《機(jī)械原理習(xí)題集》原稿子2
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1、word 機(jī)械原理習(xí)題集 姓 名 專業(yè)班級 學(xué) 號 交通與機(jī)械工程學(xué)院根底教研室 目 錄 第一章 緒 論1 第二章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2 第三章 平面機(jī)構(gòu)的運動分析8 第四章 平面機(jī)構(gòu)的力分析18 第五章 機(jī)械效率與自鎖24 第六章 機(jī)械的平衡30 第七章 機(jī)器的運轉(zhuǎn)與其速度波動的調(diào)節(jié)34 第八章 平面連桿機(jī)構(gòu)41 第九章 凸輪機(jī)構(gòu)與其設(shè)計49 第十章 齒輪機(jī)構(gòu)與其設(shè)計56 第十一章 齒輪系與其設(shè)計67 第一章 緒 論 選擇填空 1、機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件是由一個或多個
2、零件所組成,這些零件間 B 產(chǎn)生任何相對運動。 A、可以 B、不能 2、構(gòu)件是組成機(jī)器的B 。 A、制造單位 B、獨立運動單元 C、原動件 D、從動件 簡答題 1、什么是機(jī)構(gòu)、機(jī)器和機(jī)械? 機(jī)構(gòu):在運動鏈中,其中一個件為固定件〔機(jī)架〕,一個或幾個構(gòu)件為原動件,其余構(gòu)件具有確定的相對運動的運動鏈稱為機(jī)構(gòu)。 機(jī)器:能代替或減輕人類的體力勞動或轉(zhuǎn)化機(jī)械能的機(jī)構(gòu)。 機(jī)械:機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。 2、機(jī)器有什么特征? 〔1〕經(jīng)過人們精心設(shè)計的實物組合體。 〔2〕各局部之間具有確定的相對運動。 〔3〕能代替或減輕
3、人的體力勞動,轉(zhuǎn)換機(jī)械能。 3、機(jī)構(gòu)有什么特征? 〔1〕經(jīng)過人們精心設(shè)計的實物組合體。 〔2〕各局部之間具有確定的相對運動。 4、什么是構(gòu)件和零件? 構(gòu)件:是運動的單元,它可以是一個零件也可以是幾個零件的剛性組合。 零件:是制造的單元,加工制造不可再分的個體。 第二章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 判斷題 1、具有局部自由度的機(jī)構(gòu),在計算機(jī)構(gòu)的自由度時,應(yīng)當(dāng)首先除去局部自由度。〔√ 〕 2、具有虛約束的機(jī)構(gòu),在計算機(jī)構(gòu)的自由度時,應(yīng)當(dāng)首先除去虛約束?!?√〕 3、虛約束對運動不起作用,也不能增加構(gòu)件的剛性。〔×〕 4、六個構(gòu)件組成同一回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動副,如此該處共有三個轉(zhuǎn)動副?!?/p>
4、 × 〕 選擇填空 1、原動件的自由度應(yīng)為 B 。 A、0 B、1 C、2 2、機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件是 B 。 A、自由度>0 B、自由度=原動件數(shù)C、自由度>1 3、由K個構(gòu)件匯交而成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)具有A個轉(zhuǎn)動副。 A、K-1 B、K C、K+1 4、一個作平面運動的自由構(gòu)件有B個自由度。 A、1 B、3 C、6 5、通過點、線接觸構(gòu)成的平面運動副稱為C
5、。 A、轉(zhuǎn)動副 B、移動副 C、高副 6、通過面接觸構(gòu)成的平面運動副稱為A。 A、低副 B、高副 C、移動副 7、平面運動副的最大約束數(shù)是B。 A、1 B、2 C、3 8、原動件數(shù)少于機(jī)構(gòu)自由度時,機(jī)構(gòu)將B。 A、具有確定的相對運動 B、無規(guī)如此地亂動 C、遭到破壞。 填空題 1、使兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運動的聯(lián)接稱為運動副。 2、平面機(jī)構(gòu)中的低副有移動副和回轉(zhuǎn)副兩種。
6、 3、機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件可分為三類:原動件、從動件和機(jī)架。 4、在平面機(jī)構(gòu)中假如引入一個高副將引入1個約束。 5、在平面機(jī)構(gòu)中假如引入一個低副將引入2個約束。 6、平面運動副按組成運動副兩構(gòu)件的接觸特性,分為低副和高副兩類。其中兩構(gòu)件間為面接觸的運動副稱為低副;兩構(gòu)件間為點接觸或線接觸的運動副稱為高副。 7、在平面機(jī)構(gòu)中構(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。 8、機(jī)構(gòu)具有確定的相對運動條件是原動件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)。 簡答題 1、什么是平面機(jī)構(gòu)? 組成機(jī)構(gòu)的所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面上運動。 2、什么是運動副?平面運動副分幾類,各類都有哪些運動副?其
7、約束等于幾個? 運動副:兩個構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對運動的聯(lián)接叫運動副。 平面運動副分兩類: 〔1〕平面低副〔面接觸〕包括:轉(zhuǎn)動副、移動副,其約束為 2。 〔2〕平面高副〔點、線接觸〕包括:滾子、凸輪、齒輪副等,約束為 1。 3、什么是運動鏈,分幾種? 假如干個構(gòu)件用運動副聯(lián)接組成的系統(tǒng)。分開式鏈和閉式鏈。 4、什么是機(jī)架、原動件和從動件? 機(jī)架:支承活動構(gòu)件運動的固定構(gòu)件。 原動件:運動規(guī)律給定的構(gòu)件。 從動件:隨原動件運動,并且具有確定運動的構(gòu)件。 5、機(jī)構(gòu)確定運動的條件是什么?什么是機(jī)構(gòu)自由度? 條件:原動件的數(shù)目等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)。 機(jī)構(gòu)自由度:機(jī)構(gòu)具有
