第七版機(jī)械原理復(fù)習(xí)題總匯.doc

第七版機(jī)械原理復(fù)習(xí)題第2章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一、填空題1.組成機(jī)構(gòu)的要素是構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副；構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)單元體。2.具有若干個(gè)構(gòu)件的入為組合體、各構(gòu)件間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、完成有用功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換等三個(gè)特征的構(gòu)件組合體稱為機(jī)器。3.機(jī)器是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部分、工作機(jī)所組成的。4.機(jī)器和機(jī)構(gòu)的主要區(qū)別在于是否完成有用機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。5.從機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)來看，任何機(jī)構(gòu)是由機(jī)架，桿組，原動(dòng)件三部分組成。6.運(yùn)動(dòng)副元素是指構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的點(diǎn)、面、線。7.構(gòu)件的自由度是指構(gòu)件具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目; 機(jī)構(gòu)的自由度是指機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目。8.兩構(gòu)件之間以線接觸所組成的平面運(yùn)動(dòng)副稱為高副，它產(chǎn)生一個(gè)約束，而保留了兩個(gè)自由度。9.機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副是指兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。10.機(jī)構(gòu)具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)條件是原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度。11.在平面機(jī)構(gòu)中若引入一個(gè)高副將引入1個(gè)約束，而引入一個(gè)低副將引入2個(gè)約束，構(gòu)件數(shù)、約束數(shù)與機(jī)構(gòu)自由度的關(guān)系是F=3n-2pl-ph。12.平面運(yùn)動(dòng)副的最大約束數(shù)為2，最小約束數(shù)為1。13.當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副后，仍需保證能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故在平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)運(yùn)動(dòng)副引入的約束至多為2，至少為1。14.計(jì)算機(jī)機(jī)構(gòu)自由度的目的是判斷該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的可能性（能否運(yùn)動(dòng)及在什么條件下才具有確定的運(yùn)動(dòng)，即確定應(yīng)具有的原動(dòng)件數(shù)。15.在平面機(jī)構(gòu)中，具有兩個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副是低副，具有一個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副是高副。16.計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的公式為，應(yīng)用此公式時(shí)應(yīng)注意判斷：(A) 復(fù)合鉸鏈，(B) 局部自由度，(C)虛約束。17.機(jī)構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈?zhǔn)侵赣扇齻€(gè)或三個(gè)以上構(gòu)件組成同一回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副；局部自由度是指不影響輸入與輸出件運(yùn)動(dòng)關(guān)系的自由度；虛約束是指在特定的幾何條件下，機(jī)構(gòu)中不能起獨(dú)立限制運(yùn)動(dòng)作用的約束。18.劃分機(jī)構(gòu)桿組時(shí)應(yīng)先按低的桿組級(jí)別考慮，機(jī)構(gòu)級(jí)別按桿組中的最高級(jí)別確定。19.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖是用簡(jiǎn)單的線條和規(guī)定的符號(hào)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定比例繪制各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，因而能說明機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形。20.在圖示平面運(yùn)動(dòng)鏈中，若構(gòu)件1為機(jī)架，構(gòu)件5為原動(dòng)件，則成為級(jí)機(jī)構(gòu)；若以構(gòu)件2為機(jī)架，3為原動(dòng)件，則成為級(jí)機(jī)構(gòu)；若以構(gòu)件4為機(jī)架，5為原動(dòng)件，則成為級(jí)機(jī)構(gòu)。二、判斷題1.機(jī)器中獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元體，稱為零件。 (N )2.具有局部自由度和虛約束的機(jī)構(gòu)，在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先除去局部自由度和虛約束。Y 3.機(jī)構(gòu)中的虛約束，如果制造、安裝精度不夠時(shí)，會(huì)成為真約束。 ( Y )4.任何具有確定運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，除機(jī)架、原動(dòng)件及其相連的運(yùn)動(dòng)副以外的從動(dòng)件系統(tǒng)的自由度都等于零。 Y 5.六個(gè)構(gòu)件組成同一回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副，則該處共有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。 ( N )6.當(dāng)機(jī)構(gòu)的自由度0，且等于原動(dòng)件數(shù)，則該機(jī)構(gòu)即具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。( Y )7.運(yùn)動(dòng)鏈要成為機(jī)構(gòu)，必須使運(yùn)動(dòng)鏈中原動(dòng)件數(shù)目大于或等于自由度。 ( N )8.在平面機(jī)構(gòu)中一個(gè)高副引入二個(gè)約束。 ( N)9.平面機(jī)構(gòu)高副低代的條件是代替機(jī)構(gòu)與原機(jī)構(gòu)的自由度、瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度必需完全相同。 Y 10.任何具有確定運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)都是由機(jī)架加原動(dòng)件再加自由度為零的桿組組成(Y)三、選擇題1.一種相同的機(jī)構(gòu)組成不同的機(jī)器。A (A)可以； (B)不能2.機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件是由一個(gè)或多個(gè)零件所組成，這些零件間產(chǎn)生任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)。B(A)可以； (B)不能3.