[工學(xué)]機(jī)械原理習(xí)題卡答案.doc

第一章緒論第一章緒論 第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 1 1111填空題：填空題： 1機(jī)械是 機(jī)器 和 機(jī)構(gòu) 的總稱。 機(jī)械原理課程的研究?jī)?nèi)容是 有關(guān)機(jī)械的基本理論問(wèn)題 。 2各種機(jī)構(gòu)都是用來(lái) 傳遞與變換運(yùn)動(dòng)和力的可動(dòng) 的裝置。 如： 齒輪 機(jī)構(gòu)、 連桿 機(jī)構(gòu)、 凸輪 機(jī)構(gòu)等。 3 凡用來(lái)完成有用功 的機(jī)器是工作機(jī)。 如： 機(jī)床 、 起重機(jī) 、 紡織機(jī) 等。 凡將其它形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能 的機(jī)器是原動(dòng)機(jī)。 如： 電動(dòng)機(jī) 、 蒸氣機(jī) 、 內(nèi)燃機(jī) 等。 4在機(jī)器中，零件是 制造 的單元，構(gòu)件是 運(yùn)動(dòng) 的單元。 5機(jī)器中的構(gòu)件可以是單一的零件，也可以是由 多個(gè)零件 裝配成的剛性結(jié)構(gòu)。 在機(jī)械原理課程中，我們將 構(gòu)件 作為研究的基本單元。 6 兩 個(gè)構(gòu)件 直接 接觸形成的 可動(dòng) 聯(lián)接稱為運(yùn)動(dòng)副。 7 面 接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為低副，如 移動(dòng)副 、 轉(zhuǎn)動(dòng)副 等。 點(diǎn)或面 接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為高副，如 凸輪副 、 齒輪副 等。 8 構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副的連接而構(gòu)成的可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng) 是運(yùn)動(dòng)鏈，若 組成運(yùn)動(dòng)鏈的各構(gòu)件構(gòu)成首尾封閉的系統(tǒng) 稱為閉鏈，若 未構(gòu)成首尾封閉的 系統(tǒng) 稱為開鏈。 9在運(yùn)動(dòng)鏈中，如果 將其中一個(gè)構(gòu)件固定而成為機(jī)架 ，則該運(yùn)動(dòng)鏈便成為機(jī)構(gòu)。 10平面機(jī)構(gòu)是指組成機(jī)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件均在 同一個(gè)平面上 運(yùn)動(dòng)。 11在平面機(jī)構(gòu)中，平面低副提供 2 個(gè)約束，平面高副提供 1 個(gè)約束。 12 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目 稱為機(jī)構(gòu)的自由度。 第一章緒論第一章緒論 第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 2 13機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是 機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度的數(shù)目 。 1212試畫出圖示平面機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)示意圖，并計(jì)算自由度（步驟：1）列出完整公式， 2）帶入數(shù)據(jù)，3）寫出結(jié)果） 。其中： 圖 a) 唧筒機(jī)構(gòu)用于水井的半自動(dòng)汲水機(jī)構(gòu)。圖中水管 4 直通水下，當(dāng)使用者來(lái)回?cái)[ 動(dòng)手柄 2 時(shí)，活塞 3 將上下移動(dòng)，從而汲出井水。 解： 自由度計(jì)算： 畫出機(jī)構(gòu)示意圖： n= 3 pL= 4 pH= 0 p= 0 F= 0 F=3n(2plphp)F = 33（2400）0 = 1 圖 b) 縫紉機(jī)針桿機(jī)構(gòu) 原動(dòng)件 1 繞鉸鏈 A 作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，使得滑塊 2 沿滑槽滑動(dòng)，同時(shí) 針桿作上下移動(dòng)，完成縫線動(dòng)作。 解： 自由度計(jì)算： 畫出機(jī)構(gòu)示意圖： n= 3 pL= 4 pH= 0 p= 0 F= 0 F=3n(2plphp)F = 33(2400)0 觀察方向 3 2 4 1 4 3 2 1 第一章緒論第一章緒論 第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 3 = 1 1313試?yán)L出圖 a)所示偏心回轉(zhuǎn)油泵機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(各部分尺寸由圖中直接量取)。圖 中偏心輪 1 繞固定軸心 A 轉(zhuǎn)動(dòng)，外環(huán) 2 上的葉片 a 在可繞軸心 c 轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱 3 中 滑動(dòng)，將低壓油從右湍吸入，高壓油從左端排出。 解：1) 選取適當(dāng)比例尺l， 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(見圖 b) 2) 分析機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng) n= 3 pL= 4 pH= 0 p= 0 F= 0 F=3n(2plphp)F =33(2400)0 = 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有確定運(yùn)動(dòng) 想一想： 通過(guò)對(duì)本油泵機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪 b) l= 1 mm/mm A C B 1 3 2 4 第一章緒論第一章緒論 第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 4 制，你對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的作用和優(yōu)點(diǎn)有 何進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)? 1414圖 a 所示為一具有急回作用的沖床。圖中繞固定軸心 A 轉(zhuǎn)動(dòng)的菱形盤 1 為原動(dòng)件， 其與滑塊 2 在 B 點(diǎn)鉸接，通過(guò)滑塊 2 推動(dòng)撥叉 3 繞固定軸心 C 轉(zhuǎn)動(dòng)，而撥叉 3 與 圓盤 4 為同一構(gòu)件。當(dāng)圓盤 4 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)連桿 5 使沖頭 6 實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)。試?yán)L 制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算自由度。 