8、確定運動所需要的獨立運動參數(shù)。 6、平面機(jī)構(gòu)自由度的計算式是怎樣表達(dá)的?其中符號代表什么? F =3n- 2PL-PH 其中: n----活動構(gòu)件的數(shù)目,PL----低副的數(shù)目,PH----高副的數(shù)目。 7、在應(yīng)用平面機(jī)構(gòu)自由度計算公式時應(yīng)注意些什么? 應(yīng)注意復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束。 8、什么是復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束,在計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)如何處理? 復(fù)合鉸鏈:多個構(gòu)件在同一軸線上組成轉(zhuǎn)動副,計算時,轉(zhuǎn)動副數(shù)目為m-1個 局部自由度:與整個機(jī)構(gòu)運動無關(guān)的自由度,計算時將滾子與其組成轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件假想的焊在一起,預(yù)先排除局都自由度。 虛約束:不起獨立限制作用的約束,
9、計算時除去不計。 9、什么是機(jī)構(gòu)運動簡圖,有什么用途? 拋開構(gòu)件的幾何形狀,用簡單的線條和運動副的符號,按比例尺畫出構(gòu)件的運動學(xué)尺寸,用來表達(dá)機(jī)構(gòu)運動情況的圖形。 用途:對機(jī)構(gòu)進(jìn)展結(jié)構(gòu)分析、運動分析和力分析。 習(xí)題 2-1 如下列圖為一簡易沖床的初擬設(shè)計方案。設(shè)計的思路是:動力由1輸入,使軸A連續(xù)回轉(zhuǎn);而固定在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)將使沖頭4上下運動以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運動簡圖,分析其是否能實現(xiàn)設(shè)計意圖?并提出修改方案。 2-2 如下列圖為一具有急回運動的沖床
10、。圖中繞固定軸心A轉(zhuǎn)動的菱形盤1為原動件,其滑塊2在B點鉸接,通過滑塊2推動撥叉3繞固定軸心C轉(zhuǎn)動,而撥叉3與圓盤4為同一構(gòu)件,當(dāng)圓盤4轉(zhuǎn)動時,通過連桿5使沖頭6實現(xiàn)沖壓運動。試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運動簡圖。 2-3 試計算圖示齒輪--連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度。 解:(a) A為復(fù)合鉸鏈 n=4, PL=5, Ph=1. F=3n-2PL-Ph=3×4-2×5-1=1 (b) B C D為復(fù)合鉸鏈 n=6, PL=7, Ph=3 F=3n-2PL-Ph=3×6-2×7-3=1 2-4 試計算圖示
11、凸輪--連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度。圖a中鉸接在凸輪上D處的滾子可在CE桿上的曲線槽中滾動;圖b中在D處為鉸接在一起的兩個滑塊。 解: 〔a) L D 為局部自由度 方法1:n=9 PL=11 Ph=2 F'=2 F=3n-2PL-Ph-F' =3×9-2×11-2- =1 方法2:n=7 PL=9 Ph=2 F=3n-2PL -Ph =3×7-2×9-2 =1 〔b) 局部自由度E,B。虛約C 方法1:n=7 PL=8 Ph=2 F'=2 F=3n-2PL-Ph-F' =3×7-2×8-2- =1 訪法2:n
12、=5 PL=6 Ph= F=3n-2PL-Ph =3×5-2×6- =1 2-5 試計算如下列圖各平面機(jī)構(gòu)的自由度。 解: 〔a〕 局部自由度 C 簡化法:n=4 ,pl =5, ph=1. F=3×4-2×5-1 =1 〔b〕 局部自由度 F 簡化:n=6, pL=8 ph=1 F=3×6-2×8-1 =1 2-6 計算機(jī)構(gòu)自由度,圖
13、中標(biāo)箭頭的構(gòu)件為原動件〔應(yīng)注明活動件、低副、高副的數(shù)目,假如機(jī)構(gòu)中存在復(fù)合鉸鏈,局部自由度或虛約束,也須注明〕。 解:局部自由度E,復(fù)合鉸鏈C。 簡化:n=7, pL=9, ph=1 F=3×7-2×9-1 =2 2-7 計算機(jī)構(gòu)自由度并分析組成此機(jī)構(gòu)的根本桿組、確定機(jī)構(gòu)的級別。 解:n=5, pL=7, ph=0. F=3×5-2×7-0 =1 Ⅱ級桿組 解:n=9, p=13, p=0. F=3×9-2×13-0 =1 Ⅱ級桿組
14、 第三章 平面機(jī)構(gòu)的運動分析 判斷題 1、兩構(gòu)件組成一般情況的高副即非純滾動高副時,其瞬心就在高副接觸點處。〔×〕 2、平面連桿機(jī)構(gòu)的活動件數(shù)為n,如此可構(gòu)成的機(jī)構(gòu)瞬心數(shù)是n〔n+1〕/2。〔 √〕 3、在同一構(gòu)件上,任意兩點的絕對加速度間的關(guān)系式中不包含哥氏加速度?!病?〕 4、在平面機(jī)構(gòu)中,不與機(jī)架直接相連的構(gòu)件上任一點的絕對速度均不為零?!?× 〕 選擇填空 1、在兩構(gòu)件的相對速度瞬心處,瞬時重合點間的速度應(yīng)有A。 A、兩點間相對速度為零,但兩點絕對速度不等于零; B、兩點間相對速度不等于零,但其中一點的絕對速度等于零; C、兩點間相對速度不等于零且兩點的絕對
15、速度也不等于零; D、兩點間的相對速度和絕對速度都等于零。 2、速度影像原理適用于 B。 A、不同構(gòu)件上各點 B、同一構(gòu)件上所有點 C、同一構(gòu)件上的特定點。 3、速度瞬心是指兩構(gòu)件上C。 A、絕對速度相等的點 B、相對速度為零的點 C、等速重合點 4、加速度影像原理不能用于C。 A、同一構(gòu)件上的某些點 B、同一構(gòu)件上各點 C、不同構(gòu)件上的點。 填空題: 1、速度瞬心可以定義為相互作平面相對運動的兩構(gòu)件上瞬時速度相等重合 點。 2、相對瞬心與絕對瞬心的一樣點是 都是等速重合點,不同點是絕對速度是否為零;在由N個構(gòu)件組成的
16、機(jī)構(gòu)中,有 N(N-1)/2—(N-1)個相對瞬心,有N-1個絕對瞬心。 3、當(dāng)兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動副時,其相對瞬心在轉(zhuǎn)動中心處;組成移動副時,其瞬心在垂直于導(dǎo)路處;組成兼有滑動和滾動的高副時,其瞬心在過接觸點的公法線上處。 4、作相對運動的三個構(gòu)件的三個瞬心必在同一條直線上 5、平面四桿機(jī)構(gòu)共有相對瞬心3個,絕對瞬心3個。 6、用矢量方程圖解法對機(jī)構(gòu)進(jìn)展運動分析時,影像原理只能應(yīng)用于同一構(gòu)件上的各點。 簡答題 1、平面機(jī)構(gòu)運動分析的容、目的和方法是什么? 容:構(gòu)件的位置、角位移、角速度、角加速度、構(gòu)件上點的軌跡、位移、 速度、加速度。 目的:改造現(xiàn)有機(jī)械的性能,設(shè)計新機(jī)械。 方