有兩個(gè)平面機(jī)構(gòu)的自由度都等于1，現(xiàn)用一個(gè)帶有兩鉸鏈的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件將它們串成一個(gè)平面機(jī)構(gòu)，則其自由度等于B。 (A)0; (B)1; (C)24.原動(dòng)件的自由度應(yīng)為B。 (A)-1; (B)+1; (C)05.基本桿組的自由度應(yīng)為C。 (A); (B)+1; (C)。6.高副低代中的虛擬構(gòu)件及其運(yùn)動(dòng)副的自由度應(yīng)為A。(A); (B)+1; (C)0; (D)6。7.在機(jī)構(gòu)中原動(dòng)件數(shù)目B機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。(A)小于 (B)等于 (C)大于。8.計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，若計(jì)入虛約束，則機(jī)構(gòu)自由度就會(huì)B (A)增多(B)減少 (C)不變。9.構(gòu)件運(yùn)動(dòng)確定的條件是C。(A)自由度大于1； (B)自由度大于零； (C)自由度等于原動(dòng)件數(shù)。10.圖示4個(gè)分圖中，圖C所示構(gòu)件系統(tǒng)是不能運(yùn)動(dòng)的。11.漸開線齒輪機(jī)構(gòu)的高副低代機(jī)構(gòu)是一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，在齒輪傳動(dòng)過程中，該四桿機(jī)構(gòu)的D。(A)兩連架桿的長(zhǎng)度是變化的； (B)連桿長(zhǎng)度是變化的(C)所有桿件的長(zhǎng)度均變化； (D)所有桿件的長(zhǎng)度均不變。12某齒輪機(jī)構(gòu)，主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向已在圖A標(biāo)出。用代副替低后的機(jī)構(gòu)是圖C所示的機(jī)構(gòu)。四、問答題1.構(gòu)件與零件的含義是否相同？試簡(jiǎn)述之。不相同。構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元體，而零件則是制造的單元體。2.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖與機(jī)構(gòu)示意圖有何不同？試簡(jiǎn)述之。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖是用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定比例來繪制各運(yùn)動(dòng)副之間相對(duì)位置，因而能準(zhǔn)確說明機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形。機(jī)構(gòu)示意圖雖然也是用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)來代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，但不要求嚴(yán)格地按比例來繪制各運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置，而只是為了表明機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)狀況的簡(jiǎn)單圖形。五、計(jì)算題1.圖示為一機(jī)構(gòu)的初擬設(shè)計(jì)方案。試：（1計(jì)算其自由度，分析其設(shè)計(jì)是否合理？如有復(fù)合鉸鏈，局部自由度和虛約束需說明。（2如此初擬方案不合理，請(qǐng)修改并用簡(jiǎn)圖表示。 (1)處滾子有局部自由度，F(xiàn)或G處為虛約束，去掉局部自由度和虛約束后，n=3，pL=4，pH=1表示不能動(dòng)，設(shè)計(jì)不合理。(2)修改措施:加構(gòu)件HE和轉(zhuǎn)動(dòng)副H，如圖所示，這時(shí)2.在圖示機(jī)構(gòu)中，若以構(gòu)件1為主動(dòng)件，試求：(1)計(jì)算自由度，說明是否有確定運(yùn)動(dòng)。(2)如要使構(gòu)件6有確定運(yùn)動(dòng)，并作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，則可如何修改？說明修改的要點(diǎn)，并用簡(jiǎn)圖表示。(1)滾子5有局部自由度，滾子兩側(cè)高副中有一個(gè)是虛約束，去掉故今只有構(gòu)件1一個(gè)主動(dòng)件，運(yùn)動(dòng)不確定。(2)作兩點(diǎn)修改：a)把ABCDE五桿機(jī)構(gòu)改為下圖所示的四桿機(jī)構(gòu)。b)C點(diǎn)的軌跡應(yīng)圍F點(diǎn)，才能使構(gòu)件6作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。3.初擬機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案如圖所示。欲將構(gòu)件1的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?gòu)件4的往復(fù)移動(dòng)，試：(1)計(jì)算其自由度，分析該設(shè)計(jì)方案是否合理？(2)如不合理，可如何改進(jìn)？提出修改措施并用簡(jiǎn)圖表示。(1)E或F為虛約束，去掉后不能動(dòng)，表明設(shè)計(jì)不合理。(2)增加一個(gè)構(gòu)件和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，如下圖所示。六、圖解題1.試畫出圖示高副機(jī)構(gòu)的低副替代機(jī)構(gòu)。2.試畫出圖示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。 3.畫出圖示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 七、計(jì)算題1.計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束，需明確指出。1.解E為復(fù)合鉸鏈。，=5，=1 2.試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，如有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束，需明確指出。解：圖中3.試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并說明需幾個(gè)原動(dòng)件才有確定運(yùn)動(dòng)。解：需兩個(gè)原動(dòng)件。4.計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。5.試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束，必需注明。 A處為復(fù)合鉸鏈。6.試求圖示機(jī)構(gòu)的自由度（如有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束，需指明所在之處）。圖中凸輪為定徑凸輪。虛約束在滾子和E處，應(yīng)去掉滾子C和E，局部自由度在滾子B處。，=5，=1，7.試求圖示機(jī)構(gòu)的自由度。8.試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度（若含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束應(yīng)指出）。C處有局部自由度、復(fù)合鉸鏈。D處為復(fù)合鉸鏈。F，G處有局部自由度。去掉局部自由度后，9.試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。10.試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。11.試計(jì)算圖示運(yùn)動(dòng)鏈的自由度。A、E、F為復(fù)合鉸鏈，故，12.圖示為一平底擺動(dòng)從動(dòng)件盤型凸輪機(jī)構(gòu)，試畫出機(jī)構(gòu)在高副低代后瞬時(shí)替代機(jī)構(gòu)。并計(jì)算代換前和代換后的機(jī)構(gòu)自由度。(1)替代機(jī)構(gòu)如圖示。