b) l= 1 mm/mm 5 3 (4) 2 1 6 7 解：1) 選取適當(dāng)比例尺l，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(見圖 b) 2) 分析機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng) n= 5 pL= 7 pH= 0 p= 0 F= 0 F=3n(2plphp)F= 35(2700)0 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有確定運(yùn)動(dòng) 第一章緒論第一章緒論 第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 5 想一想 1如何判斷菱形盤 1 和滑塊是否為同一構(gòu)件？它們能為同一構(gòu)件嗎? 2 為了使沖頭 6 得到上下運(yùn)動(dòng)，只要有機(jī)構(gòu) CDE 即可，為什還要引入機(jī)構(gòu) ABC？(可在學(xué)過(guò)第三章后再來(lái)想想) 1515圖 a)所示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒輪 1 輸入， 使軸 A 連續(xù)回轉(zhuǎn);而固裝在軸 A 上的凸輪 2 與杠桿 3 組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭 4 上 下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（各尺寸由圖上量?。?，分析 是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。 解解 1) 選取適當(dāng)比例尺l，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(見圖 b) 2) 分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖 n= 3 pL= 4 pH= 1 p= 0 F= 0 F=3n(2plphp)F =33(2410)0 = 0 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 無(wú)確定運(yùn)動(dòng) 能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖？ 不能 3) 提出修改方案（圖 c） c) b b) ) l= 1 mm/mm 4 5 3 2 b3 b2 p 1 1 4 5 3 2 1 1 4 3 2 1 1 A 第一章緒論第一章緒論 第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 6 想一想： 1通過(guò)本題你對(duì)在設(shè)計(jì)新的機(jī)械或分析現(xiàn)有機(jī)械時(shí)，首先要繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有什么體會(huì)? 2計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度的目的是什么? 3當(dāng)機(jī)構(gòu)的自由度小于 1 時(shí)，可通過(guò)哪些途徑來(lái)增加自由度?本題中還可列出哪些簡(jiǎn)單而又適用的修改方案？ 計(jì)算計(jì)算 1-61-9 題各機(jī)構(gòu)的自由度。題各機(jī)構(gòu)的自由度。 16161）按傳動(dòng)順序用數(shù)字 1、2、3在圖示機(jī)構(gòu)上給構(gòu)件編號(hào)。 2）計(jì)算自由度，并機(jī)構(gòu)判斷有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)： 在圖中指明復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束 n= 8 pL= 10 pH= 2 p= 0 F= 1 F=3n(2plphp)F =38(21020)1= 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有確定運(yùn)動(dòng) 17171）按傳動(dòng)順序用數(shù)字 1、2、3在圖示機(jī)構(gòu)上給構(gòu)件編號(hào)。 2）計(jì)算自由度，并判斷機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)： 在圖中指明復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束 n= 8 pL= 10 pH= 2 p= 1 F= 1 F=3n(2plphp)F 編號(hào)暫略 復(fù)合鉸鏈 局部自由度 編號(hào)暫略 虛約束 局部自 由度 虛約束 復(fù)合鉸鏈 第一章緒論第一章緒論 第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 7 =38(21021)1= 2 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 2 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有確定運(yùn)動(dòng) 18181）按傳動(dòng)順序用數(shù)字 1、2、3在圖示機(jī)構(gòu)上給構(gòu)件編號(hào)。 2）計(jì)算自由度，并判斷機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)： 在圖中指明：復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束 n= 10 pL= 13 pH= 2 p= 0 F= 1 F=3n(2plphp)F =310(21320)1= 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有確定運(yùn)動(dòng) 19191）按傳動(dòng)順序用數(shù)字 1、2、3在圖示機(jī)構(gòu)上給構(gòu)件編號(hào)。 2）計(jì)算自由度，并判斷機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)： 在圖中指明：復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束 n= 10 pL= 14 pH= 1 p= 1 F= 1 沖壓機(jī)機(jī)構(gòu) 復(fù) 合 鉸 鏈 局部自由度 編 號(hào) 暫 略 局部自由度 第一章緒論第一章緒論 第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 8 F=3n(2plphp)F =310(21411)1= 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有確定運(yùn)動(dòng) 計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷機(jī)構(gòu)級(jí)別。計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷機(jī)構(gòu)級(jí)別。 110110 1）按傳動(dòng)順序用數(shù)字 1、2、3在圖示 機(jī)構(gòu)上給構(gòu)件編號(hào)。 2）計(jì)算自由度，并判斷有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)： 在圖中指明復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約 束 n= 9 pl= 13 ph= 0 p= 0 F= 0 F=3n(2plphp)F =39(21300)0= 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有確定運(yùn)動(dòng) 3）桿組拆分，并判斷機(jī)構(gòu)級(jí)別： 復(fù)合 鉸鏈 編 號(hào) 暫 略 編號(hào)暫略 復(fù)合鉸鏈 虛約束 II 級(jí)桿組 第一章緒論第一章緒論 第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 9 （從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的方向開始拆分）可見，該機(jī)構(gòu)為 II 級(jí)機(jī)構(gòu)。 