機械原理期末考試

1、.機械原理試卷參考答案開課單位：機械工程學(xué)院，考試形式：閉卷，允許帶 計算器、繪圖儀器 入場題序一二三四五六七八總 分得分評卷人一、是非題（共10分，每小題2分，對者在括號內(nèi)打“”，錯者打“”）得分 1、( ) 當機構(gòu)的自由度數(shù)小于機構(gòu)的原動件數(shù)時，機構(gòu)將具有確定的相對運動。2、( ) 不論剛性轉(zhuǎn)子上有多少個不平衡質(zhì)量，也不論它們?nèi)绾畏植?，只需在任意選定的兩個平面內(nèi)，分別適當?shù)丶右黄胶赓|(zhì)量，即可達到動平衡。3、( ) 在其他參數(shù)不變的前提下，槽面摩擦較平面摩擦的摩擦力較大，是因為前者摩擦系數(shù)較大。4、( ) 在移動副中，當驅(qū)動力作用線在摩擦錐之內(nèi)，則發(fā)生自鎖。5、( ) 對于單自由度的機械系統(tǒng)

2、，若選定等效構(gòu)件為移動件時，其等效質(zhì)量是按等效前后動能相等的條件進行計算的。二、填空題（共10分，每空1分）得分 1、飛輪主要用以調(diào)節(jié) 周期性 速度波動，若不考慮其他因素，只為了減小飛輪尺寸和重量，應(yīng)將其安裝在 高速 軸上。2、剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡就是要使 慣性力 之和為零；而剛性轉(zhuǎn)子的動平衡則要使 慣性力 之和及 慣性力偶矩 之和均為零。3、三個彼此作平面相對運動的構(gòu)件共有 3 個瞬心，且必位于 同一直線 上。4、在機構(gòu)運動分析的速度多邊形中，機架的速度影像是 極點 。速度影像和加速度影像原理只適用于 同一構(gòu)件 。 5、當機械的效率時，機構(gòu)則發(fā)生 自鎖 。三、（共10分）計算圖1所示機構(gòu)的自由度

3、，并判斷機構(gòu)的運動確定性，如機構(gòu)中存在復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，請在圖上示出。得分 圖1 虛約束 局部自由度 復(fù)合鉸鏈 復(fù)合鉸鏈 b) a) 解：a)（計5分）或 機構(gòu)自由度數(shù)等于原動件數(shù)，故機構(gòu)運動確定。b)（計5分）機構(gòu)自由度數(shù)不等于原動件數(shù)，故機構(gòu)運動不確定。四、（共20分）圖2所示為鉸鏈四桿機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖，已知連架桿1為主動件，勻速轉(zhuǎn)動，角速度rad/s，轉(zhuǎn)向如圖示。各構(gòu)件長度分別為：AB=30，BC=40，CD=50，AD=60 (單位為：mm)，構(gòu)件AB的方位角為60o，ABE為等邊三角形。試用圖解法求解該運動位置：1）構(gòu)件1的速度影像；2）找出該瞬時在連桿2和搖桿3上，與

4、連架桿1上E點速度相同的點E2和E3。（要求注明速度比例尺，并對繪圖過程作簡要說明）得分 圖2 B A C D 1 2 3 4 E 0.0025m/s b c e E3 E2 P（a,d）解：1）計算B點的速度，選取合適的比例尺，如圖示。任選一點作為速度多邊形的極點，作出線段pb表示B點速度。作三角形，即得構(gòu)件1的速度影像。2）求C點的速度 = + 大小 ? ?方向 CD AB CB作出速度多邊形pbc，方向pc由速度影像，求出連桿2上，與連架桿1上E點速度相同的點E2作，可得點E2；由速度影像，求出搖桿3上，與連架桿1上E點速度相同的點E3作，可得點E3五、（共20分）圖3所示為曲柄滑塊機構(gòu)

5、運動簡圖。各轉(zhuǎn)動副的摩擦圓如圖所示，已知移動副的摩擦系數(shù) 作用在滑塊上的生產(chǎn)阻力為Q，若忽略機構(gòu)中各構(gòu)件的重力和慣性力及慣性力偶矩，試：1) 在該簡圖上畫出各運動副總反力（包括方向和作用線位置）； 2）分別寫出構(gòu)件1、3的力平衡方程式，并畫出其力多邊形（可任選力的比例尺）。得分 解：1）各運動副總反力的方向和作用線位置如圖所示。 摩擦角2）構(gòu)件3的力平衡方程式大小 ? ? 方向 任選力的比例尺，畫出其力多邊形如圖所示。3）構(gòu)件3的力平衡方程式大小 ? ？方向 畫出其力多邊形如圖所示。六、（共10分）一機械系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的運動周期為，等效阻力矩的變化規(guī)律如圖所示，等效驅(qū)動力矩為常數(shù)，等效構(gòu)件的平均

6、轉(zhuǎn)速r/min，等效轉(zhuǎn)動慣量。試求：1）等效驅(qū)動力矩；2）最大盈虧功；3）最大和最小角速度和的位置；4）運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)。得分 W1W2W3W4W5abcde圖4 解：1）根據(jù)一個運動周期，外力所做的功等于零，可知：，2） 作能量指示圖，求最大盈虧功最大盈虧功3）最大角速度的位置：即a位置，處。最小角速度的位置：即b和d位置，和處。4）運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)七、（共10分）已知某剛性轉(zhuǎn)子在同一平面內(nèi)分布有兩個不平衡質(zhì)量，其大小為：，分布半徑為mm，mm，位置角如圖所示，欲使該轉(zhuǎn)子達到靜平衡，試求：應(yīng)加的平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積的大小和方向。解法一：欲使該轉(zhuǎn)子達到靜平衡，應(yīng)滿足各質(zhì)量的質(zhì)徑積的向量和等于零。運用解析法求解如下：兩個不平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積分別為：；求解上述方程，可得應(yīng)加的平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積的大小和方向：圖5 a ) 解法二：欲使該轉(zhuǎn)子達到靜平衡，應(yīng)滿足各質(zhì)量的質(zhì)徑積的向量和等于零。運用圖解法求解如下：兩個不平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積分別為：；取質(zhì)徑積的比例尺如圖5b)所示，并作出矢量多邊形。于是可得可得應(yīng)加的平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積的大小和方向。，其