(2)按原高副機(jī)構(gòu)按低代后機(jī)構(gòu)第3章 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析一、填空題1. 當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件組成移動(dòng)副時(shí)，其瞬心位于垂直于移動(dòng)方向的無窮遠(yuǎn)處處。當(dāng)兩構(gòu)件組成純滾動(dòng)的高副時(shí)，其瞬心就在接觸點(diǎn)。當(dāng)求機(jī)構(gòu)的不互相直接聯(lián)接各構(gòu)件間的瞬心時(shí)，可應(yīng)用三心定理來求。2. 3個(gè)彼此作平面平行運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件間共有3個(gè)速度瞬心，這幾個(gè)瞬心必定位于一條直線上。含有6個(gè)構(gòu)件的平面機(jī)構(gòu)，其速度瞬心共有15個(gè)，其中有5個(gè)是絕對(duì)瞬心，有10個(gè)是相對(duì)瞬心。3. 相對(duì)瞬心與絕對(duì)瞬心的相同點(diǎn)是兩構(gòu)件上的同速點(diǎn)，不同點(diǎn)是；絕對(duì)速度為零及不為零。4. 速度比例尺的定義圖上是單位長(zhǎng)度()所代表的實(shí)際速度值(m/s)，在比例尺單位相同的條件下，它的絕對(duì)值愈大，繪制出的速度多邊形圖形愈小。5. 圖示為六桿機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及速度多邊形，圖中矢量代表; ，桿3角速度的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。6. 機(jī)構(gòu)瞬心的數(shù)目與機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)k的關(guān)系是。7.在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析圖解法中，影像原理只適用于已知同一構(gòu)件上二點(diǎn)速度或加速度求第三點(diǎn)的速度和加速度。8.當(dāng)兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，其速度瞬心在轉(zhuǎn)動(dòng)副中心處；組成移動(dòng)副時(shí)，其速度瞬心在垂直于移動(dòng)導(dǎo)路的無窮遠(yuǎn)處；組成兼有相對(duì)滾動(dòng)和滑動(dòng)的平面高副時(shí)，其速度瞬心在在接觸點(diǎn)處的公法線上。9. 速度瞬心是兩剛體上瞬時(shí)相對(duì)速度_為零的重合點(diǎn)。10.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)共有6個(gè)速度瞬心，其中3個(gè)是絕對(duì)瞬心， 3個(gè)是相對(duì)瞬心。11.作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的3個(gè)構(gòu)件的3個(gè)瞬心必位于一直線上。12.在擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)導(dǎo)桿和滑塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為移動(dòng)，牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩構(gòu)件的重合點(diǎn)之間將有哥氏加速度。哥氏加速度的大小為；方向與將沿轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)的方向一致。二、判斷題1.在圖示機(jī)構(gòu)中，已知及機(jī)構(gòu)尺寸，為求解點(diǎn)的加速度，只要列出一個(gè)矢量方程就可以用圖解法將求出。( N )2. 在討論桿2和桿3上的瞬時(shí)重合點(diǎn)的速度和加速度關(guān)系時(shí)，可以選擇任意點(diǎn)作為瞬時(shí)重合點(diǎn)( Y )3.在同一構(gòu)件上，任意兩點(diǎn)的絕對(duì)加速度間的關(guān)系式中不包含哥氏加速度。( Y )4.在平面機(jī)構(gòu)中，不與機(jī)架直接相連的構(gòu)件上任一點(diǎn)的絕對(duì)速度均不為零。(N )三、選擇題1.圖示連桿機(jī)構(gòu)中滑塊2上點(diǎn)的軌跡應(yīng)是B。(A)直線；(B)圓??；(C)橢圓；(D)復(fù)雜平面曲線。2.在兩構(gòu)件的相對(duì)速度瞬心處，瞬時(shí)重合點(diǎn)間的速度應(yīng)有A。(A)兩點(diǎn)間相對(duì)速度為零，但兩點(diǎn)絕對(duì)速度不等于零；(B)兩點(diǎn)間相對(duì)速度不等于零，但其中一點(diǎn)的絕對(duì)速度等于零；(C)兩點(diǎn)間相對(duì)速度不等于零且兩點(diǎn)的絕對(duì)速度也不等于零； (D)兩點(diǎn)間的相對(duì)速度和絕對(duì)速度都等于零。3. 將機(jī)構(gòu)位置圖按實(shí)際桿長(zhǎng)放大一倍繪制，選用的長(zhǎng)度比例尺應(yīng)是D。(A)0.5mm/mm；(B)2mm/mm； (C)0.2mm/mm；(D)5mm/mm。4. 利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求圖示機(jī)構(gòu)中滑塊2上點(diǎn)的速度的解題過程的恰當(dāng)步驟和利用的矢量方程為：D(A)，利用速度影像法；(B)，；(C)，式中(D)，求出后，再利用。四、問答題1.在圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知連桿長(zhǎng)(為曲柄長(zhǎng)，為導(dǎo)路偏距)，滑塊行程是否等于?為什么？機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來后，滑塊具有慣性，會(huì)沖過中點(diǎn)(即當(dāng)和重合時(shí)的位置)，故滑塊行程為：2. 圖示機(jī)構(gòu)有無哥氏加速度？為什么？無哥氏加速度，因?yàn)?. 什么叫機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線圖？用直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)表示位移、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)與原動(dòng)件角位移或?qū)?yīng)時(shí)間的變化曲線，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線圖，它可以表示機(jī)構(gòu)在一個(gè)循環(huán)過程中運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律。五、圖解題1. 圖示機(jī)構(gòu)中尺寸已知(m/mm)，機(jī)構(gòu)1沿構(gòu)件4作純滾動(dòng)，其上S點(diǎn)的速度為(m/s)/mm)。(1)在圖上作出所有瞬心；(2)用瞬心法求出K點(diǎn)的速度。1. 解：(1)畫出6個(gè)瞬心，如圖。(2)已知，利用絕對(duì)瞬心，與線性分布，求得，將移至B點(diǎn)，；已求得，利用求，與線性分布，得，然后將移至K點(diǎn)，且垂直于，即為所求 圖示長(zhǎng)度=120.6=7.2m/s2. 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知滾輪2與地面作純滾動(dòng)，構(gòu)件3以已知速度向左移動(dòng)，試用瞬心法求滑塊5的速度的大小和方向，以及輪2的角速度的大小和方向。2.解： ，方向?yàn)槟鏁r(shí)針?biāo)笏残娜鐖D ，方向向左 ，方向向左（或，方向向左或?yàn)榍笮枥盟残模?. 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知構(gòu)件1以沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，試用瞬心法求構(gòu)件2的角速度和構(gòu)件4的速度的大小(只需寫出表達(dá)式)及方向。解：求出瞬心、。，方向?yàn)轫槙r(shí)針，方向向下4. 求圖示五桿機(jī)構(gòu)的全部瞬心，已知各桿長(zhǎng)度均相等，且與回轉(zhuǎn)方向相反。解：10個(gè)瞬心各1分 五桿機(jī)構(gòu)瞬心數(shù) 且轉(zhuǎn)向相反，應(yīng)位于與之間，再反復(fù)應(yīng)用三心定理求其它瞬心如下：、得；、得；、得；、得；10個(gè)瞬心詳見圖。