17、法:圖解法、解析法、實驗法。 2、什么是速度瞬心,機(jī)構(gòu)瞬心的數(shù)目如何計算? 瞬心:兩個構(gòu)件相對速度等于零的重合點。 K = N (N-1) / 2 3、速度瞬心的判定方法是什么?根據(jù)瞬心的定義判定有幾種? 判定方法有兩種:根據(jù)瞬心的定義判定和三心定理,根據(jù)瞬心的定義判定有四種: 〔1〕兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動副的軸心。 〔2〕兩構(gòu)件組成移動副,瞬心在無窮遠(yuǎn)處。 〔3〕純滾動副的按觸點, 〔4〕高副接融點的公法線上。 4、用相對運動圖解法求構(gòu)件的速度和加速度的根本原理是什么? 根本原理是理論力學(xué)中的剛體平面運動和點的復(fù)合運動。 5、什么是基點法?什么樣的條件下用基點法?動點
18、和基點如何選擇? 基點法:構(gòu)件上某-點的運動可以認(rèn)為是隨其上任選某一點的移動和繞其點 的轉(zhuǎn)動所合成的方法。 求同一構(gòu)件上兩點間的速度和加速度關(guān)系時用基點法,動點和基點選在運動要素己知的鉸鏈點。 6、用基點法進(jìn)展運動分析的步驟是什么? 〔1〕選長度比例尺畫機(jī)構(gòu)運動簡圖 〔2〕選同一構(gòu)件上運動要素多的鉸鏈點作動點和基點,列矢量方程,標(biāo)出量的大小和方向。 〔3〕選速度和加速度比例尺與極點p、p′按條件畫速度和加速度多邊形,求解未知量的大小和方向。 〔4〕對所求的量進(jìn)展計算和判定方向。 7、什么是運動分析中的影像原理?注意什么? 影像原理:同-構(gòu)件上兩點的速度或加速度求另外-點的速
19、度和加速度,如此這三點速度或加速度矢端所圍成的三角形與這三點在構(gòu)件上圍成的三角形相似,這就稱作運動分析中的影像法,又稱運動分析中的相擬性原理。 注意:三點必須在同一構(gòu)件上,對應(yīng)點排列的順序同為順時針或逆時針方向。 8.什么是速度和加速度極點? 在速度和加速度多邊形中,絕對速度為零或絕對加速度為零的點,并且是絕對速度或絕對加速度矢量的出發(fā)點。 9、速度和加速度矢量式中的等號,在速度和加速度多邊形中是哪一點? 箭頭對頂?shù)狞c。 10、在機(jī)構(gòu)運動分析中在什么情況下應(yīng)用應(yīng)用重合點法? 兩個活動構(gòu)件有相對運動時,求重合點的速度和加速度。 11、應(yīng)用重合點進(jìn)展運動分析時,什么情況下有哥氏加速
20、度? 當(dāng)牽連角速度和重會點間相對速度不等于零時,有哥氏加速度,假如其中之一等于零,如此哥氏加速度等于零。 大小 為: akB1B2 = 2ω2VB1B2 方向為:VB1B2 的矢量按牽連角速度ω2方向旋轉(zhuǎn) 900 。 12、應(yīng)用重合點法進(jìn)展運動分析時的步驟是什么? 〔1〕選擇比例尺畫機(jī)構(gòu)運動簡圖。 〔2〕選運動要素多的鉸鏈點為重合點,列速度,加速度矢量方程。 〔3〕選速度比例尺和速度極點畫速度多邊形。 〔4〕選加速度比例尺和加速度極點畫加速度多邊形圖。 〔5〕回答所提出的問題。 習(xí)題 3-1 試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時的全部瞬心的位置。
21、 3-2 在圖示的機(jī)構(gòu)中,各構(gòu)件長度〔機(jī)構(gòu)比例尺μL=實際構(gòu)件長度/圖上長度=0.002m/mm〕,原動件以等角速度ω1 =10 rad/s逆時針轉(zhuǎn)動,試用圖解法求在圖示位置時點E的速度vE和加速度aE,構(gòu)件2的角速度ω2和角加速度α2。建議?。害蘶=0.005(m/s)/ mm;μa=0.05(m/s2)/mm。 解:速度分析, 方向 ⊥CD ⊥AB ⊥BC 大小 ? ω1L1 ? 速度比例尺μV=0.005(m/s)/m
22、m , 求VE: 作△bce∽△BCE 用影像法得出 VE=μV·pe 加速度分析?!玻薄城骯c 方向 C→D ⊥CD B→A C→B ⊥BC 大小 ? ? 〔用影像法求) 3 3-3在圖示的機(jī)構(gòu)中,各構(gòu)件長度(μL=0.002m/mm),原動件以等角速度ω1=10 rad/s逆時針轉(zhuǎn)動,試用圖解法求點D的速度vD和加速度aD。建議?。害蘶=0.03(m/s)/mm;μa=0.6(m/s2)/mm。 解: 〔1〕 選F點為重合點,如此
23、 方向 ⊥EF ⊥AF ∥AF 大小 ? ? 作速度多邊形,如下列圖。 (2) 求 ,D是EF 上的一點。用影像法求解。 加速度分析 (1) 方向 F→E┴EF ?。啤痢々兀粒啤 危粒? 大小 ? ? (2) 求 用速度影像法求解。 ∴ 3-4 在圖示的機(jī)構(gòu)中,各構(gòu)件的尺寸與原動件1的角速度ω1〔為常數(shù)〕,試以圖解法求在φ1= 90°時構(gòu)件3的角速度ω3與角加速度α3〔比例尺任選〕。 解:選B點
24、為重合點, 速度分析 方向 ⊥BD ⊥AB ∥CD 大小 ? ? 作速度多邊形,如下列圖: 〔沿逆時針方向〕 加速度分析 方向 B→D ⊥BD B→A ⊥CD ∥CD 大小 ? ? 作加速度多邊形,如下列圖: 〔順時針方向〕 3-5 在圖示的搖塊機(jī)構(gòu)中,LAB=30mm,LAC=100m
25、m,LBD=50mm,LDE = 40mm,曲柄以等角速度ω1 = 10rad/s回轉(zhuǎn),試用圖用法求機(jī)構(gòu)在φ1=45°位置時,點C和點E的速度和加速度,以與構(gòu)件2的角速度和角加速度。 解:選擇B點為重合點 速度分析 方向 ⊥BC ⊥AB ∥BC 大小 ? ? 做速度多邊形,如下列圖: 〔 順時針方向〕 ∵ 求 取△BEC∽△b3ep ∴ 加速度分析, 方向 B→C ⊥BC B→A ⊥BC ∥BC 大小 ?
26、 ? 作加速度多邊形,如下列圖: 求 作影像圖,取△BEC∽△b'3e'p' 如此 3-6 在圖示六桿機(jī)構(gòu)中,機(jī)構(gòu)運動簡圖以與原動件的角速度ω1為常數(shù),試用矢量方程圖解法求: 〔1〕構(gòu)件2的角速度ω2; 〔2〕速度vD與角速度ω5。 要求列出矢量方程式,并分析各量的大小和方向,做出矢量多邊形,可不按比例尺但方向必須正確。 解:速度分析 〔1〕求 方向 ⊥BC ⊥AO ⊥AB 大小 ? ? 作速度多邊形,如下列圖
27、 逆時針方向 〔2〕求AB桿上的 。 影像法,作△ABD∽△abd 如此 方向如圖。 (3) 求 ,重合點法, 方向 ⊥DE √∥AB 大小 ? √ ? 由速度多邊形可知 (逆時針〕 3-7 在圖示六桿機(jī)構(gòu)中,:lBC=lCD=l1=l3=420mm, lAB=140mm,l2=180mm,ω1=20rad/s。 〔1〕分析該機(jī)構(gòu)的自由度以與機(jī)構(gòu)的級別; 〔2〕用相對運動圖解法求解在圖示位置時,F(xiàn)點的速度;
28、〔3〕構(gòu)件2的角速度ω2。 解:〔1〕求自由度 N=5, PL=7 Ph=0 F=3×5-2×7-0 =1 Ⅱ級桿組 〔2〕求 (基點法) 方向 ⊥CD ⊥AB ⊥BC 大小 ? ? 作速度多邊形,如下列圖: 〔 逆時針方向〕 (3) 求2桿上的E點速度, 作影像圖, 如此E2的大小,方向可求。 〔4〕求5 桿上的E點速度,〔重合點法〕 方向 ∥EF √∥BC 大小 ??? √ ???
