机械原理习题及答案.doc

第2章 平面机构的结构分析1.组成机构的要素是　　　　　 　　和　 　　　　　　；构件是机构中的　　　　 　单元体2.具有 、 、 等三个特征的构件组合体称为机器3.从机构结构观点来看，任何机构是由　　　　　　　　　　　　　　三部分组成4.运动副元素是指　　　　　　　　　　　　　　5.构件的自由度是指　 　　　　　　　　； 机构的自由度是指 　　　　　　　　　　6.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为　 　副，它产生　 　个约束，而保留 个自由度7.机构具有确定的相对运动条件是原动件数　　　　　　　机构的自由度8.在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是　　　　　　　　　　　　　　9.平面运动副的最大约束数为　　，最小约束数为　　。

10.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为　　，至少为　　11.计算机机构自由度的目的是______12.在平面机构中，具有两个约束的运动副是　　　　　　 　副，具有一个约束的运动副是　　　　　　　 副 13.计算平面机构自由度的公式为Ｆ=　　　　　　　　　　　　　　，应用此公式时应注意判断：(A)　　　　　　　铰链，(B)　　　　　自由度，(C)　　　　　　约束14.机构中的复合铰链是指　　 　 　 ；局部自由度是指　 　 　 　 　 ；虚约束是指　 　 　 　 　 　 　 　 15.划分机构的杆组时应先按　　　　　 　　的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的　　　　　　　级别确定16.图示为一机构的初拟设计方案试：(1〕计算其自由度，分析其设计是否合理？如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明2)如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示 题16图 题17图17.在图示机构中，若以构件1为主动件，试：(1)计算自由度，说明是否有确定运动。

2)如要使构件6有确定运动，并作连续转动，则可如何修改？说明修改的要点，并用简图表示18.计算图示机构的自由度，将高副用低副代替，并选择原动件19.试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度对图示机构作出仅含低副的替代机构，进行结构分析并确定机构的级别 题19图 题20图20.画出图示机构的运动简图21. 画出图示机构简图，并计算该机构的自由 度构件3为在机器的导轨中作滑移的整体构件，构件2在构件3的导轨中滑移，圆盘1的固定轴位于偏心处 题21图 题22图22.对图示机构进行高副低代，并作结构分析，确定机构级别点为在图示位置时，凸轮廓线在接触点处的曲率中心第3章 平面机构的运动分析1.图示机构中尺寸已知(μL=0.05m/mm，机构1沿构件4作纯滚动，其上S点的速度为vS(μV=0.6m/S/mm)1)在图上作出所有瞬心； (2)用瞬心法求出K点的速度vK题1图 题2图2.画出图示机构的指定瞬心。

1)全部瞬心2)瞬心P24，P263.在机构图示位置时(AB⊥BC)有无哥氏加速度akC2C3？为什么？ 题3图 题4图4.图示机构中已知ω1=100rad/s， α1=0，试分析ω3及α3为多大5.图示机构有无哥氏加速度akB2B3？为什么？题5图 题6图 题8图6.图示为曲柄导杆机构，滑块2在导杆3(CD)中作相对滑动，AB为曲柄当在图示位置时，即曲柄AB (构件1)和导杆CD (构件3)重合时，有无哥氏加速度akB2B3？为什么？7.什么叫机构运动线图？8.已知六杆机构各构件的尺寸、位置及原动件的角速度ω1常数，欲求ω5，α5如采用相对运动图解法时，此题的解题顺序应如何？9.图示机构的运动简图取长度比例尺μL=0.004m/mm，其中lAB=0.06m，lBD=0.26m，lAC=0.16m，构件1以ω1=20rad/s等角速度顺时针方向转动，试用相对运动图解法求图示位置：(1) ω2，ω3，ω4和ω5的大小和方向；(2) α2，α3，α4和α5的大小和方向；(3)在机构运动简图上标注出构件2上速度为零的点I2，在加速度多边形图上标注出构件2上点I2的加速度矢量πi2，并算出点I2的加速度a12的大小。

在画速度图及加速度图时的比例尺分别为：μv=0.02m/s/mm，μa=0.5m/s2/mm要列出相应的矢量方程式和计算关系式)题9图 题10图10.试按给定的机构运动简图绘制速度多边形、加速度多边形已知：ω1=10rad/s，LAB=100mm，lBM=lCM=lMD=200mm，μL=0.01m/mm试求：(1)ω2， ω4，α2， α4大小和方向； (2)v5，a5大小和方向第4章 平面机构的力分析 第五章 机械的效率和自锁1.举出在工程实际中驱动力的一个例子2.举出在工程实际中生产阻力的一个例子3.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，两构件将各呈何种相对运动状态？4.图示轴颈1在轴承2中沿ω方向转动，Q为驱动力，ρ为摩擦圆半径1)试判断图A、B、C中哪个图的总反力R21是正确的？(2)针对正确图形，说明轴颈是匀速、加速、减速运动还是自锁？题4图 题5图5.图a、b给出运转着轴颈受力的两种情况，Q为外力，ρ为摩擦圆半径。

