机械原理复习习题及答案.doc
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1、如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流机械原理复习习题及答案【精品文档】第 42 页第二章机构的结构分析一填空题1组成机构的基本要素是 和 。机构具有确定运动的条件是: 。2在平面机构中,每一个高副引入 个约束,每一个低副引入 个约束,所以平面机构自由度的计算公式为F = 。应用该公式时,应注意的事项是: 3机构中各构件都应有确定的运动,但必须满足的条件是: 二综合题1根据图示机构,画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图,并计算机构的自由度。设标有箭头者为原动件,试判断该机构的运动是否确定,为什么?2计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束,请指明所在之处。 (a) (
2、b)3计算图示各机构的自由度。 (a) (b) (c) (d)(e) (f)4计算机构的自由度,并进行机构的结构分析,将其基本杆组拆分出来,指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。(a) (b)(c) (d)5计算机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组。如果在该机构中改选FG为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。6试验算图示机构的运动是否确定。如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。 (a) (b)第三章 平面机构的运动分析一、综合题1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号直接在图上标出)。2、已知图示机构的输入角速度w1,试用瞬心法求机构的输出速度w3。要求画出
3、相应的瞬心,写出w3的表达式,并标明方向。3、在图示的齿轮-连杆组合机构中,试用瞬心法求齿轮1与3的传动比1/2。4、在图示的四杆机构中,=60mm, =90mm, =120mm, =10rad/s,试用瞬心法求:(1)当=165时,点C的速度;(2)当=165时,构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及其速度的大小;(3)当时,角之值(有两个解)。5、如图为一速度多边形,请标出矢量、及矢量、的方向?6、已知图示机构各构件的尺寸,构件1以匀角速度1转动,机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图b)、c) 所示。(1)分别写出其速度与加速度的矢量方程,并分析每个矢量的方向与大小,(2)试在图b)
4、、c) 上分别标出各顶点的符号,以及各边所代表的速度或加速度及其指向。ABV11237、已知图示机构中各构件的尺寸,原动件1以匀速V1移动,求出图示位置时构件3的角速度3和角加速度a3。要求列出矢量方程式、分析各矢量的大小和方向、作出速度与加速度多边形(可不按比例)、并列出3和a3表达式。8、回转导杆机构的速度多边形如图2)所示,试判断其哥氏加速度aKC2C3的方向并标画在图上, 并写明判断的方法。9试判断在图示的两个机构中,B点是否存在哥氏加速度?又在何位置时其哥氏加速度为零?作出相应的机构位置图。10、在图示的各机构中,设已知构件的尺寸及点B的速度(即速度矢量)。试作出各机构在图示位置的速
5、度多边形。11、在图示齿轮-连杆机构中,已知曲柄1的输入转速w1恒定,试就图示位置求: (1)分析所给两矢量方程中每个矢量的方向与大小;(2)规范地标出图示速度多边形中每个顶点的符号; VC2 = VB+ VC2B VC4 = VC2 + VC4C2方向:大小:12、在图示的机构中,设已知各构件的长度,,原动件以等角速度转动,试用图解法求图示位置时点E的速度和加速度及构件2的角速度及加速度.13、在图示机构中,已知各构件的尺寸及原动件1的角速度(为常数),试以图解法求时,构件3的角速度及角加速度(比例尺如图)。(应先写出有关的速度、加速度矢量方程,再作图求解。)第四章平面机构的力分析+第五章效
