平面機(jī)構(gòu)的力分析、機(jī)械的摩擦與效率

1、平面機(jī)構(gòu)的力分析、機(jī)械的摩擦與效率（ 總分： 100.00 ，做題時(shí)間： 90 分鐘 ）一、B 填空題 /B（ 總題數(shù)： 12，分?jǐn)?shù)： 12.00）1. 作用在機(jī)械上的力按作用在機(jī)械系統(tǒng)的內(nèi)外分為 和。（分?jǐn)?shù)： 1.00 ）填空項(xiàng) 1: （正確答案：外力 內(nèi)力）解析：2. 作用在機(jī)械上的功按對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的作用分為 和。（分?jǐn)?shù)： 1.00 ）填空項(xiàng) 1: （正確答案：驅(qū)動(dòng)功 阻抗功）解析：3. 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí)，把 1 視為一般外力加在機(jī)構(gòu)構(gòu)件上，解題的方法、步驟與靜力分析完全一樣。 （分?jǐn)?shù)： 1.00 ）填空項(xiàng) 1: （正確答案：慣性力 （ 力矩）解析：4. 用速度多邊形杠桿法可以直接求出

2、作用在任意構(gòu)件上的未知平衡力（平衡力矩 ） ，此方法的依據(jù)是 1原理（分?jǐn)?shù)： 1.00 ）填空項(xiàng) 1: （正確答案：虛位移）解析：5. 運(yùn)動(dòng)鏈的靜定條件為 ，。（分?jǐn)?shù)： 1.00 ）填空項(xiàng) 1: （正確答案： F=0 此運(yùn)動(dòng)鏈上不作用任何未知外力 （包括力矩 ） ）解析：6. 矩形螺紋和梯形螺紋用于 ，而三角形 （普通）螺紋用于 。（分?jǐn)?shù)： 1.00 ）填空項(xiàng) 1: （正確答案：傳動(dòng) 連接）解析：7. 機(jī)構(gòu)效率等于 功與功之比，它反映了 功在機(jī)械中的有效利用程度。（分?jǐn)?shù)： 1.00 ）填空項(xiàng) 1: （正確答案：輸出 輸入 輸入）解析：8. 移動(dòng)副的自鎖條件是 ，轉(zhuǎn)動(dòng)副的自鎖條件是 ，螺旋副的自

3、鎖條件是 。（分?jǐn)?shù)： 1.00 ）填空項(xiàng)1： （正確答案：傳動(dòng)角 B小于摩擦角©或當(dāng)量摩擦角© v外力作用線與摩擦圓相交或相切 螺紋升角a小于摩擦角©或當(dāng)量摩擦角© v）解析：9. 從效率的觀點(diǎn)來(lái)看，機(jī)械的自鎖條件是 ；對(duì)于反行程自鎖的機(jī)構(gòu)，其正行程的機(jī)械效率一般小于（分?jǐn)?shù)： 1.00 ）填空項(xiàng) 1: （正確答案：效率恒小于或等于零50%）解析：10. 槽面摩擦力比平面摩擦力大是因?yàn)?1 。（分?jǐn)?shù)： 1.00 ）填空項(xiàng) 1: （正確答案：槽面的法向反力大于平面的法向反力）解析：11. 提高機(jī)械效率的途徑有 ，。（分?jǐn)?shù)： 1.00 ）填空項(xiàng)1: （正確答案

4、：盡量簡(jiǎn)化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)選擇合適的運(yùn)動(dòng)副形式 盡量減少構(gòu)件尺寸減小摩擦）解析：12. 機(jī)械發(fā)生自鎖的實(shí)質(zhì)是1。（分?jǐn)?shù)：1.00）填空項(xiàng)1： （正確答案：驅(qū)動(dòng)力所能做的功總是小于或等于克服由其可能引起的最大摩擦阻力所需要的功）解析：二、B選擇題/B（總題數(shù)：8,分?jǐn)?shù)：4.00）13. 傳動(dòng)用絲杠的螺紋牙形選擇 。* A.三角形牙« B.矩形牙« C.三角形牙和矩形牙均可（分?jǐn)?shù)：0.50 ）A.B. VC.解析：14. 單運(yùn)動(dòng)副機(jī)械自鎖的原因是驅(qū)動(dòng)力 摩擦錐（圓）。* A.切于* B.交于C.分離（分?jǐn)?shù)：0.50 ）A.B. VC.解析：15. 如果作用在軸頸上的外力加大，那么軸