29、 3-8 圖示為干草壓縮機(jī)中的六桿機(jī)構(gòu),各構(gòu)件長度lAB=600mm,lOA=150mm,lBC=120mm,lBD=500 mm,lCE=600 mm與xD=400 mm,yD=500 mm,yE=600 mm,ω1=10rad/s。欲求活塞E在一個運動循環(huán)中的位移、速度和加速度,試寫出求解步驟并畫出計算流程圖。 解:〔1〕n=5,PL=7,Ph=0 F=3×5-2×7 =1 (2) (3) 求 〔基點法〕 方向 ⊥BD ⊥AO ⊥BA 大小 ??? ? 作速度多邊形,如下列圖: 〔逆時
30、針方向〕 (4) 求 用影像法求解, 〔5〕求 方向 水平 √⊥EC 大小 ? √ ??? (順時針方向〕 第四章 平面機(jī)構(gòu)的力分析 判斷題 1、在機(jī)械中,因構(gòu)件作變速運動而產(chǎn)生的慣性力一定是阻力?!病痢? 2、在車床刀架驅(qū)動機(jī)構(gòu)中,絲杠的轉(zhuǎn)動使與刀架固聯(lián)的螺母作移動,如此絲杠與螺母之間的摩擦力矩屬于生產(chǎn)阻力?!?×〕 3、考慮摩擦的轉(zhuǎn)動副,不論軸頸在加速、等速、減速不同狀態(tài)下運轉(zhuǎn),其總反力的作用線一定都切于摩擦圓?!病?〕 4、三角螺紋的摩擦大于矩形螺紋的摩擦,因此,前者多用于緊固聯(lián)接?!?√ 〕 選擇填空題 1、作變速運動的構(gòu)
31、件上的慣性力,B。 A、當(dāng)構(gòu)件加速運動時它是驅(qū)動力,當(dāng)構(gòu)件減速運動時它是阻力; B、當(dāng)構(gòu)件加速運動時它是阻力,當(dāng)構(gòu)件減速運動時它是驅(qū)動力; C、無論構(gòu)件是加速運動還是減速運動時,它總是阻力; D、無論構(gòu)件是加速運動還是減速運動時,它總是驅(qū)動力。 2、一樣材料組成的平滑塊與楔形滑塊相比擬,在外載荷一樣的情況下,A 。 A、平滑塊的摩擦總小于楔形滑塊的摩擦 B、平滑塊的摩擦與楔形滑塊的摩擦一樣 C、平滑塊的摩擦總大于楔形滑塊的摩擦 3、構(gòu)件1、2間的平面摩擦的總反力R12的方向與構(gòu)件2對構(gòu)件1的相對運動方向所成角度恒為 C 。 A、0° B、90
32、° C、鈍角 D、銳角 4、在機(jī)械中阻力與其作用點速度方向 D 。 A、一樣 B、一定相反 C、成銳角 D、相反或成鈍角 5、在機(jī)械中驅(qū)動力與其作用點的速度方向 C 。 A、一定同向 B、可成任意角度 C、一樣或成銳角 D、成鈍角 6、在機(jī)械中,因構(gòu)件作變速運動而產(chǎn)生的慣性力 D 。 A、一定是驅(qū)動力 B、在原動機(jī)中是驅(qū)動力,在工作機(jī)中是阻力 C、一定是阻力 D、無論在什么機(jī)器中,它都有時是驅(qū)動力,有時是阻力。 7
33、、圖示徑向軸承,虛線所示為摩擦圓,初始狀態(tài)為靜止不動的軸頸,在外力的作用下,其運動狀態(tài)是 C 。 A、勻速運動 B、仍然靜止不動 C、加速運動 D、減速運動 8、如果作用在徑向軸頸上的外力加大,那么軸頸上摩擦圓C。 A、變大 B、變小 C、不變 9、當(dāng)考慮摩擦?xí)r,徑向軸頸轉(zhuǎn)動副中,總反力RBAA 。 A、必切于摩擦圓,且RBA對軸心的力矩方向與ωAB的方向相反; B、必切于摩擦圓,且RBA對軸心的力矩方向與ωBA的方向相反; C、必與摩擦圓相割,且RBA對軸心的力矩方向與ωAB的方向相反。 10、考慮
34、摩擦的轉(zhuǎn)動副,不論軸頸在加速、等速、減速不同狀態(tài)下運轉(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 填空題 1、對機(jī)構(gòu)進(jìn)展力分析的目的是:(1)確定運動副反力 ;(2)確定機(jī)構(gòu)平衡力或平衡系力偶。 2、靜力分析一般適用于低速機(jī)械,慣性力小,忽略不計的情況。 3所謂動態(tài)靜力分析是指把慣性力視為加于機(jī)構(gòu)上的外力,再按靜力分析的一種力分析方法,它一般適用于高速,重載 情況。 4、機(jī)械中三角帶傳動比平型帶傳動用得更為廣泛,從摩擦角度來看,其主要原因是 一樣情況下,三角帶傳動摩擦力大于平型帶傳動摩擦力。 簡答題 1、什么
35、是機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析?在什么樣的機(jī)構(gòu)中必須考慮慣性力的影響? 在機(jī)構(gòu)中將慣性力視為一般外力加于構(gòu)件上,再按靜力學(xué)方法進(jìn)展分析計算,這種考慮慣性力的機(jī)構(gòu)受力分析的方法稱為動態(tài)靜力分析,在高速重載機(jī)械中必須考慮慣性力,因為慣性力很大。 2、什么是慣性力和總慣性力? 慣性力:是一種加在變速運動構(gòu)件質(zhì)心上的虛構(gòu)的外力。Pi = - m as 總慣性力:是質(zhì)心上的慣性力大小方向不變的平移,即使其對質(zhì)心的力矩等于慣性力矩。Pi hμL = -Jsε。這時的 慣性力稱總慣性力。 3、構(gòu)件組的靜定條件是什么? 3n - 2pL = 0 。 4、機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析的目的是什么、步驟、方法是什么?