111111 1）按傳動(dòng)順序用數(shù)字 1、2、3在圖示機(jī)構(gòu)上給構(gòu)件編號(hào)。 2）計(jì)算自由度，并判斷有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)： 請(qǐng)?jiān)趫D中指明：復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束 n= 7 pL= 10 pH= 0 p= 0 F= 0 F=3n(2plphp)F =37(21000)0= 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目 1 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有確定運(yùn)動(dòng) 3）桿組拆分，并判斷機(jī)構(gòu)級(jí)別：（從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的方向開始拆分） I 級(jí)桿組 II 級(jí)桿組 II 級(jí)桿組 II 級(jí)桿組 I 級(jí)桿組 II 級(jí)桿組 II 級(jí)桿組 II 級(jí)桿組 復(fù)合 鉸鏈 編 號(hào) 暫 略 第一章緒論第一章緒論 第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 10 可見，該機(jī)構(gòu)為 II 級(jí)機(jī)構(gòu)。 第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 11 2 填空題：填空題： 1速度瞬心是兩剛體上 瞬時(shí)速度相等 的重合點(diǎn)。 2若 瞬心的絕對(duì)速度為零 ，則該瞬心稱為絕對(duì)瞬心； 若 瞬心的絕對(duì)速度不為零 ，則該瞬心稱為相對(duì)瞬心。 3當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件組成移動(dòng)副時(shí)，其瞬心位于 垂直于導(dǎo)路方向的無(wú)窮遠(yuǎn) 處。當(dāng)兩構(gòu) 件組成高副時(shí)，兩個(gè)高副元素作純滾動(dòng)，則其瞬心就在 接觸點(diǎn)處 ；若兩個(gè) 高副元素間有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，則其瞬心在 過(guò)接觸點(diǎn)兩高副元素的公法線上 。 4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(lái)求。 53 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。 6機(jī)構(gòu)瞬心的數(shù)目 K 與機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù) N 的關(guān)系是 KN(N1)/2 。 7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。 8速度比例尺 表示圖上 每單位長(zhǎng)度所代表的速度大小 ，單位為： (m/s)/mm 。 加速度比例尺 a表示圖上每單位長(zhǎng)度所代表的加速度大小 ，單位為 (m/s2)/mm。 9速度影像的相似原理只能應(yīng)用于 構(gòu)件 ，而不能應(yīng)用于整個(gè)機(jī)構(gòu)。 10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 平 動(dòng)，牽連運(yùn)動(dòng)為 轉(zhuǎn) 動(dòng) 時(shí)（以上兩空格填轉(zhuǎn)動(dòng)或平動(dòng)） ，兩構(gòu)件的重合點(diǎn)之間將有哥氏加速度。哥氏加速 第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 12 度的大小為 2相對(duì)速度牽連角速度；方向?yàn)?相對(duì)速度沿牽連角速度的方向轉(zhuǎn) 過(guò) 90之后的方向 。 22 試求出圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置(用符號(hào)直接標(biāo)注在圖上)。 ij P 1 2 3 4 B C D A P23（P13） P14（P24） P34 P12 2 3 4 90 A B 1 C P12 P14（P13） P23(P24) P34 3 2 B 4 A 1 P13 P34 P24 P14 P23 P12 1 2 3 4 B C A P12 P23（P24 ） P34 P14 P13 第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 13 23 在圖 a 所示的四桿機(jī)構(gòu)中，lAB=60mm,lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，2=10rad/s，試 用瞬心法求： 1）當(dāng) 165時(shí)，點(diǎn) C 的速度 vC； 2）當(dāng) 165時(shí)，構(gòu)件 3 的 BC 線上速度 最小的一點(diǎn) E 的位置及速度的大?。?3）當(dāng) vC0 時(shí)， 角之值（有兩個(gè)解） ； 解：1）以選定的比例尺l作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 （圖 b） 。 2）求 vC，定出瞬心 P13的位置（圖 b） vC=3l 3413 P P = 3413 23 13 B l l v P P P P gg g =2.4174=418(mm/s) 10 60 58 3 83 3 3）定出構(gòu)件 3 的 BC 線上 速度最小的點(diǎn) E 的位置： E 點(diǎn)位置如圖所示。 vE=3l2.4523 13 EP =374(mm/s) 4）定出 vC0 時(shí)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)位置（作于 圖 c） ，量出： 145 227 想一想： 1.要用瞬心法求解某構(gòu)件（如構(gòu)件 3）上點(diǎn)的速度，首先需 1 2 3 4 A B C D 2 a) l=0.003m/mm c) 1 A B1 B2 2 C1(P13) C2(P13) 2 1 D B C l=0.003m/mm b) 1 2 3 4 A D =165 P12 2 P12 P23 P34 P14 P13 E 第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 14 要定出該構(gòu)件的何種瞬心？ 2.構(gòu)件（如構(gòu)件 3）上某點(diǎn)的速度為零，則該點(diǎn)一定就是它的什么瞬心？ 24 在圖示擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，BAC90，LAB=60mm，LAC=120mm，曲柄 AB 以等 角速度 1=30rad/s 轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)按照尺寸按比例重新繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解 法求構(gòu)件 3 的角速度和角加速度。 