5、頸上摩擦圓 * A.變大« B.變小* C.不變* D.變大或不變（分?jǐn)?shù)：0.50 ）A.B.C. VD.解析：16. 機(jī)械出現(xiàn)自鎖是由于。«A.機(jī)械效率小于零« B.驅(qū)動(dòng)力太小« C.阻力太大«D.約束反力太大（分?jǐn)?shù)：0.50 ）A. VB.C.D.解析：17. 兩運(yùn)動(dòng)副的材料一定時(shí)，當(dāng)量摩擦因數(shù)取決于 «A.運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀B.運(yùn)動(dòng)副元素間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度大小«C.運(yùn)動(dòng)副元素間作用力的大小«D.運(yùn)動(dòng)副元素間溫差的大?。ǚ?jǐn)?shù)：0.50 ）A. VB.C.D.解析：18. 機(jī)械中采用環(huán)形支承的原因是 。* A.加

6、工方便* B.提高承載能力* C.便于跑合軸端面* D.避免軸端中心壓強(qiáng)過(guò)大（分?jǐn)?shù)：0.50 ）A.B.C.D. V解析：19. 下述四種措施中， 不能降低軸頸中的摩擦力矩。* A.減小軸頸的直徑* B.加注潤(rùn)滑油* C.略微增大軸承與軸頸的間隙* D.增加軸承的長(zhǎng)度（分?jǐn)?shù)：0.50 ）A.B.C.D. V解析：20. 一臺(tái)機(jī)器空運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)外不做功，這時(shí)機(jī)器的效率 A.等于零« B.大小不一定« C.大于零« D.小于零（分?jǐn)?shù)：0.50 ）A. VB.C.D.解析：三、B判斷題/B（總題數(shù)：10,分?jǐn)?shù)：10.00）21. 慣性力是研究機(jī)械中構(gòu)件在變速運(yùn)動(dòng)時(shí)所引進(jìn)的虛

7、擬力。（分?jǐn)?shù)：1.00 ）A. 正確 VB. 錯(cuò)誤解析：22. 使機(jī)械的原動(dòng)件加速運(yùn)動(dòng)的力稱(chēng)為阻抗力。（分?jǐn)?shù)：1.00 ）A. 正確B. 錯(cuò)誤 V解析：23. 沒(méi)有作用未知外力（包括力矩）的構(gòu)件一定是靜定的。（分?jǐn)?shù)：1.00 ）A. 正確B. 錯(cuò)誤 V解析：24. 用速度多邊形杠桿法可以直接求岀作用在任意構(gòu)件上的未知平衡力。（分?jǐn)?shù)：1.00 ）A. 正確 VB. 錯(cuò)誤解析：用靜力學(xué)的方法來(lái)解決25. 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析是將構(gòu)件慣性力與真實(shí)作用于其上的力組成一個(gè)平衡力系, 動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題。（分?jǐn)?shù)：1.00 ）A. 正確 VB. 錯(cuò)誤解析：26. 平面摩擦的自鎖條件是壓力角大于摩擦角。（分?jǐn)?shù):1.0