36、目的:確定各云動副中的反力,確定機(jī)械上的平衡力或平衡力矩。 步驟: 〔1〕對機(jī)構(gòu)進(jìn)展運動分析,求出質(zhì)點 s 的加速度 as 和各構(gòu)件的角加速度。 〔2〕按 Pi = - m as 和 M = - Jsε確定慣性力和力矩加在相應(yīng)的構(gòu)件上作為外力。 〔3〕確定各個運動副中的反力,首先按靜定條件 F = 3n - 2pL = 0 來拆靜定的自由度為零的桿組,把桿組的外端副的反力分解為沿桿長方向的反力 Rn 和沿桿長垂直方向的反力 Rt ,再用桿組的力平衡條件寫出矢量式,按比例尺畫出力封閉多邊形求出各外端副的法向反力 Rn 。最后用各構(gòu)件的力平衡條件求出端副的法向反力。 〔4〕確定原動件
37、上的平衡力和平衡力矩,用靜力學(xué)力和力矩平衡條件進(jìn)展計算。 5、圖示軸頸1在軸承2中沿ω方向轉(zhuǎn)動,Q為驅(qū)動力,ρ為摩擦圓半徑。 〔1〕試判斷圖A、B、C中哪個圖的總反力R21是正確的? 〔2〕針對正確圖形,說明軸頸是勻速、加速、減速運動還是自鎖? 題5 題6 6、圖a、b給出運轉(zhuǎn)著軸頸受力的兩種情況,Q為外力,ρ為摩擦圓半徑。試畫出軸承對軸頸的總反力R21,并說明在此兩種情況下該軸的運動狀態(tài)(勻速、加速或減速轉(zhuǎn)動)。 習(xí)題 4-1 圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的三個位置,P為作用在滑塊上的驅(qū)動力,摩擦圓摩擦
38、角如下列圖。試在圖上畫出各運動副反力的真實方向?!矘?gòu)件重量與慣性力略去不計〕。 解題步驟:1,判斷受拉?受壓? 2,判斷ω21,ω23 ,的方向。 3,判斷總反力切于摩察圓上方還是下方。 4-2 在圖示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,機(jī)構(gòu)的位置、各構(gòu)件的尺寸和驅(qū)動力F,各轉(zhuǎn)動副的半徑和當(dāng)量摩擦系數(shù)均為r和fv。假如不計各構(gòu)件的重力、慣性力,求各轉(zhuǎn)動副中反作用力的作用線和作用在從動件3上的阻力偶矩M3的方向。 容提要:〔1〕,2桿受壓 〔 2〕,ω21,ω23 都是逆時針轉(zhuǎn)向 (
39、3), 3 桿:力矩平衡 〔4〕,1桿:三力匯交 4-3 在圖示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,機(jī)構(gòu)的位置和各構(gòu)件的尺寸,驅(qū)動力為Pd,圖中的虛線小圓為摩擦圓,不計各構(gòu)件的重力和慣性力,要求各轉(zhuǎn)動副中反作用力的作用線和機(jī)構(gòu)能克制的作用在從動件3上的阻力偶矩M3的轉(zhuǎn)向。 4-4 在圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,lAB=90 mm,lBC=240 mm;曲柄上E點作用有生產(chǎn)阻力Q且與曲柄垂直;滑塊與機(jī)架間的摩擦角φ=8°,鉸鏈A、B、C處的虛線小圓為摩擦圓,其半徑分別為ρA=8 mm,ρB=ρC=6 mm;滑塊上作用有水平驅(qū)動力F=1000 N。設(shè)不計各構(gòu)件的重力和慣
40、性力,求當(dāng)曲柄處于θ=50°位置時,驅(qū)動力F所能克制的生產(chǎn)阻力Q的大小 解:〔1〕,取2桿研究:受壓,ω21 ,ω23都是順時針轉(zhuǎn)向, (2) ,取3塊研究: 〔3〕,取1 桿研究: 4-5、在圖示雙滑塊機(jī)構(gòu)中,工作阻力Q=500 N,轉(zhuǎn)動副A、B處摩擦圓與移動副中的摩擦角φ如下列圖。試用圖解法求出所需驅(qū)動力P。 [ 規(guī)定 ]:取力比例尺μP = 10 N/mm 。 解:(1)取2桿研究: 為二力桿, 受壓, ω21‘ω23 均為逆時針轉(zhuǎn)向 (2) 取3 桿研究: 三力匯交
41、 (3)取1塊研究 : 第五章機(jī)械效率與自鎖 選擇填空題 1、在機(jī)器穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的一個運動循環(huán)中,假如輸入功為Wd,輸出功為Wr,損失功為Wf,如此機(jī)器的機(jī)械效率為A 。 A、Wr/Wd B、Wf/Wd C、Wr/Wf 2、機(jī)械出現(xiàn)自鎖是由于 A 。 A、機(jī)械效率小于零 B、驅(qū)動力太小 C、阻力太大 D、約束反力太大 3、從機(jī)械效率的觀點分析,機(jī)械自鎖的條件為 B 。 A、機(jī)械效率≥0 B、機(jī)械效率≤0 C、機(jī)
42、械效率≠0 4、在由假如干機(jī)器并聯(lián)構(gòu)成的機(jī)組中,假如這些機(jī)器中單機(jī)效率相等均為η0,如此機(jī)組的總效率η必有如下關(guān)系C 。 A、η>η0 B、η<η0 C、η=η0 D、η=nη0 (n為單機(jī)臺數(shù)) 5、在由假如干機(jī)器并聯(lián)構(gòu)成的機(jī)組中,假如這些機(jī)器的單機(jī)效率均不一樣,其中最高效率和最低效率分別為ηmax和ηmin,如此機(jī)組的總效率η必有如下關(guān)系D 。 A、η<ηmin B、η>ηmax C、ηmin≤η≤ηmax D、ηmin<η<ηmax 6、在由假如干機(jī)器串聯(lián)構(gòu)成的機(jī)組中,假如這些機(jī)器的單機(jī)效率均不一樣,其中最高效率和最低效率分別為ηmax
43、和ηmin,如此機(jī)組的總效率η必有如下關(guān)系A(chǔ) 。 A、η<ηmin B、η>ηmax C、ηmin≤η≤ηmax D、ηmin<η<ηmax 7、反行程自鎖的機(jī)構(gòu),其正行程效率 C ,反行程效率 D。 A、η>1 B、η=1 C、0<η<1 D、η≤0 8、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 9、在其他條件一樣的情況下,矩形螺紋的螺旋與三角螺紋的螺旋相比,前者C。 A、效率較高,自鎖性也較好 B、
44、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 填空題 1、設(shè)機(jī)器中的實際驅(qū)動力為P,在同樣的工作阻力和不考慮摩擦?xí)r的理想驅(qū)動力為P0,如此機(jī)器效率的計算式是η=ρ0/ρ。 2、設(shè)機(jī)器中的實際生產(chǎn)阻力為Q,在同樣的驅(qū)動力作用下不考慮摩擦?xí)r能克制的理想生產(chǎn)阻力為Q0,如此機(jī)器效率的計算式是η= Q/Q0。 3、在認(rèn)為摩擦力達(dá)極限值條件下計算出機(jī)構(gòu)效率η后,如此從這種效率觀點考慮,機(jī)器發(fā)生自鎖的條件是η≤0 。 4、設(shè)螺紋的升角λ,接觸面的當(dāng)量摩擦系數(shù)為fv,如此螺旋副自鎖的條件是λ<arctg fv。 5、并聯(lián)機(jī)組的效率與機(jī)組中與各機(jī)器
