杆；C 摇杆。8一曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置。则当A为原动件时，称为机构的极限位置。A 曲柄；B 连杆；C 摇杆。9当极位夹角 B时，机构就具有急回特性。A0；C=0。10当行程速度变化系数 kB时，机构就具有急回特性。A1；C=1。11在死点位置时，机构的压力角 =CA0 ；B45；C90。12若以B为目的，死点位置是一个缺陷，应设法通过。A 夹紧和增力；B 传动。13若以A为