解：解：取長(zhǎng)度比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖mmm l /001 . 0 vB2=1lAB=3060=1800mm/s=1.8m/s aB2=12lAB=30260=54m/s2 323 2BBB B vvv vvv 方向：BC AB BC 大小： ？ 1lAB ？ 16rad/s，順時(shí)針 3323 23 2 ntkr BBBB BB B aaaaa vvvvv 方向：BC BC BA CB CB 大小：32lBC ？ 12lAB 22vB3B2 ? 0.1 V mmsm/ 3 2 k B B a v p 1 4 1 1 C B 2 3 A p b3 b2 A b3 b3 b2 c 第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 15 1210rad/s2，逆時(shí)針 (注：1和1計(jì)算過(guò)程略) 25 圖示的各機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸，原動(dòng)件 1 以等角速度 1順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)構(gòu)件 3 上 C 點(diǎn)的速度及加速度(列出相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法矢量列出相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法矢量 公式，進(jìn)行大小、方向分析，最后將下面的速度矢量圖和加速度矢量圖補(bǔ)充完整。公式，進(jìn)行大小、方向分析，最后將下面的速度矢量圖和加速度矢量圖補(bǔ)充完整。) 上圖中， ABCDBC lll2 CBCB vvv vvv ntnt CCBCBCB aaaaa vvvvv 方向：CD AB BC 方向：CD CD BA CB CB 大?。?？ 1lAB ？ 大?。篊D2lCD ？ 12lAB CB2lCB ？ 有：vC=0，3=0，2=0.51 aC= aC t=1.5 aB=1.51 2 lAB 1 b B2 1 4 D 3 AC p（c ） b p 1 2 C 3 4 A B 1 b(c3) p(c2) )( 3 cp ) ( 3 nb mmsm a /1 2 n2， c 第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 16 33232CBC BCC C vvvvv vvvvv 方向： ? AB BC BC 大?。?？ 1lAB ？ 0 ? 33323232 ntkr CBC BC BCC CC C aaaaaaa vvvvv 方向： ? BA CB CB BC 大?。?？ 12lAB 32lCB ？ 0 23vC3C2=0 ? 有：vC3=1lAB aC3=0 26 已知：在圖示機(jī)構(gòu)中，lAB=lBC=lCD=l，且構(gòu)件 1 以 1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。AB、BC 處于水平 位置 CDBC，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求 3，3 （v和 a可任意選擇） 。 解： 屬于兩構(gòu)件間重合點(diǎn)的問(wèn)題 思路：因已知 B2點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，故通過(guò) B2點(diǎn)求 B3點(diǎn) 的運(yùn)動(dòng)。 1）速度分析 3232 BBB B vvv vvv 方向：BD AB CD 大小: ? 12l ？ 在速度多邊形中，b3與極點(diǎn) p 重合，vB3=0 且 3vB3/ lBD0，由于構(gòu)件 2 與構(gòu)件 3 套在一起，230 2）加速度分析 33323232 ntnkr BBBBB BB B aaaaaa vvvvvv 3 2B B v 1 D C BA 2 3 4 1 b2 p(b3) 3 t B a 3 2 r B B a b3 b2 p或 第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 17 方向： BD BA CD 大小: 0 ? 12l 0 ？ 在加速度多邊形中，矢量代表 3 b uuu v 3 t B a v 則有： 2 2 31 31 2 2 t B BD al ll 將矢量移至 B3點(diǎn)，可見為3逆時(shí)針。 3 b uuu v 27 已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的位置、速度多邊形和加速度多邊形如下圖所示。試求： 構(gòu)件 1、2 和 3 上速度均為的點(diǎn) X1、X2和 X3的位置； X v 構(gòu)件 2 上加速度為零的點(diǎn) Q 位置，并求出該點(diǎn)的速度； Q v 構(gòu)件 2 上速度為零的點(diǎn) H 位置，并求出該點(diǎn)的加速度； H a 第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 專業(yè)：專業(yè)： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 姓名：姓名： 機(jī)械原理機(jī)械原理習(xí)題卡習(xí)題卡 18 H Q X3 X2 X1 1 A B C D 1 2 3 4 p(q)n2 b c n3 p(a,d,h) c x x1 x2 x3 l0.002m/mm a0.05m/s2/mm v0.01m/s/mm h q aH=v0.0569=3.45m/s h pvQ=v0.0139=0.39m/spq b (各速度矢量和加速度矢量的大小任意，但方向必須與此答案相同) 第四章第四章 平面機(jī)構(gòu)的力分析平面機(jī)構(gòu)的力分析 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 19 1 1、填空題：填空題： 1. 作用在機(jī)械上的力分為 驅(qū)動(dòng)力 和 阻抗力 兩大類。 2對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析的目的是： (1) 確定運(yùn)動(dòng)副中的反力 ；(2) 確 定機(jī)械上的平衡力或平衡力矩 。 3確定構(gòu)件慣性力的一般性方法中，對(duì)作平面移動(dòng)的物體，其慣性力為 -ma ； 對(duì)繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件，若轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不通過(guò)質(zhì)心，則其慣性力為 -ma ，而慣性力偶矩為 -J ；若轉(zhuǎn)動(dòng)軸線通過(guò)質(zhì)心，則只存在 -J 。 4. 質(zhì)量代換法是指把構(gòu)件質(zhì)量按一定條件用 集中于構(gòu)件上某幾個(gè)選定點(diǎn)的假想集中 質(zhì)量 來(lái)代替。假想的集中質(zhì)量稱為 代換質(zhì)量 ，其所在的位置稱為 代換點(diǎn) 。 5. 質(zhì)量代換應(yīng)滿足三個(gè)基本條件： 代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變 ； 代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變 ； 代換前后構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變 。 6. 