45、 效率,以與各機(jī)器所傳遞的功率大小 有關(guān)。 簡答題 1、寫出移動副中的摩擦的幾種情況下其水平驅(qū)動力與鉛垂載荷之間的關(guān)系式。 〔1〕平面摩擦P = Q tg φ,tg φ = f。 〔2〕斜平面摩擦P = Q tg〔α + φ〕。 〔3〕平槽面摩擦P = Q tg φv,tg φv = fv = f / sinθ,θ為槽形半角,φv、fv分別為當(dāng)量摩擦角、當(dāng)量摩擦系數(shù)。 〔4〕斜槽面摩擦 P = Q tg 〔α + φv〕。 2、螺旋副中的水平驅(qū)動力和鉛垂載荷關(guān)系如何? 〔1〕矩形螺紋P = Q tg 〔α + φ〕,M = Pd2 / 2。 〔2〕三角螺紋P = Q tg 〔
46、α + φv〕,M = Pd2 / 2,φv = arc tg fv ,fv = f / cosβ,β為牙形半角。 3、轉(zhuǎn)動副中軸頸摩擦的摩擦力或摩擦力矩公式如何? Fv = fv Q 式中的 fv 是轉(zhuǎn)動副的當(dāng)量摩擦系數(shù)。Mf = ρR21 = r fv Q = ρQ,ρ= r fv。 4、移動副和轉(zhuǎn)動副中總反力確實定方法是什么? 移動副:R21與V12成90°+φ。轉(zhuǎn)動副:R21對摩擦圓中心力矩方向與ω12轉(zhuǎn)向相反并切于摩擦圓。摩擦圓半徑ρ=r fv,fv=〔1~1.5〕f。 5、什么是機(jī)械效率?考慮摩擦?xí)r和理想狀態(tài)機(jī)械效率有何不同? 機(jī)械穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時的一個能量循環(huán)過
47、程中,輸功出與輸入功的比值稱為機(jī)械效率??紤]摩擦?xí)r機(jī)械效率總是小于1,而理想狀態(tài)下的機(jī)械效率等于1。 6、機(jī)械效率用力和力矩的表達(dá)式是什么? 理想驅(qū)動力〔或力矩〕 實際工作阻力〔或力矩〕 η = ——————————— = ——————————— 實際驅(qū)動力〔或力矩〕 理想 工作阻力〔或力矩〕 7、串聯(lián)機(jī)組的機(jī)械效率如何計算? 等于各個單機(jī)機(jī)械效率的乘積。 8、什么是機(jī)械的自鎖?自鎖與死點位置有什么區(qū)別? 自鎖:因為存在摩擦,當(dāng)驅(qū)動力增加到無窮時,也無法使機(jī)械運動起來的這種現(xiàn)象。 區(qū)別;死點位置不是存在摩擦而產(chǎn)生的,而是機(jī)構(gòu)的傳動角等于零。自鎖是在任何
48、位置都不能動,死點只是傳動角等于零的位置不動,其余位置可動。 9、判定機(jī)械自鎖的方法有幾種? 〔1〕平面摩擦:驅(qū)動力作用在摩擦角。 〔2〕轉(zhuǎn)動副摩擦:驅(qū)動力作用在摩擦圓。 〔3〕機(jī)械效率小于等于零〔串聯(lián)機(jī)組中有一個效率小于等于零就自鎖〕。 〔4〕克制的生產(chǎn)阻力小于等于零。 習(xí)題 5-1 在圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,曲柄l在驅(qū)動力矩M1作用下等速轉(zhuǎn)動。設(shè)各轉(zhuǎn)動副中的軸頸半徑r=10 mm,當(dāng)量摩擦系數(shù)fv =0.2,移動副中的滑動摩擦系數(shù)f=0.15,lAB=100 mm,,lBC=350 mm,各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量忽略不計。當(dāng)M1=20 N·m時,試求機(jī)構(gòu)在圖示位置時所能克制的有效阻
49、力F3與機(jī)械效率η。 提示:首先將考慮摩擦?xí)r的機(jī)構(gòu)各構(gòu)件受力示于機(jī)構(gòu)圖上,然后再用解析法建立驅(qū)動力矩M1與有效阻力F3的關(guān)系式.再求出該機(jī)構(gòu)機(jī)械效率的表扶式.最后計算其數(shù)值。 5-2 圖示為一對心偏心輪式凸輪機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)如下列圖,G為推桿2所受的載荷(包括其重力和慣性力),M為作用在凸輪軸上的驅(qū)動力矩,設(shè)f1和f2分別為推桿與凸輪之間與推桿與導(dǎo)路之間的摩擦系數(shù),fv為凸輪軸頸與軸承之間的當(dāng)量摩擦系數(shù)(凸輪軸頸直徑為d1)。試求當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角為θ時該機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率η。 提示:在考慮摩擦受力分析時,因fv與d2的值均相對很小,在所建立的力平衡方程式中含有d2sinφv的項可忽略不
50、計。 5-3 圖示為一帶式運輸機(jī),由電動機(jī)1經(jīng)帶傳動與一個兩級齒輪減速器帶動運輸帶8。設(shè)運輸帶8所需的曳引力F=5500N,運送速度v=1.2 m/s。帶傳動(包括軸承)的效率ηl=0.95,每對齒輪(包括其軸承)的效率η2=0.97,運輸帶8的機(jī)械效率η3=0.92。試求該系統(tǒng)的總效率η與電動機(jī)所需的功率。 5-4 如下列圖,電動機(jī)通過帶傳動與圓錐、圓柱齒輪傳動帶動工作機(jī)A與B。設(shè)每對齒輪(包括軸承)的效率η1=0.97,帶傳動的效率η2=0.92〔包括軸承效率〕,工作機(jī)A、B的功率分別為PA=5 kw,PB=1 kw,效率分別為ηA=0.8,ηB=0.5
51、,試求電動機(jī)所需的功率。假如改為:PA=1 kw,PB=5 kw,其余條件不變,又將如何? 5-5 在圖示斜面機(jī)構(gòu)中,設(shè)摩擦面間的摩擦系數(shù)f=0.2。求在G力作用下(反行程),此斜面機(jī)構(gòu)的臨界自鎖條件,和在此條件下正行程(在F力作用下)的效率。 第六章 機(jī)械的平衡 判斷題 1、假如剛性轉(zhuǎn)子滿足動平衡條件,這時我們可以說該轉(zhuǎn)子也滿足靜平衡條件。〔√ 〕 2、不論剛性回轉(zhuǎn)體上有多少個平衡質(zhì)量,也不論它們?nèi)绾畏植?,只需要在任意選定兩個平面,分別適當(dāng)?shù)丶悠胶赓|(zhì)量即可達(dá)到動平衡?!病痢? 3、設(shè)計形體不對稱的回轉(zhuǎn)構(gòu)件,雖已進(jìn)展準(zhǔn)確的平衡計算,但在制造過程中仍需安排平衡校正工序。
52、〔√ 〕 4、經(jīng)過動平衡校正的剛性轉(zhuǎn)子,任一回轉(zhuǎn)面仍可能存在偏心質(zhì)量?!病獭? 選擇填空題 1、機(jī)械平衡研究的容是C 。 A、驅(qū)動力與阻力間的平衡 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。 2、達(dá)到靜平衡的剛性回轉(zhuǎn)件,其質(zhì)心A 位于回轉(zhuǎn)軸線上。 A、一定 B、不一定 C、一定不 3、對于靜平衡的回轉(zhuǎn)件,如此B 。 A、一定是動平衡的 B、不一定是動平衡的 C、必定不是動平衡的 4、對于動平衡的剛性回轉(zhuǎn)件,如此B 。 A、不一定是靜平衡