8、0 ）A. 正確B. 錯(cuò)誤 V解析：27. 平面摩擦的總反力方向恒與運(yùn)動(dòng)方向成一鈍角。（分?jǐn)?shù)：1.00 ）A. 正確 VB. 錯(cuò)誤解析：28. 對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)副摩擦，總反力作用線永遠(yuǎn)切于摩擦圓。（分?jǐn)?shù)：1.00 ）A. 正確B. 錯(cuò)誤 V解析：29. 在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中總是有摩擦力存在，機(jī)械功總有一部分消耗在克服摩擦力上。（分?jǐn)?shù)：1.00 ）A. 正確 VB. 錯(cuò)誤解析：30. 在外載荷和接觸表面狀況相同的條件下，三角形螺紋的摩擦力要比矩形螺紋的大，是因?yàn)槟Σ撩嫔系姆ㄏ蚍戳Ω?。（分?jǐn)?shù)：1.00 ）A. 正確 VB. 錯(cuò)誤解析：四、B計(jì)算題/B（總題數(shù)：24,分?jǐn)?shù)：74.00）31. 在如圖所示偏心圓盤(pán)凸

9、輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的半徑 R=160mmL°A=80mm凸輪重G=30N,從動(dòng)件重G=10N,凸輪以等角速度（3 1=20（1/s）順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng) OA處于水平位置時(shí)，求凸輪和從動(dòng)件的慣性力。（分?jǐn)?shù)：5.00 ） 正確答案：（凸輪F°=-97.86N，從動(dòng)件Fb=-18.84N）解析：32. 在如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的長(zhǎng)度LAB=100mm LBc=LcD=200mm各構(gòu)件的質(zhì)量為m=m=m=10kg。各構(gòu)件的質(zhì)心均在桿的中點(diǎn)。K是以B點(diǎn)為懸點(diǎn)時(shí)連桿的擺動(dòng)中心，它位于S2C的中點(diǎn)。曲柄以等角速度3 1=20（1/s）順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)曲柄和搖桿的軸線在鉛直

10、位置而連桿的軸線在水平位置時(shí)， 求各構(gòu)件的總慣性力。（分?jǐn)?shù)：3.00 ） 正確答案：（凸輪P2 =-300N，作用點(diǎn)左移h=17mm）解析：33. 在如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知曲柄AB以等角速度3 1=15（1/s）順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。LAB=150mmLBC=400mm LcD=300mm A、D點(diǎn)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置如圖所示，連桿BC的質(zhì)量m=10kg（其余構(gòu)件的質(zhì)量不計(jì)），繞連桿質(zhì)心S2點(diǎn)0在BC的中點(diǎn)）的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Ls2=0.0013kg2。當(dāng)曲柄位置與水平成 60°角時(shí)，求由于連 桿的慣性力而作用在運(yùn)動(dòng)副B、C中的反力。（分?jǐn)?shù)：3.00）正確答案：(Rb=224.5N，F(xiàn)b=63.

11、9N)解析:34. 在如圖所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知 LAB=100mm LBc=330mm連桿的重量 G=25N滑塊的重量 G=21N,連 桿質(zhì)心S2點(diǎn)至曲柄銷(xiāo) B的距離Lbs2=1/3Lbc，連桿對(duì)質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js2=0.0425kg m 2O若曲柄以m=1500r/min 順時(shí)針?lè)较騽蛩倩剞D(zhuǎn)，試確定在圖示位置時(shí)滑塊的慣性力，并用質(zhì)量代換法求連桿的慣性力。（分?jǐn)?shù)：3.00 ）正確答案：(Pi3=1542N, P2 =44500N)解析:35. 在如圖所示雙滑塊機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)位置與構(gòu)件尺寸如圖所示，構(gòu)件2的質(zhì)心S2在AB的中點(diǎn)，各構(gòu)件的重量G=G=25N，構(gòu)件2對(duì)質(zhì)心S的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js2=

12、0.04kg m2。此機(jī)構(gòu)的加速度圖已在圖中給出。試確定 構(gòu)件1、2和3的慣性力。（分?jǐn)?shù)：3.00 ） 正確答案：（Pi3=-127.45N，R2=-307.95N，P3=-280.4N）解析：36. 在如圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知LAB=250mm LBc=LAD=700mrp LcD=350mrp LBE=400mm作用在桿3上的阻力矩M=45Nm作用在桿 2上E點(diǎn)的力P2=350N（水平方向）。試求各運(yùn)動(dòng)副中的反力以及應(yīng)加在構(gòu)件1上的平衡力力偶矩M。（分?jǐn)?shù)：3.00 ）正確答案：(R12=550N, R>3=300N, Rh=550N, M=137.9N - m)解析:37. 在如