質(zhì)量代換中，動(dòng)代換是指滿足質(zhì)量不變、質(zhì)心位置不變以及對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變； 而靜代換則是指只滿足 構(gòu)件的質(zhì)量不變和質(zhì)心位置不變 。 7. 在滑動(dòng)摩擦系數(shù)相同條件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是槽面摩擦的當(dāng)量摩擦 系數(shù)為，明顯大于 f ，因此，機(jī)械中三角帶傳動(dòng)比平型帶傳動(dòng)用得更為廣 sin f f 泛，而聯(lián)接用的螺紋更多地采用三角形為螺紋牙型。 4考慮摩擦的移動(dòng)副，當(dāng)發(fā)生加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，說(shuō)明外力的作用線與運(yùn)動(dòng)方向法線的夾角 大于摩擦角 ，當(dāng)發(fā)生勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，說(shuō)明外力的作用線與運(yùn)動(dòng)方向法線的夾角 等于摩 擦角 ，當(dāng)發(fā)生減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，說(shuō)明外力的作用線與運(yùn)動(dòng)方向法線的夾角 小于摩擦角 。 4考慮摩擦的轉(zhuǎn)動(dòng)副，當(dāng)發(fā)生加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，說(shuō)明外力的作用線 在摩擦圓之外 ，當(dāng)發(fā) 第四章第四章 平面機(jī)構(gòu)的力分析平面機(jī)構(gòu)的力分析 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 20 生勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，說(shuō)明外力的作用線 與摩擦圓相切 ，當(dāng) 發(fā)生減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，說(shuō)明外力的作用線 與摩擦圓相割 。 2、分析計(jì)算題分析計(jì)算題 1. 當(dāng)圖示的軋鋼機(jī)的軋輥回轉(zhuǎn)時(shí),不需外力的幫助即能將軋件 帶入軋輥之間。 （忽略軋件自重） 1試證明這時(shí)軋輥與扎件間的摩擦角不應(yīng)小于； 2若 d=1200mm,a=25mm 及軋輥與扎件間的摩擦系數(shù) f0.3，求扎件的最大厚度 h。 1圖示工件在 A 點(diǎn)處受到輥?zhàn)咏o工件的作用力，根據(jù)摩擦角的定義，該力方向?qū)⒀亟佑| 點(diǎn)公法線方向，向阻礙工件相對(duì)輥?zhàn)舆\(yùn)動(dòng)方向偏轉(zhuǎn)摩擦角，如圖所示 同理，在 A 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)處也有同樣情況 明顯，兩個(gè)力的合力必須產(chǎn)生向右的分力才能 將工件牽引入內(nèi)，即必須才能完成牽引 2由幾何關(guān)系 mmtgrrh6085.7525)1 . 0(cos600600225)cos(2 1 2. 對(duì)圖示機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件作出力分析，畫出各構(gòu)件的受力分析圖（不考慮慣性力,考慮摩擦 力與不考慮摩擦力分別分析，摩擦角和摩擦圓大小自定） 。 1 2 3 4 d M F 第四章第四章 平面機(jī)構(gòu)的力分析平面機(jī)構(gòu)的力分析 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 21 3.對(duì)圖示機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件作出力分析，畫出各構(gòu)件的受力分析圖（不考慮慣性力,考慮摩擦 力與不考慮摩擦力分別分析，摩擦圓大小自定） 。 考慮摩擦各構(gòu)件不考慮摩擦各構(gòu)件 考慮摩擦各構(gòu)件不考慮摩擦各構(gòu)件 第五章第五章 機(jī)械的效率和自鎖機(jī)械的效率和自鎖 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 22 1 1、填空題：填空題： 1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， P P 0 則機(jī)器效率的計(jì)算式是 = / 。 P 0 P 2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 Q 生產(chǎn)阻力為,則機(jī)器效率的計(jì)算式是 / 。 Q0 Q Q0 3假設(shè)某機(jī)器由兩個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成，其傳動(dòng)效率分別為和，則該機(jī)器的傳動(dòng)效率為 1 2 * 。 1 2 4假設(shè)某機(jī)器由兩個(gè)機(jī)構(gòu)并聯(lián)而成，其傳動(dòng)效率分別為和，則該機(jī)器的傳動(dòng)效率為 1 2 （P1*1+ P2*2）/(P1+P2) 。 5. 從受力觀點(diǎn)分析，移動(dòng)副的自鎖條件是 外力的作用線與運(yùn)動(dòng)方向法線的夾角小于等 于摩擦角 ；轉(zhuǎn)動(dòng)副的自鎖條件是 外力的作用線與摩擦圓相切或相割 ；從效率觀點(diǎn) 來(lái)分析，機(jī)械自鎖的條件是 效率小于等于零 。 二、分析計(jì)算題二、分析計(jì)算題 1. 某滑塊受力如圖所示，已知滑塊與地面間摩擦系 數(shù) f，試求 F 與 Q 分別為驅(qū)動(dòng)力時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)效率。 F 為驅(qū)動(dòng)力：ftg 1 于是由正弦定理： )90sin( )90sin( 0 0 Q F 令，得0 )90sin( 0 0 Q F Q F Q F Q 0 90 F 0 90 第五章第五章 機(jī)械的效率和自鎖機(jī)械的效率和自鎖 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 23 因此，其效率為 0 0 0 sin(90)cos()cossin = sin(90)sin(90)coscoscos Ff F 當(dāng) Q 為驅(qū)動(dòng)力，F(xiàn) 變?yōu)樽枇?，取代替上式中的，并取倒?shù)，得 00 0 0 sin(90sin(90)coscoscos = sin(90)cos( - )cos + sin F Ff ） 2. 圖示楔塊機(jī)構(gòu)。已知：，各摩擦面間的摩擦系數(shù)均為,阻力 60of 0 15. N。試：Q 1000 畫出各運(yùn)動(dòng)副的總反力； 畫出力矢量多邊形； 求出驅(qū)動(dòng)力P值及該機(jī)構(gòu)效率。 01 53077 . 8 ftg 由正弦定理： 和 )90sin()2180sin( 0 21 0 RP )90sin()2sin( 0 12 RQ 第五章第五章 機(jī)械的效率和自鎖機(jī)械的效率和自鎖 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 24 于是QP )2sin( )90sin( )90sin( )2180sin( 00 代入各值得：NP7007.1430 取上式中的，可得 0 0NP1000 0 于是6990 . 