53、的 B、一定是靜平衡的 C、必定不是靜平衡的 5、在轉(zhuǎn)子的動平衡中,B 。 A、只有作加速運動的轉(zhuǎn)子才需要進(jìn)展動平衡,因為這時轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生慣性力矩M=-Jα。 B、對轉(zhuǎn)子進(jìn)展動平衡,必須設(shè)法使轉(zhuǎn)子的離心慣性力系的合力和合力偶矩均為零。 C、對轉(zhuǎn)子進(jìn)展動平衡,只要能夠使轉(zhuǎn)子的離心慣性力系的合力為零即可。 D、對轉(zhuǎn)子進(jìn)展動平衡,只要使轉(zhuǎn)子的離心慣性力系的合力偶矩為零即可。 6、經(jīng)過平衡設(shè)計的剛性回轉(zhuǎn)件在理論上是完全平衡的,因而 B。 A、不需作平衡試驗 B、仍需作平衡試驗 填空題 1、研究機(jī)械平衡的目的是局部或完全消除構(gòu)件在運動時所產(chǎn)生的不
54、平衡慣性力 ,減少或消除在機(jī)構(gòu)各運動副中所引起的 運動力力,減輕有害的機(jī)械振動,改善機(jī)械工作性能和延長使用壽命。 2、回轉(zhuǎn)構(gòu)件的直徑D和軸向?qū)挾萣之比D/b符合≥0.2 條件或有重要作用的回轉(zhuǎn)構(gòu)件,必須滿足動平衡條件方能平穩(wěn)地運轉(zhuǎn)。如不平衡,必須至少在兩個 個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、剛性回轉(zhuǎn)件的平衡按其質(zhì)量分布特點可分為靜不平衡 和 動不平衡。 4、回轉(zhuǎn)構(gòu)件的動平衡是指消除慣性力和慣性力矩。 5、在圖示a、b、c三根軸中。m1r1=m2r2=m3r3=m4r4,并作軸向等間隔布置,且都在曲柄的同一含軸平面,如此其中a,b,c 軸已達(dá)靜平衡, c
55、 軸已達(dá)動平衡。 簡答題 1、什么是機(jī)械的平衡? 使機(jī)械中的慣牲力得到平衡,這個平衡稱為機(jī)械平衡。 目的:是消除或局部的消除慣性力對機(jī)械的不良作用。 2、機(jī)械中的慣性力對機(jī)械的不良作用有哪些? 〔1〕慣性力在機(jī)械各運動副中產(chǎn)生附加動壓力增加運動副的磨擦磨損從而降低機(jī)械的效率和壽命。 〔2〕慣性力的大小方向產(chǎn)生周期性的變化引起機(jī)械與根底發(fā)生振動使機(jī)械工作精度和可靠性下降,也造成零件部的疲勞損壞。當(dāng)振動頻率接近振動系統(tǒng)的固有頻率時會產(chǎn)生共振,從而引起其機(jī)器和廠房的破壞甚至造成人員傷亡。 3、機(jī)械平衡分哪兩類?什么是回轉(zhuǎn)件的平衡?又分幾種? 分回轉(zhuǎn)件的平衡和機(jī)構(gòu)在機(jī)座上的平衡兩
56、類: 〔1〕繞固定軸線回轉(zhuǎn)的構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力和力距的平衡,稱為回轉(zhuǎn)件的平衡?;剞D(zhuǎn)件的平衡又分兩種: l 剛性轉(zhuǎn)子的平衡,不產(chǎn)生明顯的彈性變形,可用理論力學(xué)中的力系平衡原理進(jìn)展計算。 l 撓性轉(zhuǎn)子的平衡。 4、什么是剛性回轉(zhuǎn)件的靜平衡、動平衡?兩者的關(guān)系和區(qū)別是什么? 靜平衡:剛性回轉(zhuǎn)件慣性力的平衡 動平衡:剛性回轉(zhuǎn)件的慣性力和慣性力偶的平衡。 區(qū)別:B / D<0.2 即不平衡質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面上,用靜平衡。靜平衡可以是靜止軸上的力的平衡。B / D ≥ 0.2 即不均勻質(zhì)量分布在不同的回轉(zhuǎn)面上,用動平衡。動平衡必須在高速轉(zhuǎn)動的動平衡實驗臺上進(jìn)展平衡。 5、B / D ≤ 0
57、.2 的剛性回轉(zhuǎn)件只要進(jìn)展靜平衡就可以了,但是在該回轉(zhuǎn)平面不能加平衡的質(zhì)徑積,假如達(dá)到機(jī)械平衡,得需要什么樣的平衡? 在上述情況下,得到在兩個相互平行的回轉(zhuǎn)平面加平衡質(zhì)徑積,使慣性力平衡,還必須達(dá)到慣性力偶的平衡,因此,得到用動平衡的方法來進(jìn)展平衡。 6、動平衡的構(gòu)件一定是靜平衡的,反之亦然,對嗎?為什么?在圖(a),(b)所示的兩根曲軸中,設(shè)各曲拐的偏心質(zhì)徑積均相等.且各曲拐均在同一軸平面上,試說明兩者各處于何種平衡狀態(tài)? 習(xí)題 6-1 圖所示為一鋼制圓盤,盤厚b=50 mm,位置I處有一直徑φ=50 mm的通孔,位置Ⅱ處是一質(zhì)量m2=0.5 kg的重塊。為了使圓盤平衡,擬在圓盤
58、上r=200 mm處制一通孔。試求此孔的直徑與位置?!蹭摰拿芏圈?〕 解:靜平衡條件: 將通孔反向取質(zhì)量 其中, 如此 6-2 在圖所示轉(zhuǎn)子中,各偏心質(zhì)量m1=10 kg,m2=15 kg,m3=20 kg,m4=10 kg,它們的回轉(zhuǎn)半徑分別為r1=40 cm,r2=r4=30 cm,r3=20 cm。方位如下列圖,回轉(zhuǎn)面間的距離均為L=30cm。假如置于平衡基面I與Ⅱ中的平衡質(zhì)量mbI和 mbII的回轉(zhuǎn)半徑均為50 cm,試求mbI和mbII的大小和方位。 解:將 分別分解到Ⅰ,Ⅱ 兩個平面上 在Ⅰ平面中靜平
59、衡 代入數(shù)字計算得 在Ⅱ平面中靜平衡 6-3 在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,:lAB=120mm,lBC=400mm,lCD=280mm,lDA=450mm,各桿的質(zhì)量與質(zhì)心的位置分別為:m1,lAS1=129mm;m2=0.8kg,lBS2=200mm;m3=0.4kg,lDS3=150mm。取re1=100mm,re3=200mm。試求該機(jī)構(gòu)達(dá)到慣性力完全平衡的me1和me3。 解〔1〕質(zhì)量代換:將質(zhì)心2轉(zhuǎn)換到B,C點。 (2) 求 (3) 求 第七章 機(jī)器的運轉(zhuǎn)與其速度波動的調(diào)節(jié) 判斷題 1、機(jī)器等效動力學(xué)模型中的
60、等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)是一個假想質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量),它的大小等于原機(jī)器中各運動構(gòu)件的質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)之和?!病?〕 2、機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)是一個假想質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量),它不是原機(jī)器中各運動構(gòu)件的質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)之和,而是根據(jù)動能相等的原如此轉(zhuǎn)化后計算得出的。〔√ 〕 3、機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效力(矩)是一個假想力(矩),它的大小等于原機(jī)器所有作用外力的矢量和。〔× 〕 4、機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效力(矩)是一個假想力(矩),它不是原機(jī)器中所有外力(矩)的合力,而是根據(jù)瞬時功率相等的原如此轉(zhuǎn)化后算出的?!?√〕 5、機(jī)器等效動力模型中的等效力(矩)是根據(jù)瞬時功率