6、率和自锁一、填空题1、在移动副中,如驱动力作用在 时,将发生自锁;在转动副中,如驱动力为一单力,且作用在 时,则将自锁;在螺旋副中,如果 时,其反行程也将发生自锁。2、斜面机构反行程的自锁条件为ajv,其中a为斜面的倾斜角,而jv则为 。三角螺纹和矩形螺纹相比较, 更容易自锁,因为 。3、机器产生“自锁”的原因是: 。4、机械效率是_ _的比值,按机械效率来确定机构自锁的条件。5、当机械自锁时,其机械效率。二、简答题1、何谓摩擦圆?以转动副联接的两构件,当外力(驱动力)分别作用在摩擦圆之内、之外,或与该摩擦圆相切时,两构件将各呈现何种相对运动状态?2、具有自锁的机构,其正、反行程的机械效率是否
7、相等?为什么?3、何谓机构的自锁?试以具有自锁特性的螺旋千斤顶机构为例说明在什么情况下能运动?在什么情况下不能运动?4、铰链四杆机构在死点位置时,驱动力任意增加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。三、综合题1、如图所示为一输送辊道的传动简图。设已知一对圆柱齿轮传动的效率为0.95;一对圆锥齿轮传动的效率为0.92 (均已包括轴承效率)。求该传动装置的总效率。2、图示为由几种机构组成的机器传动简图。已知:1=2=0.98,3=4=0.96,5=6=0.94,7=0.42,Pr=5KW,Pr=0.2KW。求机器的总效率。56123471256734PrPr3、图示铰链四杆
8、机构中,AB杆为主动件,CD杆为从动件,虚线小圆为各铰链处之摩擦圆。已知构件CD上作用有生产阻力R,若不计构件的自重和惯性力,试确定:1)图示位置时,主动构件AB的转向;2)图示位置时,连杆BC所受的作用力R12和R32的作用线。(3)作用在主动件1上的驱动力矩M1的方向以及约束反力R21与R41的方位。4、图a)、b)给出轴颈受力的两种情况,Q为外载荷,为摩擦圆半径。试画出轴承对轴颈的总反力R并说明在此两种情况下该轴的运动状态(匀速、加速或减速转动)。5、在图示机构中,已知各转动副中摩擦圆和移动副中的摩擦角如图所示,P为驱动力,Q为阻抗力,试在图上作出各运动副的总反作用力的方位。6、在图示双
9、滑块机构中,转动副A与B处的虚线小圆表示磨擦圆,在滑块1上加F力推动滑块3上的负载Q,若不计各构件重量及惯性力,试在图上画出构件2所受作用力的作用线。7、如图所示为颚式破碎机的两块颚板,设料块为球形,料块与颚板间的磨擦系数为f=0.2,若不计料块的重量,试求在破碎过程中,不会使料块向上跳开的两颚板之间的夹角(咬角)。8、在图示的曲柄滑块机构中,虚线小圆表示转动副处的磨擦圆。若不计构件的重力和惯性力,试在图上画出图示瞬时作用在连杆BC上的运动副总反力的方向。9、一重量,在图示的力P作用下,斜面等速向上运动。若已知:,滑块与斜面间的摩擦系数。试求力P的大小及斜面机构的机械效率。10、图示压榨机在驱
10、动力P作用下产生压榨力Q。设各转动副A、B、C、D处的摩擦圆及移动副的摩擦角 如图示。试在机构图上画出各运动副的反力(作用线位置与力指向);注:图中细线圆为摩擦圆。11、图示为凸轮连杆组合机构运动简图。凸轮为原动件,滑块上作用有工作阻力 Q,各转动副处的摩擦圆(以细线圆表示)及滑动摩擦角 如图示。试:(1)在简图上画出各运动副处的约束反力(包括作用线位置与指向);(2)画出力多边形;(可不按比例,但力的方向必须正确)第六章 机械的平衡一、填空题1、刚性转子在 的情况下,可以只进行静平衡;而当进行动平衡时,平衡平面最少应选 个,这是因为 2、在图示(a)、(b)、(c)三根轴中,已知,并作轴向等
11、间隔布置,且都在曲轴的同一含轴平面内,则其中 轴已达到静平衡, 轴已达到动平衡。(a)(b)(c)3、刚性转子静平衡的条件是 ;而动平衡的条件是 。4、设计形体不对称的回转零件时,要进行平衡计算,但在制造过程中还要安排一道 工序,这是因为 。5、只使刚性转子的 得到平衡称为静平衡,此时只需要在 个平面中增减质量;使 和 同时得到平衡称为动平衡,此时至少要在 个选定的平衡面中增减质量。6、质径积是指转子的 与 的乘积;残余不平衡质径积相同,但质量不同的两转子,质量 的转子的平衡精度高。7、在图(a)、(b)、(c)中,S为总质心,图 总的转子只是静不平衡,图 中的转子是动不平衡。(a) (b)
12、(c)8、对于轴向尺寸较小的盘状转子,它们的质量分布可视为 ,这是进行的平衡称为 平衡;而对轴向尺寸较大的转子,应进行 平衡。9、如图所示两个转子,已知,转子(a)是 不平衡的,转子(b)是 不平衡的;转子 可以选出一个平衡平面,在其上加(减)一个平衡质量使之达到平衡。(a) (b)二、简答题1、何谓转子的静平衡和动平衡?不考虑动平衡的动平衡是否总是有利的,为什么?三、综合题1、如图所示盘状转子上有两个不平衡质量:kg,kg,mm,mm,相位如图所示。现用去重法来平衡,求所需挖去的质量大小和相位(设挖去质量处的半径mm)。第七章 机械的运转及其速度波动的调节一、填空题1、等效质量(或等效转动惯