13、圖所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知LAB=200mm LBc=400mm h=80mm © 1=90°，水平方向作用力 P3=1000No試求各運(yùn)動(dòng)副中反力以及必須加在曲柄1上的平衡力矩Mb,并用速度多邊形杠桿法檢驗(yàn)M的值。（分?jǐn)?shù)：3.00 ） 正確答案：(R21=-R32=1154.7N，R4=R2=1154.7N，M=199.99N - m)解析：38. 在如圖所示六桿機(jī)構(gòu)中， 已知，LAB=80mm LBc=LcD=240mm Lce=Lcd/2 , © 產(chǎn)90°, © 4=45° © 滬© 23=90°,

14、 滑塊5的導(dǎo)路在此瞬時(shí)與構(gòu)件 2軸線重合，載荷P5=1000Z試求各運(yùn)動(dòng)副中反力以及應(yīng)加在構(gòu)件1上的平衡力矩。（分?jǐn)?shù)：3.00） 正確答案：(R56=1000N, Rh=1414.21N，R34=1414.21NF=1118N, R12=500N, R6=500N, MI=40N- m)解析：39. 如圖所示為手搖唧筒機(jī)構(gòu)。已知各部分尺寸和接觸面的摩擦因數(shù)f，轉(zhuǎn)動(dòng)副A、B、C處的虛線圓代表摩擦圓。試畫(huà)岀在P力作用下的各總反力作用線位置和方向（不考慮各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）。（分?jǐn)?shù)：3.00 ） 正確答案：（如下圖所示正確答案：（如下圖所示 正確答案：（如下圖所示）解析:40. 如圖所示為一擺動(dòng)

15、凸輪機(jī)構(gòu)。已知各部分尺寸和接觸面的摩擦因數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)副A、B處的虛線圓代表摩擦圓。試畫(huà)出在M作用下的各運(yùn)動(dòng)副總反力位置和方向（忽略各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）。（分?jǐn)?shù)：3.00 ） 正確答案：（如下圖所示*）解析：P為作用在推桿2上的外載荷。畫(huà)出總反力41. 如圖所示為一擺推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪1逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn),R2,民2的方向線。滑動(dòng)摩擦因數(shù)及摩擦圓半徑均為已知f及摩擦圓半徑p，如圖所示。M為驅(qū)動(dòng)力矩,（分?jǐn)?shù)：3.00 ）（分?jǐn)?shù)：3.00 ）正確答案：（如下圖所示*）解析:43. 如圖所示的重量 G=4ON的滑塊1,在傾角B =30°的P力作用下沿水平面作等速運(yùn)動(dòng)，若接觸面的摩擦 因數(shù)f=0

16、.286，試用圖解法求驅(qū)動(dòng)力 P（分?jǐn)?shù)：3.00） 正確答案：（如下圖所示驅(qū)動(dòng)力*滑輪組的效率*）解析：46. 在如圖所示連桿機(jī)構(gòu)中，已知驅(qū)動(dòng)力矩M和摩擦角©。圖中虛線小圓為轉(zhuǎn)動(dòng)副的摩擦圓，Q為阻力摩擦角 © =aretanf 16°。選*作力矢量多邊形，得*。） 解析：44. 如圖所示，構(gòu)件1為一凸輪機(jī)構(gòu)的推桿，它在力P的作用下沿導(dǎo)軌2向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)兩者的摩擦因數(shù)f=0.2 , 試問(wèn)為了避免發(fā)生自鎖，導(dǎo)軌的長(zhǎng)度L應(yīng)滿足什么條件？D,軸銷(xiāo)處摩擦圓半徑為p試求驅(qū)動(dòng)力P的大小及滑輪組的效率n（不計(jì)繩索與滑輪間的摩擦（分?jǐn)?shù)：3.00 ） 正確答案：（如下圖所示*摩擦角 &