5. 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知凸輪1的角速度的大小和方向，試用瞬心法求構(gòu)件3的速度大小及方向。解：（1）求出瞬心。（2）（3）方向向下。6. 已知圖示機(jī)構(gòu)的尺寸及原動(dòng)件1的角速度。（1）標(biāo)出所有瞬心位置；（2）用瞬心法確定M點(diǎn)的速度nM。解：（1）瞬心數(shù)目各瞬心位置如圖所示；（2），方向與同向，逆時(shí)針方向；，方向：，如圖所示。7. 標(biāo)出下列機(jī)構(gòu)中的所有瞬心。8. 在圖示的四桿機(jī)構(gòu)中，mm，mm，mm，。當(dāng)構(gòu)件1以等角速度rad/s逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，用瞬心法求C點(diǎn)的速度。rad/sm/sm/mm9. 在圖示機(jī)構(gòu)中已知凸輪以的角速度順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，試用瞬心法求出從動(dòng)件3的速度（用圖及表達(dá)式表示）。.解：先求10. 畫出圖示機(jī)構(gòu)的全部瞬心。11. 圖示機(jī)構(gòu)中，曲柄AB以逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，通過齒條2與齒輪3嚙合，使輪3繞軸D轉(zhuǎn)動(dòng)。試用瞬心法確定機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)輪3的角速度的大小和方向。（在圖中標(biāo)出瞬心，并用表達(dá)式表示。）解：（1）由三心定理求得，為相對(duì)瞬心；（2），順時(shí)針方向。12. 試求圖示機(jī)構(gòu)的全部瞬心，并說明哪些是絕對(duì)瞬心。解：共有六個(gè)瞬心，如圖所示。絕對(duì)瞬心為。13. 試求圖示機(jī)構(gòu)的全部瞬心，并應(yīng)用瞬心法求構(gòu)件3的移動(dòng)速度的大小和方向。圖中已知數(shù)據(jù)mm，rad/s。解：(1)應(yīng)用三心定理求瞬心如圖所示。(2)m/mm。m/s方向如圖。14. 試求圖示機(jī)構(gòu)的全部瞬心。15. 已知各桿長(zhǎng)度及位置如圖所示，主動(dòng)件1以等角速度運(yùn)動(dòng)，求：（1）、；（2）、（用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法，并列出必要的求解式。）（1），選作速度多邊形，可求得，方向如圖。影像法求出?？汕蟮?，方向如圖。（2)，選作加速度多邊形?？汕蟮?，方向如圖。影像法求出。，為逆時(shí)針方向，方向如圖。，方向如圖。16.圖示機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件尺寸、位置及（為常數(shù)）。試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求構(gòu)件5的角速度及角加速度a5。(比例尺任選。)解：（1）求，任取速度比例尺作速度多邊形。，用速度影像法求得點(diǎn)，逆時(shí)針方向（2）求，其中，任取加速度比例尺作加速度多邊形。其中利用加速度影像法得點(diǎn)，則，順時(shí)針方向。17. 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知各桿尺寸，曲柄以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求、。（要求列出矢量方程式，畫出速度和加速度多邊形。）解：(1)求、，取作速度多邊形，影像法求，影像法求,取中點(diǎn)，逆時(shí)針方向(2)求、，取作加速度多邊形，影像法求（），影像法求，18. 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)各尺寸，且，圖示位置，以及。試畫出機(jī)構(gòu)位置運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；以任意比例尺，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求點(diǎn)的速度和加速度，以及構(gòu)件4的角速度和角加速度。（需寫出求解過程，所求各量只需寫出表達(dá)式并在簡(jiǎn)圖上標(biāo)明方向。）解：(1)機(jī)構(gòu)位置運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖a；(2)B、C兩點(diǎn)在此位置時(shí)速度大小、方向相同，因?yàn)榇藭r(shí)構(gòu)件2作平動(dòng)。，方向與相同,，根據(jù)加速度影像原理得加速度矢量圖如圖b，又，大小 ？ ？方向 ，又大小 ？ ？方向 其中，加速度矢量圖如圖d，,，逆時(shí)針方向19. 在圖示機(jī)構(gòu)中，各桿尺寸已知，1為主動(dòng)件，=常數(shù)。求、。解：（1）速度分析 選作速度多邊形，利用速度影像法求得，順時(shí)針方向（2）加速度分析選作加速度多邊形，利用加速度影像法求得，逆時(shí)針方向20. 已知圖示搖塊機(jī)構(gòu)mm，mm，mm，mm，rad/s(常數(shù))，。試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求：(1)、；(2)、。(1)，mm/s作速度多邊形：rad/s，順時(shí)針方向mm/s，mm/s(2)，逆時(shí)針方向，21. 圖示機(jī)構(gòu)已知各桿尺寸，常數(shù)。試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求構(gòu)件3上點(diǎn)的速度和加速度及構(gòu)件2的、。(寫出矢量式，畫出速度、加速度圖。)解：(1)，逆時(shí)針方向用影像法求，(2)，影像法對(duì)應(yīng)邊成比例。(1)，逆時(shí)針方向用影像法求，(2)，影像法對(duì)應(yīng)邊成比例。22. 圖示直線機(jī)構(gòu)中=20mm，=50mm，=20mm，構(gòu)件的角速度rad/s，求、。解：(1)mm/s=0.02m/s=1mm/s=0.008m/s(2)，得mm/s=0.046m/s(3)，得mm/s=0.04m/s23. 圖示為干草壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，已知rad/s(常數(shù))，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求。23.解：總分10分。m/s圖解的速度多邊形如圖示由此m/s方向：由指向第4章 平面機(jī)構(gòu)的力分析I.填空題1對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析的目的是：(1)確定各運(yùn)動(dòng)副的約束反力；(2)為了使原動(dòng)件按給定規(guī)律運(yùn)動(dòng)而應(yīng)加于機(jī)械中的平衡力(或力矩)。2所謂靜力分析是指不計(jì)入慣性力的一種力分析方法，它一般適用于低速機(jī)械或?qū)Ω咚贆C(jī)械進(jìn)行輔助計(jì)算情況。3所謂動(dòng)態(tài)靜力分析是指將慣性力視為外力加到構(gòu)件上進(jìn)行靜力平衡計(jì)算的一種力分析方法，它一般適用于高速機(jī)械情況。4繞通過質(zhì)心并垂直于運(yùn)動(dòng)平面的軸線作等速轉(zhuǎn)動(dòng)的平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，其慣性力0，在運(yùn)動(dòng)平面中的慣性力偶矩=0。5在滑動(dòng)摩擦系數(shù)相同條件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是前者的當(dāng)量摩擦系數(shù)v大于后者的摩擦系數(shù)。前者接觸面的正壓力的數(shù)值和大于后者。6機(jī)械中三角帶傳動(dòng)比平型帶傳動(dòng)用得更為廣泛,從摩擦角度來看,其主要原因是三角帶屬槽面摩擦性質(zhì)，當(dāng)量摩擦系數(shù)較平面摩擦系數(shù)大，故傳力大。7設(shè)機(jī)器中的實(shí)際驅(qū)動(dòng)力為，在同樣的工作阻力和不考慮摩擦?xí)r的理想驅(qū)動(dòng)力為，則機(jī)器效率的計(jì)算式是。8設(shè)機(jī)器中的實(shí)際生產(chǎn)阻力為，在同樣的驅(qū)動(dòng)力作用下不考慮摩擦?xí)r能克服的理想生產(chǎn)阻力為,則機(jī)器效率的計(jì)算式是。