试画出轴承对轴颈的总反力R21，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)6.若机器的输出功为Ar，损耗功为Af，试写出用Ar，Af表达的机器输入功Ad，并给出机器效率η的公式7.何谓机械自锁？举出两种工程中利用机械自锁完成工作要求的实例8.图示滑块1受到驱动力P的作用，移动副间的摩擦系数为f试：(1)在图上标出压力角α；(2)写出自锁条件 题8图 题11图9.具有自锁性的蜗杆蜗轮传动，工作时应以哪个构件为主动件？自锁的几何条件是什么？10.具有自锁性的机构其正、反行程的机械效率是否相等？为什么？11.图示铰链四杆机构，在铰链B，C处的细线大圆为该处之摩擦圆Md为驱动力矩，Q为生产阻力试画出在图示位置时，连杆2所受力的作用线及方向12.在图示的曲柄滑块机构中，细线小圆表示转动副处的摩擦圆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 题12图 题13图13.图示杠杆起重机构中，A，B，C处的细实线圆为摩擦圆，驱动力P作用于杆1上以提起重物Q。

试求：(1)用图解法求驱动力P (由力多边形表示)2)写出瞬时机械效率η计算式第6章 机械的平衡1.为什么说经过静平衡的转子不一定是动平衡的，而经过动平衡的转子必定是静平衡的？2.举出工程中需满足静平衡条件的转子的两个实例，需满足动平衡条件的转子的三个实例3.何谓转子的静平衡及动平衡？对于任何不平衡转子，采用在转子上加平衡质量使其达到静平衡的方法是否对改善支承反力总是有利的？为什么？4.图示刚性转子是否符合动平衡条件，为什么？ 题4图 题5图5.在图示曲轴上，四个曲拐位于同一平面内，若质径积m1r1=m2r2=m3r3=m4r4，l1=l3≠l2，试判断该曲轴是否符合动平衡条件？为什么？6.图示盘状转子上有两个不平衡质量：m1=1，5kg，m2=0.8kg，r1=140mm，r2=180mm，相位如图现用去重法来平衡，求所需挖去的质量的大小和相位(设挖去 质量处的半径r=140mm) 题6图 题7图 题8图7.如图所示一单缸卧式煤气机，在曲柄轴的两端装有两个飞轮A和B。

已知曲柄半径R=250mm及换算到曲柄销S的不平衡质量为50kg欲在两飞轮上各装一平衡质量mA，mB，其回转半径r=600mm， 试求mA，mB的大小和位置8.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m1=1kg，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rb’， 并求出钻去材料的质量mb第7章 机械的运转和速度波动的调节1.试述机器运转过程中产生周期性速度波动及非周期性速度波动的原因，以及它们各自的调节方法2.分别写出机器在起动阶段、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3.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？4.何谓机器运转的周期性速度波动及非周期性速度波动？两者的性质有何不同？各用什么方法加以调节？5.机器等效动力学模型中，等效质量的等效条件是什么？试写出求等效质量的一般表达式不知道机构的真实的运动，能否求得其等效质量？为什么？6.机器等效动力学模型中，等效力的等效条件是什么？试写出求等效力的一般表达式。

不知道机器的真实运动，能否求出等效力？为什么？7.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ω1又设该机构上作用有常量外力(矩)M1，R3，F2试：(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？ 题7图 题8图8.图示车床主轴箱系统中，带轮半径R0=40mm，R1=120mm，各齿轮齿数为z1=z2’=20，z2=z3=40，各轮转动惯量为J1’=J2’=0.01kgm2，J2=J3=0.04kgm2，J0=0.02kgm2，J1=0.08kgm2，作用在主轴Ⅲ上的阻力矩M3=60Nm当取轴Ⅰ为等效构件时，试求机构的等效转动惯量J和阻力矩的等效力矩Mr9.如图所示，AB为一机器的主轴，在机器稳定运转时，一个运动循环对应的转角φd=2π，等效驱动力矩Md以及转化转动惯量J均为常数，等效阻力矩Mr的变化如图b所示试求：(1) Md的大小2)当主轴由φ0=0转至φ1=7π/8时，Md与Mr所作的盈亏功(剩余功)W=?(3)若ω0=20rad/s，J=0。