0 0 P P 第六章第六章 機(jī)械的平衡機(jī)械的平衡 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 25 一、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)件的直徑和軸向?qū)挾戎确蠗l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Db/D b5 穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)。如不平衡，必須至少在 2 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 1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 2 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(wèn)題。 4. 剛性轉(zhuǎn)子靜平衡的力學(xué)條件是 質(zhì)徑積向量和等于零 ，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. 圖a、b、c中，S為總質(zhì)心，圖 a, b 中的轉(zhuǎn)子具有靜不平衡，圖 c 中的轉(zhuǎn)子是動(dòng)不平衡。 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)心靜止不動(dòng) 。 8.在圖示a、b、c三根曲軸中，已知，并作軸向等間隔布置，并且各曲拐都在同一 1 12 23 34 4 m rm rm rm r 軸平面內(nèi)，則其中 a, b, c 軸已達(dá)靜平衡， c 軸已達(dá)動(dòng)平衡。 第六章第六章 機(jī)械的平衡機(jī)械的平衡 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 26 二、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(shuō)該轉(zhuǎn)子也滿足靜平衡條件。 () 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?質(zhì)量即可達(dá)到動(dòng)平衡。() 3. 經(jīng)過(guò)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 。() 4. 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。() 三、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 D 狀態(tài)。 A) 靜不平衡 B) 靜平衡 C) 完全不平衡 D) 動(dòng)平衡 2圖示為一圓柱凸輪。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 B) 靜平衡 C) 完全不平衡 D) 動(dòng)平衡 第六章第六章 機(jī)械的平衡機(jī)械的平衡 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 27 3. 機(jī)械平衡研究的內(nèi)容是 C A) 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 B) 靜平衡 C) 完全不平衡 D) 動(dòng)平衡 5. 圖示為一發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。設(shè)各曲拐部分的質(zhì)量及質(zhì)心至回轉(zhuǎn)軸線的距離都相等，當(dāng)該曲軸繞OO軸線回轉(zhuǎn)時(shí)是處于 B 狀態(tài)。 A) 靜不平衡 B) 靜平衡 第六章第六章 機(jī)械的平衡機(jī)械的平衡 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 28 C) 完全不平衡 D) 動(dòng)平衡 6 為了平衡曲柄滑塊機(jī)構(gòu)ABC中滑塊C的往復(fù)慣性力(曲柄和連桿質(zhì)量不計(jì))，在原機(jī)構(gòu)上附加一對(duì)稱滑塊機(jī)構(gòu) 。設(shè)滑塊和質(zhì)量相等，,機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能達(dá)到 B 。 ABCC C AB AB ll BC B C ll A) 慣性力全部平衡，且不產(chǎn)生附加慣性力偶矩。 B) 慣性力全部平衡，但產(chǎn)生附加慣性力偶矩。 C) 慣性力部分平衡，且不產(chǎn)生附加慣性力偶矩。 D) 慣性力部分平衡，但產(chǎn)生附加慣性力偶矩。 四、計(jì)算題 1. 圖示兩個(gè)回轉(zhuǎn)構(gòu)件是否符合靜平衡條件？是否符合動(dòng)平衡條件？為什么？ 第六章第六章 機(jī)械的平衡機(jī)械的平衡 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 29 對(duì)a 30 420 60 i i mr 處于靜平衡狀態(tài) 對(duì)b，,處于靜平衡狀態(tài)10 104 154 100 i i mr 將分解到1，3平面內(nèi) 2 m 1 22 12 1818()mmAA 1 2 6m 31 222 4mmm 在平面 1 中， 6 104 150 i i mr 在平面 3 中 4 104 100 i i mr 所以，圖 b 處于動(dòng)平衡狀態(tài) 第六章第六章 機(jī)械的平衡機(jī)械的平衡 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 30 2圖示為繞O點(diǎn)回轉(zhuǎn)的薄片圓盤，在位置1、2處鉆孔， ，孔部分材料質(zhì)量分別為 1 0 1m.r 2 0 2m.r ，。為進(jìn)行靜平衡，欲在半徑的圓周上鉆一孔。試表示出孔的 方向， 1 1 0kg.m 2 0 5kg.m 0 5m. b r b 并求出鉆去材料的質(zhì)量。 b m 3圖示為一鼓輪，上有重塊A、B，已知它們的質(zhì)量 ，今欲在平面、上分別加一 A 4kgm B 2kgm 平衡質(zhì)量和，它們分布在的圓周上， b m b m1200mm 使鼓輪達(dá)到完全平 衡。試求和 b m 的大小，并在 b m 圖中畫出它的安放 位置。 1 1 2 2 1 0 0 10 1kg m 0 5 0 20 1kg m . . m r m r 由靜平衡條件： 1 12 2 0 b b m rm rm r 得，方向如圖所示。0 1kg m. b b m r 所以鉆孔的質(zhì)量為0 1 0 50 2kg. / b m 第六章第六章 機(jī)械的平衡機(jī)械的平衡 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 31 將不平衡質(zhì)量、分解至，平面內(nèi)，因?yàn)槲挥谄矫鎯?nèi)，不用分解，所以只 A m B mIII A mI 需要分解 B m 2601200260() I BB mm 7 23kg. I B m 7 2329 23kg III BBB mmm 在平面內(nèi)，I 由得0 i i mr 2 2 600600500 II bAB mmm 7 23kg. I b m 設(shè)與豎直方向的夾角為，則 I b ， 5007 23 500 6004 600 . tan I I B b A m m 56 4 . I b 在平面II內(nèi) 由得0 i i mr 500600 IIII Bb mm 7 69kg. II b m 方向如圖所示。 4.某轉(zhuǎn)子由兩個(gè)互相錯(cuò)開的偏心輪組成，每 0 90 一偏心輪的質(zhì)量均為，偏心距均為，擬在mr 平衡平面A、B上半徑為處添加平衡質(zhì)量，使2r 第六章第六章 機(jī)械的平衡機(jī)械的平衡 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 32 其滿足動(dòng)平衡條件，試求平衡質(zhì)量和的大小和方向。 