9在認(rèn)為摩擦力達(dá)極限值條件下計(jì)算出機(jī)構(gòu)效率后，則從這種效率觀點(diǎn)考慮，機(jī)器發(fā)生自鎖的條件是。10設(shè)螺紋的升角為，接觸面的當(dāng)量摩擦系數(shù)為，則螺旋副自鎖的條件是。II.選擇題1在機(jī)械中阻力與其作用點(diǎn)速度方向D。A).相同; B).一定相反; C).成銳角; D).相反或成鈍角。2在機(jī)械中驅(qū)動(dòng)力與其作用點(diǎn)的速度方向C。A一定同向； B可成任意角度； C相同或成銳角； D成鈍角。3在車床刀架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)使與刀架固聯(lián)的螺母作移動(dòng)，則絲杠與螺母之間的摩擦力矩屬于C。A)驅(qū)動(dòng)力； B)生產(chǎn)阻力； C)有害阻力； D)慣性力。4風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的葉輪受到流動(dòng)空氣的作用力，此力在機(jī)械中屬于A。A)驅(qū)動(dòng)力； B)生產(chǎn)阻力； C)有害阻力； D)慣性力。5在空氣壓縮機(jī)工作過程中，氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞受到壓縮空氣的壓力，此壓力屬于B。A)驅(qū)動(dòng)力； B)生產(chǎn)阻力； C)有害阻力； D)慣性力。6在外圓磨床中，砂輪磨削工件時(shí)它們之間的磨削力是屬于C。A)驅(qū)動(dòng)力； B)有害阻力； C)生產(chǎn)阻力； D)慣性力。7在帶傳動(dòng)中，三角膠帶作用于從動(dòng)帶輪上的摩擦力是屬于A。A)驅(qū)動(dòng)力； B)有害阻力； C)生產(chǎn)阻力； D)慣性力。8在機(jī)械中，因構(gòu)件作變速運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的慣性力D。A)一定是驅(qū)動(dòng)力； B)一定是阻力；C)在原動(dòng)機(jī)中是驅(qū)動(dòng)力，在工作機(jī)中是阻力； D)無論在什么機(jī)器中，它都有時(shí)是驅(qū)動(dòng)力，有時(shí)是阻力。9考慮摩擦的轉(zhuǎn)動(dòng)副，不論軸頸在加速、等速、減速不同狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，其總反力的作用線C切于摩擦圓。 A)都不可能； B)不全是； C)一定都。10三角螺紋的摩擦C矩形螺紋的摩擦，因此，前者多用于E。A)小于； B)等于； C)大于； D)傳動(dòng)； E)緊固聯(lián)接。11構(gòu)件1、2間的平面摩擦的總反力的方向與構(gòu)件2對(duì)構(gòu)件1的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向所成角度恒為C。A)0o; B)90o; C)鈍角； D)銳角。12圖示平面接觸移動(dòng)副，為法向作用力，滑塊在力作用下沿方向運(yùn)動(dòng)，則固定件給滑塊的總反力應(yīng)是圖中A所示的作用線和方向。13圖示槽面接觸的移動(dòng)副，若滑動(dòng)摩擦系數(shù)為，則其當(dāng)量摩擦系數(shù)B。14圖示軸頸1與軸承2組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，細(xì)實(shí)線的圓為摩擦圓，運(yùn)動(dòng)著的軸頸1受著外力(驅(qū)動(dòng)力)的作用，則軸頸1應(yīng)作A運(yùn)動(dòng)。A)等速；B)加速；C)減速。15圖示軸頸1與軸承2組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，細(xì)實(shí)線的圓為摩擦圓，運(yùn)動(dòng)著的軸頸1受到外力（驅(qū)動(dòng)力)的作用，則軸頸1應(yīng)作C運(yùn)動(dòng)。A)等速；B)加速；C)減速。16軸頸1與軸承2組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，細(xì)實(shí)線的圓為摩擦圓，軸頸1受到外力(驅(qū)動(dòng)力)的作用，則軸頸1應(yīng)作B運(yùn)動(dòng)。A)等速；B)加速；C)減速。17圖示正在轉(zhuǎn)動(dòng)的軸頸1與軸承2組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。為外力(驅(qū)動(dòng)力)，摩擦圓的半徑為。則全反力應(yīng)在位置C。1)A；2)B；3)C；4)D；5)E。18圖示軸頸1在驅(qū)動(dòng)力矩作用下加速運(yùn)轉(zhuǎn)，為載荷，則軸頸所受全反力應(yīng)是圖中所示的D。1)A；2)B；3)C；4)D；5)E。19根據(jù)機(jī)械效率h，判別機(jī)械自鎖的條件是C。A); B)0; B)為驅(qū)動(dòng)力，; C)為阻力，D)為阻力，。21在由若干機(jī)器并聯(lián)構(gòu)成的機(jī)組中，若這些機(jī)器的單機(jī)效率均不相同，其中最高效率和最低效率分別為hmax和hmin，則機(jī)組的總效率必有如下關(guān)系： D。A)； B) C);D)。22在由若干機(jī)器并聯(lián)構(gòu)成的機(jī)組中，若這些機(jī)器中單機(jī)效率相等均為，則機(jī)組的總效率必有如下關(guān)系：C。A)B) C) D)(為單機(jī)臺(tái)數(shù))。23在由若干機(jī)器串聯(lián)構(gòu)成的機(jī)組中，若這些機(jī)器的單機(jī)效率均不相同，其中最高效率和最低效率分別為和，則機(jī)組的總效率必有如下關(guān)系：A。A)B) C)D)。24反行程自鎖的機(jī)構(gòu)，其正行程效率C，反行程效率D。A)B) C)D)25自鎖機(jī)構(gòu)一般是指B的機(jī)構(gòu)。A)正行程自鎖；B)反行程自鎖；C)正反行程都自鎖。26在其他條件相同的情況下，矩形螺紋的螺旋與三角螺紋的螺旋相比，前者CA)效率較高，自鎖性也較好；B)效率較低，但自鎖性較好；C)效率較高，但自鎖性較差；D)效率較低，自鎖性也較差。III.問答題1以轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接的兩構(gòu)件，當(dāng)外力(驅(qū)動(dòng)力)分別作用在摩擦圓之內(nèi)、之外，或與該摩擦圓相切時(shí)，兩構(gòu)件將各呈何種相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？答：1)當(dāng)外力作用于摩擦圓內(nèi)時(shí)，原來靜止仍靜止；原來運(yùn)動(dòng)則做減速相對(duì)運(yùn)動(dòng)；2)當(dāng)外力作用于摩擦圓外時(shí)，作相對(duì)加速運(yùn)動(dòng)；3)當(dāng)外力切于摩擦圓，原來靜止仍靜止，原來運(yùn)動(dòng)則作等速運(yùn)動(dòng)。2圖示軸頸1在軸承2中沿方向轉(zhuǎn)動(dòng)，為驅(qū)動(dòng)力，為摩擦圓半徑。(1)試判斷圖A、B、C中哪個(gè)圖的總反力是正確的？(2)針對(duì)正確圖形，說明軸頸是勻速、加速、減速運(yùn)動(dòng)還是自鎖？(1)圖A正確； (2)加速運(yùn)動(dòng)3圖示徑向軸承，細(xì)線表示摩擦圓，初始狀態(tài)靜止不動(dòng)。(1)在力作用下，兩圖中軸頸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將是怎樣的(靜止、減速、等速、加速)？ (2)在兩圖上畫出軸承對(duì)軸頸的反力。 (1)圖a：靜止；(2)圖b：加速。4若機(jī)器的輸出功為，損耗功為，試寫出用，表達(dá)的機(jī)器輸入功，并給出機(jī)器效率的公式。答(1)(2)或5圖示為由A、B、C、D四臺(tái)機(jī)器組成的機(jī)械系統(tǒng)，設(shè)各單機(jī)效率分別為、，機(jī)器B、D的輸出功率分別為和。(1)試問該機(jī)械系統(tǒng)是屬串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián)方式？(2)寫出該系統(tǒng)應(yīng)輸入總功率的計(jì)算式?？偡郑?分(1)混聯(lián)方式。(1)2分(2)(2)3分6圖示為由機(jī)械A(chǔ)、B、C組成的機(jī)械系統(tǒng)，它們的效率分別為、，輸出功率分別為、。