13、量)的值是 的函数,只与 有关,而与机器的 无关。2、按 的原则来计算等效力矩,按 的原则来计算转动惯量。3、机器的稳定运转可以分为 速稳定运转和 速稳定运转两种情况,前者机器的驱动功与阻抗功的关系是 ;后者机器的驱动功与阻抗功的关系是 。4、调节机器周期性速度波动的方法是 ;非周期性速度波动的调节方法是用 来实现的。5、机器中安装飞轮,除了可用以 之外,同时还可用以 。6、从量角度看,机器在一个稳定运动循环内,其 与 应相等;如果它们不仅在一个稳定运动循环内相等,而且在任何一个瞬时都相等,则该机器将作 运转。7、机器在稳定运转状态下,作周期性速度波动的条件 8、机器运转过程中产生周期性速度波
14、动的主要原因是 二、简答题1、何谓机器的周期性速度波动?波动幅度大小应如何调节?能否完全消除周期性速度波动,为什么?2、等效质量的等效条件是什么?如果不知道机构的真实运动,能否求得等效质量,为什么?3、通常,机器的运转分为几个阶段以及各阶段的功能特征是什么?何谓等速稳定运转和周期性变速稳定运转?4、分别写出机器在启动阶段、稳定运转阶段和停车阶段的功能关系的表达式,并说明原动件角速度的变化情况。5、什么是等效力的等效条件?6、机器运转的周期性及非周期性速度波动的性质有何区别,各用什么方法加以调节?三、综合题1、在图示曲柄滑块机构中,设已知各构件的尺寸、质量、质心位置、转动惯量、构件1的角速度。又
15、设该机构上作用有外力(矩)、如图所示。试写出在图示位置是以构件1位等效构件的等效力矩和等效转动惯量的计算式和推导过程。2、在某机器中,设取其主轴为等效构件,已知其在一个稳定运动循环()中的等效阻力矩如图所示,又已知其等效驱动力矩为常数。若不计机器中各构件的等效转动惯量。试求为保证机器主轴在1500r/min的转速下运转,且运转不均匀系数=0.05时,应在主轴上加装的飞轮的转动惯量及主轴的最大和最小角速度、。3、在电动机驱动的剪床中,作用在主轴(等效构件)上的等效阻抗力矩曲线如图所示,周期为,主轴在1500r/min的转速下运转,且要求不均匀系数0.05。若等效驱动力矩为常数。试问:(1)等效驱
16、动力矩为多少?(2)等效构件的最大和最小角转速度为多少?(3)求应加在等效构件上的飞轮转动惯量。4、某机组一个稳定运动循环对应于等效构件的一转。已知等效阻抗力矩曲线如图所示,等效驱动力矩为常数,等效构件上的平均转速为100r/min,其转速误差不超过。求装在等效构件上的飞轮的转动惯量(不计其余构件的质量和转动惯量)。5、已知某机器主轴转动一周为一个稳定运动循环,取主轴为等效构件,其等效阻抗力矩曲线如图所示,等效驱动力矩为常数,并假定等效转动惯量为常数,求:(1)求出最大盈亏功,并指明与最大角速度和最小角速度对应角在什么位置;(2)说明减小速度波动可采取的方法。6、某机器在一个稳定运动循环中的等
17、效驱动力矩和等效阻抗力矩曲线如图所示。由和所围成的各块面积所代表的功分别为、,设等效转动惯量为常数,试确定与等效构件的最大角速度和最小角速度对应的等效构件的转角在什么位置?机器的最大盈亏功是多少?7、在图示对心曲柄滑块机构中,曲柄1为原动件,沿顺时针方向以匀角速度转动。各杆的长度、质量、质心位置及各杆绕其质心轴的转动惯量均已知。又知滑块上和曲柄上作用有阻力和阻力矩,若以曲柄为等效构件,要求:(1)列出作用在等效构件上的等效力矩和等效转动惯量的计算式;(2)在图上画出等效力矩的方向;(3)说明等效力矩或等效转动惯量是机构什么参数的函数,为什么?8、一机械系统,当取其主轴为等效构件时,其其等效阻抗
18、力矩曲线如图所示。已知等效驱动力矩为常数,机械主轴的转速为1000r/min。若不计其余构件的转动惯量,试问:(1)当要求不均匀系数0.05时,应在主轴上安装一个转动惯量为多少的飞轮;(2)如不计摩擦损失,驱动此机器的原动机需要多大功率?第八章 平面连杆机构及其设计一、填空题1、下左图示运动链,当选 杆为机架时为双曲机构;选择杆为机架时为双摇杆机构;选择杆为机架时则为曲柄摇杆机构。2、上右图为一对心曲柄滑块机构,若以滑块3为机架则该机构转化为机构;若以构件2为机架,则该机构转化为。3、平面铰链四杆机构变换机架(倒置)以后,各杆间的相对运动不变,其理由是 。4、平面铰链四杆机构的死点位置是指 的
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