机械原理习题集(第一稿)

1第二章机构的结构分析一．填空题1．组成机构的基本要素是和。机构具有确定运动的条件是：。2．在平面机构中，每一个高副引入个约束，每一个低副引入个约束，所以平面机构自由度的计算公式为F=。应用该公式时，应注意的事项是：。3．机构中各构件都应有确定的运动，但必须满足的条件是：。二．综合题1．根据图示机构，画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。设标有箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么？2．计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指明所在之处。（a）（b）C21ABEDF34567891011GHIJKLADECHGFIBK12345678923．计算图示各机构的自由度。（a）（b）（c）（d）（e）（f）34．计算机构的自由度，并进行机构的结构分析，将其基本杆组拆分出来，指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。（a）（b）（c）（d）5．计算机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。如果在该机构中改选FG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。46．试验算图示机构的运动是否确定。如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。（a）（b）5第三章平面机构的运动分析一、综合题1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号ijP直接在图上标出）。2、已知图示机构的输入角速度1,试用瞬心法求机构的输出速度3。要求画出相应的瞬心，写出3的表达式，并标明方向。63、在图示的齿轮--连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。4、在图示的四杆机构中，ABl=60mm,CDl=90mm,ADl=BCl=120mm,2=10rad/s，试用瞬心法求：（1）当=165°时，点C的速度cv；（2）当=165°时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及其速度的大小；（3）当0cv时，角之值（有两个解）。5、如图为一速度多边形，请标出矢量ABv、BCv、CAv及矢量Av、Bv、Cv的方向？76、已知图示机构各构件的尺寸，构件1以匀角速度ω1转动，机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图b)、c)所示。（1）分别写出其速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小，（2）试在图b)、c)上分别标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向。7、已知图示机构中各构件的尺寸，原动件1以匀速V1移动，求出图示位置时构件3的角速度ω3和角加速度3。要求列出矢量方程式、分析各矢量的大小和方向、作出速度与加速度多边形（可不按比例）、并列出ω3和3表达式。8、回转导杆机构的速度多边形如图2）所示，试判断其哥氏加速度aKC2C3的方向并标画在图上,并写明判断的方法。ABV112389试判断在图示的两个机构中，B点是否存在哥氏加速度？又在何位置时其哥氏加速度为零？作出相应的机构位置图。10、在图示的各机构中，设已知构件的尺寸及点B的速度Bv（即速度矢量pb）。试作出各机构在图示位置的速度多边形。11、在图示齿轮连杆机构中，已知曲柄1的输入转速1恒定，试就图示位置求：（1）分析所给两矢量方程中每个矢量的方向与大小；（2）规范地标出图示速度多边形中每个顶点的符号；VC2=VB+VC2BVC4=VC2+VC4C2方向：大小：912、在图示的机构中，设已知各构件的长度85ADlmm，25ABlmm，45CDlmm,70BClmm,原动件以等角速度110/wrads转动，试用图解法求图示位置时点E的速度Ev和加速度Ea及构件2的角速度2w及加速度2a.13、在图示机构中，已知各构件的尺寸及原动件1的角速度1（为常数），试以图解法求190时，构件3的角速度3及角加速度1a（比例尺如图）。（应先写出有关的速度、加速度矢量方程，再作图求解。）10第四章平面机构的力分析+第五章效率和自锁一、填空题1、在移动副中，如驱动力作用在时，将发生自锁；在转动副中，如驱动力为一单力，且作用在时，则将自锁；在螺旋副中，如果时，其反行程也将发生自锁。2、斜面机构反行程的自锁条件为v，其中为斜面的倾斜角，而v则为。三角螺纹和矩形螺纹相比较，更容易自锁，因为。3、机器产生“自锁”的原因是：。4、机械效率是__________的比值，按机械效率来确定机构自锁的条件。5、当机械自锁时，其机械效率。二、简答题1、何谓摩擦圆？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，两构件将各呈现何种相对运动状态？2、具有自锁的机构，其正、反行程的机械效率是否相等？为什么？3、何谓机构的自锁？试以具有自锁特性的螺旋千斤顶机构为例说明在什么情况下能运动？在什么情况下不能运动？4、铰链四杆机构在死点位置时，驱动力任意增加也不能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？试加以说明。三、综合题1、如图所示为一输送辊道的传动简图。设已知一对圆柱齿轮传动的效率为0.95；一对圆锥齿轮传动的效率为0.92(均已包括轴承效率)。求该传动装置的总效率。112、图示为由几种机构组成的机器传动简图。已知：η1=η2=0.98，η3=η4=0.96，η5=η6=0.94，η7=0.42，Pr’=5KW，Pr’’=0.2KW。求机器的总效率η。3、图示铰链四杆机构中，AB杆为主动件，CD杆为从动件，虚线小圆为各铰链处之摩擦圆。已知构件CD上作用有生产阻力R，若不计构件的自重和惯性力，试确定：1）图示位置时，主动构件AB的转向；2）图示位置时，连杆BC所受的作用力R12和R32的作用线。