(1)試問該機(jī)械系統(tǒng)是屬于串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián)系統(tǒng)？(2)寫出該系統(tǒng)應(yīng)輸入總功率N的計(jì)算式。(1)屬于并聯(lián)系統(tǒng)。(2)7何謂機(jī)械自鎖？舉出兩種工程中利用機(jī)械自鎖完成工作要求的實(shí)例。(1)不論驅(qū)動(dòng)力為多大，始終克服不了相應(yīng)的有害阻力，不論機(jī)器原來運(yùn)動(dòng)情況如何，最終必處于靜止?fàn)顟B(tài)。它可以，或驅(qū)動(dòng)力恒小于有害阻力等方式來描述。(2)每舉一個(gè)實(shí)例并屬正確的得1分。8圖示滑塊1受到驅(qū)動(dòng)力的作用，移動(dòng)副間的摩擦系數(shù)為。試：(1)在圖上標(biāo)出壓力角；(2)寫出自鎖條件。(1)壓力角標(biāo)注見圖。(2)自鎖條件：。9具有自鎖性的蝸桿蝸輪傳動(dòng)，工作時(shí)應(yīng)以哪個(gè)構(gòu)件為主動(dòng)件？自鎖的幾何條件是什么？工作時(shí)應(yīng)以蝸桿為主動(dòng) 自鎖幾何條件是蝸桿升角當(dāng)量摩擦角。10具有自鎖性的機(jī)構(gòu)其正、反行程的機(jī)械效率是否相等？為什么？(1)不相等。(2)因?yàn)榫哂凶枣i性機(jī)械反行程的效率，而正行程的機(jī)械效率h 恒大于零。11圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，在鉸鏈B、C處的細(xì)線大圓為該處之摩擦圓。為驅(qū)動(dòng)力矩，為生產(chǎn)阻力。試畫出在圖示位置時(shí)，連桿2所受力的作用線及方向。12圖示機(jī)構(gòu)中，各摩擦面間的摩擦角均為，為生產(chǎn)阻力，為驅(qū)動(dòng)力。試在圖中畫出各運(yùn)動(dòng)副的總反力：、(包括作用線位置與指向)。IV.圖解題1重量的滑塊1，在傾角的力作用下沿水平面作等速運(yùn)動(dòng)，若接觸面的摩擦系數(shù)，試用圖解法求驅(qū)動(dòng)力。 (1)(2)作出(3)列矢量方程：，畫力三角形解得：P=12N。2在圖示雙滑塊機(jī)構(gòu)中，轉(zhuǎn)動(dòng)副A與B處的細(xì)線小圓表示摩擦圓，在滑塊1上加力驅(qū)動(dòng)滑塊3向上運(yùn)動(dòng)。試在圖上畫出構(gòu)件2所受作用力的作用線。3在圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，細(xì)線小圓表示轉(zhuǎn)動(dòng)副處的摩擦圓。試在圖上畫出圖示瞬時(shí)作用在連桿BC上的運(yùn)動(dòng)副總反力的方向。4圖示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，曲柄1為原動(dòng)件，各鉸鏈處所畫大圓為摩擦圓。已知搖桿3上的阻力矩Nm。試確定：(1)不考慮各鉸鏈中的摩擦?xí)r，需加的驅(qū)動(dòng)力矩；(2)考慮摩擦?xí)r的驅(qū)動(dòng)力矩;(3)機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)機(jī)械效率h。(1)不考慮摩擦情況N，Nm(2)考慮摩擦情況NNm(3)效率5圖示機(jī)構(gòu)。為驅(qū)動(dòng)力，為阻力，A處細(xì)實(shí)線圓為摩擦圓，移動(dòng)副摩擦角為。試在圖上直接畫出構(gòu)件2上各副總反力、的作用線與方向。6圖示杠桿機(jī)構(gòu)。A、B處細(xì)線圓為摩擦圓。試用圖解法畫出在驅(qū)動(dòng)力作用下提起重物時(shí)，約束總反力、的作用線。方程式7在圖示鉸鏈機(jī)構(gòu)中，鉸鏈處各細(xì)線圓為摩擦圓，為驅(qū)動(dòng)力矩，為生產(chǎn)阻力。在圖上畫出下列約束反力的方向與作用位置：、。8圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知r為生產(chǎn)阻力，驅(qū)動(dòng)力d的方向如圖，A、B、C、D處的細(xì)線圓為摩擦圓。試在機(jī)構(gòu)圖上畫出各運(yùn)動(dòng)副的總反力(位置及指向)：、9在圖示機(jī)構(gòu)中構(gòu)件1為主動(dòng)件，細(xì)線大圓為轉(zhuǎn)動(dòng)副中的摩擦圓，移動(dòng)副中的摩擦角，為生產(chǎn)阻力。(1)試在圖上畫出各運(yùn)動(dòng)副處的反力；(2)求出應(yīng)加于構(gòu)件1上的平衡力矩(寫出其計(jì)算式并說明其方向)。(1)(2)，轉(zhuǎn)向同w1。10圖示為偏心圓凸輪杠桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，轉(zhuǎn)動(dòng)副的摩擦圓半徑=5mm，滑動(dòng)副處摩擦角=15。試用圖解法求在圖示位置時(shí)，為提起Q=150N的重物所應(yīng)加于凸輪1上的平衡力矩M1(方向、大小)。(1)作出各反力的作用線如圖a=1mm/mm,=5N/mm(1)6分(2)矢量方程：+=0作出力三角形如圖b (3)平衡力矩：M1=R12h=375221=4070Nmm=4.07Nm11圖示六桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。已知機(jī)構(gòu)尺寸及作用在滑塊上的生產(chǎn)阻力。在不計(jì)摩擦情況下試用靜力分析圖解法作:1)在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖上畫出各運(yùn)動(dòng)副反力作用線及指向；2)寫出構(gòu)件5、3的力矢量平衡方程式，并畫出力矢量多邊形；3)寫出加于原動(dòng)件1上平衡力矩Mb的計(jì)算式。解 (1)畫出各運(yùn)動(dòng)副反力作用線及指向如圖(2)構(gòu)件5：構(gòu)件3：作出力多邊形(3)平衡力矩：12圖示為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其加速度多邊形，已知構(gòu)件2慣性力系向重心S簡(jiǎn)化的慣性力為10N，慣性力矩為100，試在圖上畫出構(gòu)件2總慣性力的方向及其作用線位置。(1)由加速度多邊形知由指向，故構(gòu)件2的角加速度為逆時(shí)針方向，慣性力矩MI2為順時(shí)針方向?？倯T性力應(yīng)偏移距離:mm(2)作出PI2平衡于，方向相反，距S點(diǎn)10mm，如圖V.計(jì)算題1圖中所示用螺釘將繩索壓緊在卷揚(yáng)機(jī)鼓輪壁上，已知沿繩的軸向力P=1000N，楔塊與繩間的摩擦系數(shù)，楔形角。試確定壓緊力的大小。(1)所以(2)又(3)所以N2已知滑桿端點(diǎn)A作用有驅(qū)動(dòng)力，夾角為，,摩擦系數(shù)為,桿重力忽略不計(jì)。求：(1)力拉動(dòng)滑桿時(shí)的效率。(2)力能拉動(dòng)滑桿時(shí)最大值不能大于多少？(1)作出各反力作用線如圖。 (2)，得 ,(3)(其中等于是有條件的) ,VI.證明題1螺旋傳動(dòng)中，已知螺桿平均半徑，螺距P，線數(shù)，摩擦系數(shù)。試推導(dǎo)螺旋傳動(dòng)正行程效率的計(jì)算公式。螺旋傳動(dòng)正行程相當(dāng)于斜面機(jī)構(gòu)中滑塊在力作用下克服載荷上升的情況。(1)作出全反力的作用線與方向畫出力三角形寫出力關(guān)系式P=Qtg(2)寫出效率計(jì)算式tgtg (3)式中arctgf arctg2圖示為斜面機(jī)構(gòu)。試證明當(dāng)反行程自鎖時(shí)，正行程的機(jī)械效率小于等于%。(注：三角公式=)(1)分析正行程的效率(a)寫出力關(guān)系式(b)寫出效率計(jì)算式(2)分析反行程的效率(a)寫出力關(guān)系式(b)寫出效率計(jì)算式(3)證明：(5分)按已知條件：,正行程效率由三角公式得,當(dāng)，最高效率,證畢。第6章 機(jī)械平衡I.填空題1研究機(jī)械平衡的目的是部分或完全消除構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩，減少或消除在機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副中所引起的附加動(dòng)壓力，減輕有害的機(jī)械振動(dòng)，改善機(jī)械工作性能和延長(zhǎng)使用壽命。2回轉(zhuǎn)構(gòu)件的直徑D和軸向?qū)挾萣之比符合小于等于5 條件或有重要作用的回轉(zhuǎn) 構(gòu)件，必須滿足動(dòng)平衡條件方能平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)。