2022年完整word版,机械原理期末考试及答案.pdf
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机械原理试卷参考答案(期中考试 )第1页共7页机械原理试卷参考答案开课单位：机械工程学院，考试形式：闭卷，允许带计算器、绘图仪器入场题序一二三四五六七八总 分得分评卷人一、 是 非 题 （共 10 分，每小题2分，对者在括号内打“”，错者打“” ）得分1、( ) 当机构的自由度数小于机构的原动件数时，机构将具有确定的相对运动2、( ) 不论刚性转子上有多少个不平衡质量，也不论它们如何分布，只需在任意选定的两个平面内，分别适当地加一平衡质量，即可达到动平衡3、( ) 在其他参数不变的前提下，槽面摩擦较平面摩擦的摩擦力较大，是因为前者摩擦系数较大4、() 在移动副中，当驱动力作用线在摩擦锥之内，则发生自锁5、() 对于单自由度的机械系统，若选定等效构件为移动件时，其等效质量是按等效前后动能相等的条件进行计算的二、 填 空 题 （共 10 分，每空1 分） 得分1、飞轮主要用以调节周期性速度波动，若不考虑其他因素，只为了减小飞轮尺寸和重量，应将其安装在高速轴上2、刚性转子的静平衡就是要使惯性力之和为零；而刚性转子的动平衡则要使惯性力之和及惯性力偶矩之和均为零3、三个彼此作平面相对运动的构件共有3 个瞬心，且必位于同一直线上。
4、在机构运动分析的速度多边形中，机架的速度影像是极点速度影像和加速度影像原理只适用于同一构件5、当机械的效率0时，机构则发生自锁三、 （共 10 分） 计算图 1 所示机构的自由度，并判断机构的运动确定性，如机构中存在复合铰链、局部自由度和虚约束，请在图上示出得分图 1 虚约束局部自由度复合铰链复合铰链b) a) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页机械原理试卷参考答案(期中考试 )第2页共7页四、（共 20分） 图 2所示为铰链四杆机构的机构运动简图，已知连架杆1为主动件，匀速转动，角速度101rad/s，转向如图示各构件长度分别为：AB=30 ，BC=40，CD=50，AD=60 ( 单位为： mm) ，构件 AB 的方位角为60o，ABE 为等边三角形试用图解法求解该运动位置：1）构件 1 的速度影像；2）找出该瞬时在连杆2 和摇杆 3 上，与连架杆1 上 E 点速度相同的点E2和 E3要求注明速度比例尺，并对绘图过程作简要说明）得分图 2 B A C D 1 2 3 4 160E 0.0025m/s b c e E3E2解：a)（计 5 分）hlPPnF23192732或21)21112(83) 2(3FpPPnFhl机构自由度数等于原动件数，故机构运动确定。
b)（计 5 分）HLPPnF23162532机构自由度数不等于原动件数，故机构运动不确定P（a,d）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页机械原理试卷参考答案(期中考试 )第3页共7页五、（ 共 20 分） 图 3所示为曲柄滑块机构运动简图各转动副的摩擦圆如图所示，已知移动副的摩擦系数, 1.0f作用在滑块上的生产阻力为Q，若忽略机构中各构件的重力和惯性力及惯性力偶矩，试：1) 在该简图上画出各运动副总反力（包括方向和作用线位置）；2）分别写出构件1、3 的力平衡方程式，并画出其力多边形（可任选力的比例尺）得分解： 1）计算 B 点的速度smlvABB/3.01003.01，选取合适的比例尺v，如图示任选一点作为速度多边形的极点，作出线段pb 表示 B 点速度作三角形abeABE，即得构件1 的速度影像2）求 C 点的速度CvCv= Bv+ CBv大小? ? 方向CD AB CB 作出速度多边形pbc，pcvvC，方向 pc 由速度影像bce，求出连杆2 上，与连架杆1 上 E 点速度相同的点E2作2BCEbce，可得点E2；由速度影像dce，求出摇杆3 上，与连架杆1 上 E 点速度相同的点E3 作3DCEdce，可得点E3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页机械原理试卷参考答案(期中考试 )第4页共7页解： 1）各运动副总反力的方向和作用线位置如图所示。
摩擦角7106.51.0arctanarctan f2）构件 3 的力平衡方程式02343QRR大小? ? 方向任选力的比例尺，画出其力多边形如图所示3）构件 3 的力平衡方程式02141PRR大小? ？方向画出其力多边形如图所示精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页机械原理试卷参考答案(期中考试 )第5页共7页六、 （共 10 分） 一机械系统稳定运转的运动周期为2，等效阻力矩rM的变化规律如图所示，等效驱动力矩dM为常数，等效构件的平均转速900mnr/min ，等效转动惯量2mKg1.0?J试求：1）等效驱动力矩dM；2）最大盈亏功maxW；3）最大和最小角速度max和min的位置；4）运转速度不均匀系数得分027. 09001.02/159009002222max2maxmmnJWJWdM+ W1 - W2 + W3 - W4 + W5 a b c d e 图 4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页机械原理试卷参考答案(期中考试 )第6页共7页七、 （共 10 分） 已知某刚性转子在同一平面内分布有两个不平衡质量，其大小为：kgm81，kgm42，分布半径为801rmm，1102rmm，位置角如图所示，欲使该转子达到静平衡，试求：应加的平衡质量的质径积bbrm的大小和方向。
解法一：欲使该转子达到静平衡，应满足各质量的质径积的向量和等于零02211bbrmrmrm运用解析法求解如下：0cos225cos90cos2211bbrmrmrm0sin225sin90sin2211bbrmrmrm两个不平衡质量的质径积分别为：mmkgrm?64080811；mmkgrm?440110422求解上述方程，可得应加的平衡质量的质径积bbrm的大小和方向：2221122211)225cos90cos()225sin90sin(rmrmrmrmrmbbmmkgrmbb?72.452)225cos440()225sin440640(22588.46/)225cos90cosarccos(2211bbrmrmrm图 5 a ) 解法二：欲使该转子达到静平衡，应满足各质量的质径积的向量和等于零02211bbrmrmrm运用图解法求解如下：两个不平衡质量的质径积分别为：mmkgrm?64080811；mmkgrm?440110422取质径积的比例尺如图5b)所示，并作出矢量多边形于是可得可得应加的平衡质量的质径积bbrm的大小和方向mmkgrmbb?453，其方位角47图 5 b) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页机械原理试卷参考答案(期中考试 )第7页共7页八、 （共 10 分） 试求图示机构在图示位置的全部瞬心的位置，已知构件2 上 M 点的速度方向，并给出连杆上 E 点的速度方向。
解：机构在图示位置的全部瞬心的位置及连杆上E 点的速度方向，如图所示图 6 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页。