b A m b B m 解： 第七章第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 33 一、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 在每一瞬時(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 在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中，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 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， 即 等速 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)，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100/ m rad s0 05. = 102.5 rad/s，最小角速度= 97.5 rad/s。 max min 6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) 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)。 7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 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)。 8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)是 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，由零點(diǎn)逐步增加到正常值 。 9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，由正常速度逐步減小到零 。 10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。 第七章第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 34 11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(lái)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 性速度波動(dòng) 。為了重新達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，需要采用 調(diào)速器 來(lái)調(diào)節(jié)。513 12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)?運(yùn)動(dòng)構(gòu)件重心的位置沒有改變 。 13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 調(diào)節(jié),后者采用 安 裝調(diào)速器 進(jìn)行調(diào)節(jié)。 14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)輸入功于等于輸出功與損失功之和 ， 它的 運(yùn)動(dòng)特征是 每一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的初速度和末速度相等 。 15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)。 16圖示為某機(jī)器的等效驅(qū)動(dòng)力矩和等效阻力矩的 d M r M 線圖，其等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù)，該機(jī)器在主軸位置角等于時(shí)，/2 主軸角速度達(dá)到,在主軸位置角等于時(shí)，主軸角速度達(dá)到 max 2 。 min 二、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。() 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。() 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。() 4.機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的含義是指原動(dòng)件(機(jī)器主軸)作等速轉(zhuǎn)動(dòng)。() 5. 機(jī)器作穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，必須在每一瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)功率等于阻抗功率。() /2 2 第七章第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 35 6. 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)是一個(gè)假想質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)，它的大小等于原機(jī)器中各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì) 量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)之和。() 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)是一個(gè)假想質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)，它不是原機(jī)器中各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量(轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量)之和，而是根據(jù)動(dòng)能相等的原則轉(zhuǎn)化后計(jì)算得出的。() 8. 機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效力(矩)是一個(gè)假想力(矩)，它的大小等于原機(jī)器所有作用外力的矢量和。() 9.機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效力(矩)是一個(gè)假想力(矩)，它不是原機(jī)器中所有外力(矩)的合力，而是根據(jù)瞬時(shí)功率 相等的原則轉(zhuǎn)化后算出的。() 10.機(jī)器等效動(dòng)力模型中的等效力(矩)是根據(jù)瞬時(shí)功率相等原則轉(zhuǎn)化后計(jì)算得到的，因而在未求得機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)前是 無(wú)法計(jì)算的。() 三、選擇題 1在機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，應(yīng)有 A (A)慣性力和重力所作之功均為零； (B)慣性力所作之功為零，重力所作之功不為零； (C)慣性力和重力所作之功均不為零； (D)慣性力所作之功不為零，重力所作之功為零。 2機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)周期性速度波動(dòng)的原因是 C 。 (A)機(jī)器中存在往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，慣性力難以平衡； (B)機(jī)器中各回轉(zhuǎn)構(gòu)件的質(zhì)量分布不均勻； (C)在等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù)時(shí)，各瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)功率和阻抗功率不相等，但其平均值相等，且有公共周期； (D)機(jī)器中各運(yùn)動(dòng)副的位置布置不合理。 3機(jī)器中安裝飛輪的一個(gè)原因是為了 C 。 (A)消除速度波動(dòng)； 第七章第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 36 (B)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)； (C)減小速度波動(dòng)； (D)使慣性力得到平衡，減小機(jī)器振動(dòng)。 4. 設(shè)機(jī)器的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù)，其等效驅(qū)動(dòng)力矩和等效 阻抗力矩的變化如圖示，可判斷該機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況應(yīng)是 B 。 (A)勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)； (B)變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)； (C)加速過(guò)程； (D)減速過(guò)程。 5. 在圖7-3-5傳動(dòng)系統(tǒng)中，已知, 1 20Z 2 60Z , 。如以齒輪4為等效構(gòu)件，則齒輪1的等效 3 20Z 4 80Z 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將是它自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的 B 。 (A)12倍； (B)144倍； (C)1/12; (D)1/144。 5. 在圖7-3-5傳動(dòng)系統(tǒng)中，已知, 。如以齒輪1為等效構(gòu)件，則作用于齒輪4 1 20Z 2 60Z 3 20Z 4 80Z 的力矩的等效力矩等于 C 。 4 M 4 M (A)12倍； (B)144倍； (C)1/12; (D)1/144。 第七章第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 37 6如果不改變機(jī)器主軸的平均角速度，也不改變等效驅(qū)動(dòng)力矩和等效阻抗力矩的變化規(guī)律，擬將機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻 系數(shù)從0.10降到0.01，則飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將近似等于 A 。(為原飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為原飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量) F I F I F I (A) 10； (B) 100； (C) 1/10 (D) 1/100 7. 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，求得的等效力矩和機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析中求 得的在等效構(gòu)件上的平衡力矩，兩者的關(guān)系應(yīng)是 B 。 (A)數(shù)值相同，方向一致； (B)數(shù)值相同，方向相反； (C)數(shù)值不同，方向一致； (D)數(shù)值不同，方向相反。 四、計(jì)算題 1在圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸、質(zhì)量、質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，構(gòu)件1的角速度。又mS S J 1 設(shè)該機(jī)構(gòu)上作用有常量外力(矩)、。試：554 1 M 3 R 2 F (1)寫出在圖示位置時(shí)，以構(gòu)件1為等效構(gòu)件的等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算式。 (2)等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是常量還是變量？若是變量則需指出是機(jī)構(gòu)什么參數(shù)的函數(shù)，為什么？ 第七章第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 38 0 22233 1 11 22233 1 11 coscos180 cos ss ss F vR v MM F vR v M 222 232 1223 111 ss S VV JJmJm 因、分別和速度比、速度平方有關(guān)，而連桿機(jī)構(gòu)中速度比與機(jī)構(gòu)位置有關(guān)，速度比是變量，故等效力矩和MJ 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變變量，它們是曲柄位置的函數(shù)。 第七章第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 39 2一機(jī)械系統(tǒng)，當(dāng)取其主軸為等效構(gòu)件時(shí)，在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，其等效阻力矩M r如圖所示。已知等效驅(qū)動(dòng)力 矩為常數(shù)，機(jī)械主軸的平均轉(zhuǎn)速為1000r/min。若不計(jì)其余構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，試問(wèn)： (1)當(dāng)要求運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)時(shí)，應(yīng)在主軸上安裝一個(gè)JF ? 的飛輪；0 05. (2)如不計(jì)摩擦損失，驅(qū)動(dòng)此機(jī)器的原動(dòng)機(jī)需要多大的功率N (kW ) ? 在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)周期中驅(qū)動(dòng)功和阻力功相等，所以有 55 102602 33 d M 55 18.3 N m 3 d M =面積=面積= max W 5 18.3 1043.4 J 3 1000 104.7/ 3030 m n rad s 2 max 22 43.4 0.0792 kg m 104.70.05 F m W J 18.3 104.71916 w=1.916 Kw dm NM 第七章第七章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 40 3已知機(jī)器在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中主軸上等效阻力矩Mr的變化規(guī)律如圖示。設(shè)等效驅(qū)動(dòng)力矩Md為常數(shù)，主軸平均 角速度，許用運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)。除飛輪外其它構(gòu)件的質(zhì)量不計(jì)。試求：25/ m rad s0.02 （1）驅(qū)動(dòng)力矩