如不平衡，必須至少在二個(gè)校正 平面上各自適當(dāng)?shù)丶由匣蛉コ胶赓|(zhì)量，方能獲得平衡。3只使剛性轉(zhuǎn)子的慣性力得到平衡稱靜平衡，此時(shí)只需在一個(gè)平衡平面中增減平衡質(zhì)量；使慣性力和慣性力偶矩同時(shí)達(dá)到平衡稱動(dòng)平衡，此時(shí)至少 要在二個(gè)選定的平衡平面中增減平衡質(zhì)量，方能解決轉(zhuǎn)子的不平衡問題。4剛性轉(zhuǎn)子靜平衡的力學(xué)條件是質(zhì)徑積的向量和等于零 ，而動(dòng)平衡的力學(xué)條件是質(zhì)徑積向量和等于零，離心力引起的合力矩等于零。5符合靜平衡條件的回轉(zhuǎn)構(gòu)件，其質(zhì)心位置在回轉(zhuǎn)軸線上。靜不平衡的回轉(zhuǎn)構(gòu)件，由于重力矩的作用，必定在質(zhì)心在最低處位置靜止，由此可確定應(yīng) 加 上或去除平衡質(zhì)量的方向。6當(dāng)回轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速較低，不超過(0.60.7)第一階臨界轉(zhuǎn)速范圍，回轉(zhuǎn)構(gòu)件可以看作剛性物體，這類平衡稱為剛性回轉(zhuǎn)件的平衡。隨著轉(zhuǎn)速上升并超越上述范 圍， 回轉(zhuǎn)構(gòu)件出現(xiàn)明顯變形，這類回轉(zhuǎn)件的平衡問題稱為撓性回轉(zhuǎn)件的平衡。7機(jī)構(gòu)總慣性力在機(jī)架上平衡的條件是機(jī)構(gòu)的總質(zhì)心位置靜止不動(dòng)。8連桿機(jī)構(gòu)總慣性力平衡的條件是機(jī)構(gòu)總質(zhì)心S的位置不變，它可以采用附加平衡質(zhì)量或者附加平衡裝置(采用對(duì)稱機(jī)構(gòu)或非對(duì)稱機(jī)構(gòu))等方法來達(dá)到。9對(duì)于繞固定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件，可以采用重新調(diào)整構(gòu)件上各質(zhì)量的大小和分布的方法使構(gòu)件上所有質(zhì)量的慣性力形成平衡力系，達(dá)到回轉(zhuǎn)構(gòu)件的平衡。若機(jī)構(gòu)中存 在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)或平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件應(yīng)采用重新調(diào)整或分配整個(gè)機(jī)構(gòu)的質(zhì)量分布方法，方能使作用于機(jī)架上的總慣性力得到平衡。II.判斷題1若剛性轉(zhuǎn)子滿足動(dòng)平衡條件，這時(shí)我們可以說該轉(zhuǎn)子也滿足靜平衡條件。 ( Y )2不論剛性回轉(zhuǎn)體上有多少個(gè)平衡質(zhì)量，也不論它們?nèi)绾畏植?，只需要在任意選定兩個(gè) 平面內(nèi)，分別適當(dāng)?shù)丶悠胶赓|(zhì)量即可達(dá)到動(dòng)平衡。( Y ) 3設(shè)計(jì)形體不對(duì)稱的回轉(zhuǎn)構(gòu)件，雖已進(jìn)行精確的平衡計(jì)算，但在制造過程中仍需 安排平衡校正工序。 ( Y )4經(jīng)過動(dòng)平衡校正的剛性轉(zhuǎn)子，任一回轉(zhuǎn)面內(nèi)仍可能存在偏心質(zhì)量。( Y )5通常提到連桿機(jī)構(gòu)慣性力平衡是指使連桿機(jī)構(gòu)與機(jī)架相聯(lián)接的各個(gè)運(yùn)動(dòng)副內(nèi)動(dòng)反力全為零，從而減小或消除機(jī)架的振動(dòng)。 ( N )6作往復(fù)運(yùn)動(dòng)或平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件可以采用附加平衡質(zhì)量的方法使它的慣性力在構(gòu)件內(nèi)部得到平衡。( N )7若機(jī)構(gòu)中存在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)或平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，則不論如何調(diào)整質(zhì)量分布仍不可能消除運(yùn)動(dòng)副中的動(dòng)壓力。( Y )8繞定軸擺動(dòng)且質(zhì)心與擺動(dòng)軸線不重合的構(gòu)件，可在其上加減平衡質(zhì)量來達(dá)到慣性力系平衡的目的。（ Y ）III.選擇題1設(shè)圖示回轉(zhuǎn)體的材料均勻，制造精確，安裝正確，當(dāng)它繞AA軸線回轉(zhuǎn)時(shí)是處于狀態(tài)。DA)靜不平衡 (合慣性力)B)靜平衡 (合慣性力)C)完全不平衡 (合慣性力,合慣性力矩)D)動(dòng)平衡 (合慣性力，合慣性力矩)2圖示一圓柱凸輪。設(shè)該凸輪的材料均勻，制造精確，安裝正確，則當(dāng)它繞AA軸線 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，是處于B狀態(tài)。A)靜不平衡 (合慣性力)B)靜平衡 (合慣性力)C)完全不平衡 (合慣性力,合慣性力矩)D)動(dòng)平衡 (合慣性力,合慣性力矩)3機(jī)械平衡研究的內(nèi)容是CA) 驅(qū)動(dòng)力與阻力間的平衡 B) 各構(gòu)件作用力間的平衡C) 慣性力系間的平衡 D) 輸入功率與輸出功率間的平衡4圖示一變直徑帶輪。設(shè)該帶輪的材料均勻，制造精確，安裝正確，當(dāng)它繞AA軸線回轉(zhuǎn)時(shí)是處于D狀 態(tài)。A) 靜不平衡 (合慣性力)B) 靜平衡 (合慣性力)C) 完全不平衡 (合慣性力，合慣性力矩)D) 動(dòng)平衡(合慣性力，合慣性力矩)5圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(不計(jì)曲柄與連桿的質(zhì)量)。為了平衡滑塊C往復(fù)時(shí)產(chǎn)生的往 復(fù)慣性力，在曲柄AB的延長(zhǎng)線上附加平衡質(zhì)量，當(dāng)合理選擇平衡質(zhì)量質(zhì)徑積的 大小后，可使該曲柄滑塊達(dá)到 D。A) 平衡全部往復(fù)慣性力，在其他方向也不引起附加慣性力。B) 平衡全部往復(fù)慣性力，在鉛垂方向引起附加慣性力。C)平衡滑塊第一級(jí)慣性力，在其他方向也不引起附加慣性力。D)平衡滑塊第一級(jí)慣性力的全部或部分，在鉛垂方向引起附加慣性力。IV.問答題1為什么說經(jīng)過靜平衡的轉(zhuǎn)子不一定是動(dòng)平衡的，而經(jīng)過動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子必定是靜平衡的？靜平衡僅需滿足條件,而動(dòng)平衡條件需滿足和。2何謂轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡？對(duì)于任何不平衡轉(zhuǎn)子，采用在轉(zhuǎn)子上加平衡質(zhì)量使其達(dá)到靜平衡的方法是否對(duì)改善支承反力總是有利的？為什么？只對(duì)轉(zhuǎn)子的離心慣性力平衡稱為靜平衡，而既對(duì)離心慣性力平衡又對(duì)其產(chǎn)生的離心慣 性 力矩平衡則稱為動(dòng)平衡。并非總是有利的。因?yàn)橹黄胶饬藨T性力,而慣性力矩并未得到平衡,甚至有可能增大，同樣會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生附加動(dòng)應(yīng)力。3剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡中提到的不平衡慣性力偶矩與轉(zhuǎn)子的慣性力偶矩是否相 同？為什么？不相同，不平衡慣性力偶矩是由不平衡離心慣性力系的主矩，其向量在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的垂 直平面內(nèi)；M則是轉(zhuǎn)子變速運(yùn)動(dòng)時(shí)與角加速度有關(guān)的慣性力偶矩，其向量沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸 線 方 向。4如圖所示一單缸臥式煤氣機(jī)，在曲柄軸的兩端裝有兩個(gè)飛輪A和B。已知曲柄半徑及換算到曲柄銷S的不平衡質(zhì)量為。欲在兩飛輪上各裝一平衡質(zhì)量和，其回轉(zhuǎn)半徑， 試求和的大小和位置。在A飛輪平面內(nèi)的質(zhì)徑積為 kg kg 在B飛輪平面內(nèi)的質(zhì)徑積為 kg kg 平衡質(zhì)量的方位在不平衡質(zhì)量S的對(duì)面。 V.