（3）作用在主动件1上的驱动力矩M1的方向以及约束反力R21与R41的方位。4、图a）、b）给出轴颈受力的两种情况，Q为外载荷，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）。5612347η1η2η5η6η7η3η4Pr’Pr’’125、在图示机构中，已知各转动副中摩擦圆和移动副中的摩擦角φ如图所示，P为驱动力，Q为阻抗力，试在图上作出各运动副的总反作用力的方位。6、在图示双滑块机构中，转动副A与B处的虚线小圆表示磨擦圆，在滑块1上加F力推动滑块3上的负载Q，若不计各构件重量及惯性力，试在图上画出构件2所受作用力的作用线。7、如图所示为颚式破碎机的两块颚板，设料块为球形，料块与颚板间的磨擦系数为f=0.2，若不计料块的重量，试求在破碎过程中，不会使料块向上跳开的两颚板之间的夹角α（咬角）。138、在图示的曲柄滑块机构中，虚线小圆表示转动副处的磨擦圆。若不计构件的重力和惯性力，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。9、一重量NQ10，在图示的力P作用下，斜面等速向上运动。若已知：15，滑块与斜面间的摩擦系数1.0f。试求力P的大小及斜面机构的机械效率。10、图示压榨机在驱动力P作用下产生压榨力Q。设各转动副A、B、C、D处的摩擦圆及移动副的摩擦角如图示。试在机构图上画出各运动副的反力(作用线位置与力指向)；注：图中细线圆为摩擦圆。1411、图示为凸轮连杆组合机构运动简图。凸轮为原动件，滑块上作用有工作阻力Q，各转动副处的摩擦圆(以细线圆表示)及滑动摩擦角如图示。试：(1)在简图上画出各运动副处的约束反力(包括作用线位置与指向)；(2)画出力多边形；（可不按比例，但力的方向必须正确）15第六章机械的平衡一、填空题1、刚性转子在的情况下，可以只进行静平衡；而当进行动平衡时，平衡平面最少应选个，这是因为。2、在图示（a）、（b）、（c）三根轴中，已知44332211rmrmrmrm，并作轴向等间隔布置，且都在曲轴的同一含轴平面内，则其中轴已达到静平衡，轴已达到动平衡。11rm22rm33rm44rm（a）11rm22rm33rm44rm（b）11rm22rm33rm44rm(c)3、刚性转子静平衡的条件是；而动平衡的条件是。4、设计形体不对称的回转零件时，要进行平衡计算，但在制造过程中还要安排一道工序，这是因为。5、只使刚性转子的得到平衡称为静平衡，此时只需要在个平面中增减质量；使和同时得到平16衡称为动平衡，此时至少要在个选定的平衡面中增减质量。6、质径积是指转子的与的乘积；残余不平衡质径积相同，但质量不同的两转子，质量的转子的平衡精度高。7、在图（a）、（b）、（c）中，S为总质心，图总的转子只是静不平衡，图中的转子是动不平衡。s1se2ss1s2ss(a)(b)(c)8、对于轴向尺寸较小的盘状转子，它们的质量分布可视为，这是进行的平衡称为平衡；而对轴向尺寸较大的转子，应进行平衡。9、如图所示两个转子，已知2211rmrm，转子（a）是不平衡的，转子（b）是不平衡的；转子可以选出一个平衡平面，在其上加（减）一个平衡质量使之达到平衡。11rm22rm11rm22rm(a)(b)二、简答题1、何谓转子的静平衡和动平衡？不考虑动平衡的动平衡是否总是有利的，为什么？三、综合题1、如图所示盘状转子上有两个不平衡质量：5.11mkg，8.02mkg，1401rmm，1802rmm，相位如图所示。现用去重法来平衡，求所需挖去的质量大小和相位（设挖去质量处的半径140rmm）。17m1r1m2r218第七章机械的运转及其速度波动的调节一、填空题1、等效质量（或等效转动惯量）的值是的函数，只与有关，而与机器的无关。2、按的原则来计算等效力矩，按的原则来计算转动惯量。3、机器的稳定运转可以分为速稳定运转和速稳定运转两种情况，前者机器的驱动功dW与阻抗功rW的关系是；后者机器的驱动功dW与阻抗功rW的关系是。4、调节机器周期性速度波动的方法是；非周期性速度波动的调节方法是用来实现的。5、机器中安装飞轮，除了可用以之外，同时还可用以。6、从量角度看，机器在一个稳定运动循环内，其与应相等；如果它们不仅在一个稳定运动循环内相等，而且在任何一个瞬时都相等，则该机器将作运转。7、机器在稳定运转状态下，作周期性速度波动的条件。8、机器运转过程中产生周期性速度波动的主要原因是。二、简答题1、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？2、等效质量的等效条件是什么？如果不知道机构的真实运动，能否求得等效质量，为什么？3、通常，机器的运转分为几个阶段以及各阶段的功能特征是什么？何谓等速稳定运转和周期性变速稳定运转？194、分别写出机器在启动阶段、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。5、什么是等效力的等效条件？6、机器运转的周期性及非周期性速度波动的性质有何区别，各用什么方法加以调节？三、综合题1、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sJ、构件1的角速度。又设该机构上作用有外力（矩）1M、3R、2F如图所示。试写出在图示位置是以构件1位等效构件的等效力矩和等效转动惯量的计算式和推导过程。2、在某机器中，设取其主轴为等效构件，已知其在一个稳定运动循环（2）中的等效阻力矩erM如图所示，又已知其等效驱动力矩edM为常数。若不计机器中各构件的等效转动惯量。试求为保证机器主轴在1500r/min的转速下运转，且运转不均匀系数=0.05时，应在主轴上加装的飞轮的转动惯量FJ及主轴的最大和最小角速度max、min。1J1m11M2sJ2m2S3m)(3S3R)(1SABC12160002)(mNMeerM2/4/320203、在电动机驱动的剪床中，作用在主轴（等效构件）上的等效阻抗力矩erM曲线如图所示，周期为2，主轴在1500r/min的转速下运转，且要求不均匀系数0.05。若等效驱动力矩edM为常数。试问：（1）等效驱动力矩edM为多少？（2）等效构件的最大和最小角转速度为多少？（3）求应加在等效构件上的飞轮转动惯量FJ。4、某机组一个稳定运动循环对应于等效构件的一转。已知等效阻抗力矩erM曲线如图所示，等效驱动力矩edM为常数，等效构件上的平均转速为100r/mi