17、#169; =arctan0.2 。畫(huà)出構(gòu)件1所受運(yùn)動(dòng)副反力*，畫(huà)出所受力的矢量封閉多邊形，如圖所示。得*對(duì)B點(diǎn)取矩，要使桿1不自鎖，必須滿足*I > 200f=40mm)解析：45. 如圖所示滑輪組在驅(qū)動(dòng)力P作用下工作，已知物體重Q,兩滑輪直徑均為（分?jǐn)?shù)：3.00 ）(1) 直接在圖上畫(huà)出各運(yùn)動(dòng)副中反力作用線的位置和方向。(2) 寫(xiě)出構(gòu)件3的力平衡方程式，畫(huà)出構(gòu)件3的力多邊形草圖(分?jǐn)?shù)：3.00)正確答案：(1)各運(yùn)動(dòng)副中反力作用線的位置和方向如下圖a所示。*構(gòu)件3的力平衡方程：Q+R+R«=0,構(gòu)件3的力多邊形草圖如圖 b所示。) 解析：47. 如圖所示斜面斜角為入，其上滑

18、塊勻速沿斜面上升，滑塊上受與斜面平行的力F和鉛垂向下的力 Q作用，滑塊與斜面間摩擦角為©。試求岀該斜面的效率計(jì)算式。(分?jǐn)?shù)：3.00 )正確答案：(如下圖所示。*)解析:48. 如圖所示定滑輪2的直徑為D,虛線小圓為轉(zhuǎn)動(dòng)副 A中的摩擦圓,其半徑為p , F為驅(qū)動(dòng)力，垂直向下若不計(jì)繩與輪間的摩擦力，試:(1) 在圖上標(biāo)出轉(zhuǎn)動(dòng)副 A中的總反力R2的位置和方向(2) 求使重物Q等速上升的驅(qū)動(dòng)力 F(用Q表示)。(3) 求該滑輪的機(jī)械效率卵。(分?jǐn)?shù)：3.00 ) 正確答案：(1)如下圖所示*(2)R 12=F+Q*)解析：49. 如圖所示為偏心圓凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，已知作用于從動(dòng)件2上的

19、載荷P2=100N,運(yùn)動(dòng)副B、C處的摩擦因數(shù)f=0.14，轉(zhuǎn)動(dòng)副A的軸頸半徑為r A=15mm該處的當(dāng)量摩擦因數(shù)f=0.2，試用圖解法求：(1) 各運(yùn)動(dòng)副反力的大小，作用線及方向。(2) 應(yīng)加于凸輪上的平衡力矩的大小及方向。(分?jǐn)?shù)：3.00 )正確答案：(1)各運(yùn)動(dòng)副反力作用線及方向如下圖a所示。*P2/sin(90 ° -2 © )=P32/sin(45 ° + © )=P£sin(45 ° + © )© =arctanf 7.97 °民2=Ri2=P2Sin52.97 ° /sin74.06

20、 ° 83N從動(dòng)件2的力多邊形如圖b所示。p =f v5=3mm設(shè)偏心圓半徑為r，偏矩為e。R>1與民1形成的力偶矩正確答案：（如下圖所示 （1）求支反力。因?yàn)镽L=Gh所以*平衡力矩大小M=Rrsin © +（e+ p ）cos © ，順時(shí)針?lè)较颍▓D中的虛線小圓）、驅(qū)動(dòng)力Pd、Pd解析：50. 如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件尺寸、各鉸鏈處的摩擦圓與桿1的夾角a、生產(chǎn)阻力矩 M，不計(jì)各構(gòu)件重量和慣性力（1）試在圖上畫(huà)出各運(yùn)動(dòng)副中反力的作用線位置和方向。 分別以構(gòu)件1和構(gòu)件3為分離體，畫(huà)出它們的力多邊形并寫(xiě)各自的平衡方程式。（分?jǐn)?shù)：3.00 ）正確答案：（1）各運(yùn)動(dòng)副中反力的作用線位置和方向如下圖a所示。*構(gòu)件1和構(gòu)件3力多邊