計(jì)算題1在圖示的盤形回轉(zhuǎn)體中，各偏心質(zhì)量大小及分布特征如下： ， ， =60o； ， ， =150o； ， ， =225o。若在半徑為處加平衡質(zhì)量，使轉(zhuǎn)子滿足靜平衡條件，求平衡質(zhì)量的大 小和方位？設(shè)所加平衡質(zhì)量為，距回轉(zhuǎn)中心的距離為rb，方位角為。則 (1) (2)式(1)，(2)移項(xiàng)后等式兩邊平方相加有 (3)式(2)被式(1)除可有 代入給定的、(1,2,3)，可得 第7章 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)I.填空題1設(shè)某機(jī)器的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù)，則該機(jī)器作勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的條件是每一瞬時(shí)，驅(qū)動(dòng)功率等于阻抗功率_，作變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的條件是一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，驅(qū)動(dòng)功等于阻抗功。2機(jī)器中安裝飛輪的原因，一般是為了調(diào)節(jié)周期性速度波動(dòng)，同時(shí)還可獲得_降低原動(dòng)機(jī)功率_的效果。3在機(jī)器的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期，機(jī)器主軸的轉(zhuǎn)速可有兩種不同情況_勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，在前一種情況，機(jī)器主軸速度是常數(shù)，在后一種情況，機(jī)器主軸速度是作周期性波動(dòng)_。4機(jī)器中安裝飛輪的目的是降低速度波動(dòng)和降低電動(dòng)機(jī)功率。5某機(jī)器的主軸平均角速度，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)，則該機(jī)器的最大角速度等于102.5，最小角速度等于97.5_。6某機(jī)器主軸的最大角速度，最小角速度，則該機(jī)器的主軸平均角速度等于195，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)等于0.05128。7機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)是根據(jù)動(dòng)能相等(等效質(zhì)量的動(dòng)能等于機(jī)器所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的動(dòng)能之和)的原則進(jìn)行轉(zhuǎn)化的，因而它的數(shù)值除了與各構(gòu)件本身的質(zhì)量（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)有關(guān)外，還與各構(gòu)件質(zhì)心處速度、構(gòu)件角速度與等效點(diǎn)的速度之比的平方有關(guān)，是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)。8機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效力(矩)是根據(jù)_瞬時(shí)功率相等（等效力所產(chǎn)生的功率等于原機(jī)器上的外力和外力矩產(chǎn)生的功率之和）的原則進(jìn)行轉(zhuǎn)化的，等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)是根據(jù)動(dòng)能相等（等效質(zhì)量的動(dòng)能等于機(jī)器所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的動(dòng)能之和）的原則進(jìn)行轉(zhuǎn)化的。9機(jī)器等效動(dòng)力模型中的等效力(矩)是根據(jù)瞬時(shí)功率相等（等效力所產(chǎn)生的功率等于原機(jī)器上的外力和外力矩產(chǎn)生功率之和的原則進(jìn)行轉(zhuǎn)化的，因而它的數(shù)值除了與原作用力(矩)的大小有關(guān)外，還與外力作用點(diǎn)與等效點(diǎn)的速度之比有關(guān)。10若機(jī)器處于起動(dòng)(開車)階段，則機(jī)器的功能關(guān)系應(yīng)輸入功大于輸出功和損失功之和，系統(tǒng)動(dòng)能增加，機(jī)器主軸轉(zhuǎn)速的變化情況將是機(jī)器主軸的轉(zhuǎn)速大于它的初速，由零逐步增加到正常值。11若機(jī)器處于停車階段，則機(jī)器的功能關(guān)系應(yīng)是_輸入功小于輸出功和損失功之和，系統(tǒng)動(dòng)能減少，機(jī)器主軸轉(zhuǎn)速的變化情況將是機(jī)器主軸的轉(zhuǎn)速，由正常轉(zhuǎn)速逐步減小到零。12用飛輪進(jìn)行調(diào)速時(shí)，若其它條件不變，則要求的速度不均勻系數(shù)越小，飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將越大，在滿足同樣的速度不均勻系數(shù)條件下，為了減小飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，應(yīng)將飛輪安裝在高速軸上。13當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于負(fù)荷發(fā)生變化使機(jī)器原來的能量平衡關(guān)系遭到破壞，引起機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的變化，稱為非周期速度波動(dòng)，為了重新達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，需要采用調(diào)速器來調(diào)節(jié)。14在機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的重力作功等于零_，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)構(gòu)件重心的位置沒有改變。15機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度波動(dòng)有周期性速度波動(dòng)和非周期性速度波動(dòng)兩種，前者采用安裝飛輪后者采用安裝調(diào)速器進(jìn)行調(diào)節(jié)。16若機(jī)器處于變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期，機(jī)器的功能特征應(yīng)有一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)輸入功等于輸出功與損失功之和，它的運(yùn)動(dòng)特征是每一運(yùn)動(dòng)循環(huán)的初速和末速相等_。17當(dāng)機(jī)器中僅包含定傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)時(shí)，等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)是常量，若機(jī)器中包含變傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)時(shí)，等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)。18將作用于機(jī)器中所有驅(qū)動(dòng)力、阻力、慣性力、重力都轉(zhuǎn)化到等效構(gòu)件上求得的等效力矩與機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析中求得的作用在該等效構(gòu)件上的平衡力矩，兩者在數(shù)值上相等，方向相反。II.判斷題1為了使機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)器中必須安裝飛輪。（ N ）2機(jī)器中安裝飛輪后，可使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度波動(dòng)完全消除。(N)3為了減輕飛輪的重量，最好將飛輪安裝在轉(zhuǎn)速較高的軸上。(Y)4機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的含義是指原動(dòng)件(機(jī)器主