61、相等原如此轉(zhuǎn)化后計算得到的,因而在未求得機(jī)構(gòu)的真實運動前是無法計算的。〔 √ 〕 6、機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)是根據(jù)動能相等原如此轉(zhuǎn)化后計算得到的,因而在未求得機(jī)構(gòu)的真實運動前是無法計算的?!?√ 〕 7、機(jī)器中安裝飛輪后,可使機(jī)器運轉(zhuǎn)時的速度波動完全消除?!病痢? 8、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?!病?〕 9、為了調(diào)節(jié)機(jī)器運轉(zhuǎn)的速度波動,在一臺機(jī)器中可能需要既安裝飛輪,又安裝調(diào)速器?!?〕 選擇填空題 1、在機(jī)械系統(tǒng)的啟動階段,系統(tǒng)的B 。 A、動能減少,輸入功>總消耗功 B、動能增加,輸入功>總消耗功 C、動能增加,
62、輸入功<總消耗功 D、動能不變,且輸入功=0 2、在機(jī)械系統(tǒng)中安裝飛輪,D 。 A、可以完全消除速度波動 B、可以完全消除周期性速度波動 C、可完全消除非周期性速度波動 D、可減小周期性速度波動的幅度 3、對存在周期性速度波動的機(jī)器,安裝飛輪是為了在C 階段進(jìn)展速度調(diào)節(jié)。 A、起動 B、停車 C、穩(wěn)定運轉(zhuǎn) 4、假如不考慮其它因素,單從減輕飛輪的重量上看,飛輪應(yīng)安裝在A 。 A、高速軸上 B、低速軸上
63、 C、任意軸上 5、為了減小機(jī)械運轉(zhuǎn)中周期性速度波動的程度,應(yīng)在機(jī)械中安裝C 。 A、調(diào)速器 B、變速裝置 C、飛輪 6、等效驅(qū)動力矩、等效阻力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量均為常量的機(jī)器 C 。 A、需要裝飛輪; B、需要裝調(diào)速器; C、不需要裝飛輪或調(diào)速器。 填空題 1、 機(jī)器中安裝飛輪的原因,一般是為了調(diào)速,同時還可獲得儲能與釋放能量的效果。 2、在機(jī)器的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時期,機(jī)器主軸的轉(zhuǎn)速可有兩種不同情況,即周期變速 穩(wěn)定運轉(zhuǎn)和等速穩(wěn)定運轉(zhuǎn),在前一種情況,機(jī)器主軸速度是周期性變化,在后一種情況,機(jī)器主軸速度是恒定不變 。
64、 3、機(jī)器等效動力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動慣量)是根據(jù)總動能不變 的原如此進(jìn)展轉(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)動慣量)有關(guān)外,還與速度,轉(zhuǎn)速 有關(guān)。 4、機(jī)器等效動力模型中的等效力(矩)是根據(jù)總功率不變的原如此進(jìn)展轉(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,還與速度,轉(zhuǎn)速 有關(guān)。 5、機(jī)器運轉(zhuǎn)時的速度波動有周期性 速度波動和非周期性速度波動兩種,前者采用飛輪 ,后者采用 調(diào)速器 進(jìn)展調(diào)節(jié)。 簡答題 1、機(jī)械的開始運動到終止運動分哪三個階段,各是什么特點? 〔1〕起動階段:驅(qū)動力功大于阻力功,機(jī)械的動能增加,速度加快。 〔2〕穩(wěn)定運行階段:在這個運動循環(huán)中驅(qū)
65、動力功等于阻力功。動能的總變化等于零。機(jī)械系統(tǒng)的速度在某平均值上作周期性的波動。 〔3〕停車階段:驅(qū)動力等于零,驅(qū)動力功小于阻力功,起動時積累的動能減少到零,機(jī)械系統(tǒng)速度下降到零。 2、什么是機(jī)械系統(tǒng)的運動方程,其用途是什么? 建立機(jī)械系統(tǒng)的運動規(guī)律的函數(shù)式稱為機(jī)械系統(tǒng)運動方程。用于研究機(jī)械系統(tǒng)在外力〔驅(qū)動力和工作阻力〕作用下的運動規(guī)律與其速度調(diào)節(jié)原理。 3、什么是機(jī)械系統(tǒng)中的等效質(zhì)量〔或等效轉(zhuǎn)動慣量〕、等效驅(qū)動力〔或力矩〕和等效阻力〔或阻力矩〕? 在機(jī)械系統(tǒng)中選一個構(gòu)件,根據(jù)質(zhì)點系動能定理把該機(jī)械系統(tǒng)視為一個整體。將作用于該系統(tǒng)的所有外力與所有質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量向所選構(gòu)件轉(zhuǎn)化,這個構(gòu)件
66、稱等效構(gòu)件,轉(zhuǎn)化到這個構(gòu)件上的質(zhì)量或轉(zhuǎn)動慣量稱為等效質(zhì)量或等效轉(zhuǎn)動慣量;轉(zhuǎn)化到這個構(gòu)件上的驅(qū)動力〔或驅(qū)動力矩〕和阻力〔或阻力矩〕稱為等效驅(qū)動力〔或等效驅(qū)動力矩〕和等效阻力〔或等效阻力矩〕。 4、建立等效構(gòu)件時所遵循的原如此是什么? 遵循該機(jī)械系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化前后動力效應(yīng)不變的原如此,即: 〔1〕等效構(gòu)件具有的動能應(yīng)等于機(jī)械中各構(gòu)件所具有的動能總和。 〔2〕作用在等效構(gòu)件上等效力和等效力矩所作的功應(yīng)等于作用在各構(gòu)件上的外力和外力矩所作功之和。 5、什么是等效動力學(xué)模型? 由等效構(gòu)件和機(jī)架組成的,在功和動能方面與實際機(jī)械系統(tǒng)全面等效的模型。 6、機(jī)械系統(tǒng)運動狀態(tài)分哪三種,其速度波動如何調(diào)節(jié)?采用飛輪調(diào)速是否能完全消除速度波動? 〔1〕等速運動?!?〕周期性速度波動?!?〕非周期性速度波動。 等速運動的機(jī)械系統(tǒng)不存在速度波動調(diào)節(jié)問題。周期性速度波動的機(jī)械系統(tǒng)通常采用飛輪調(diào)節(jié)。非周期牲速度波動一般采用反應(yīng)控制〔如調(diào)速器〕進(jìn)展調(diào)節(jié)。 采用飛輪不能完全消除機(jī)械系統(tǒng)的周期性速度波動。因為飛輪是一個轉(zhuǎn)動慣量較大的盤形零件,可以起到儲存和釋放能量的作用,可以對周期性速度波動幅度加以調(diào)節(jié),調(diào)
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