《機械原理習題集》

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1、精品文檔 機械原理習題集 姓 名 專業(yè)班級 學 號 交通與機械工程學院基礎教研室 . 精品文檔 目 錄 第一章?緒?論?......................................................? 1 第二章?

2、平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析?.........................................? 1 第三章?平面機構(gòu)的運動分析?.........................................? 8 第四章?平面機構(gòu)的力分析?..........................................? 28 第五章?機械效率與自鎖?............................................? 36 第六章?機械的平衡?...........................................

3、.....? 42 第七章?機器的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)?..............................? 48 第八章?平面連桿機構(gòu)?..............................................? 57 第九章?凸輪機構(gòu)及其設計?..........................................? 67 第十章?齒輪機構(gòu)及其設計?..........................................? 74 第十一章?齒輪系及其設計?..........................

4、................? 86 . 精品文檔 第一章?緒?論 選擇填空 1、機構(gòu)中的構(gòu)件是由一個或多個零件所組成，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、什么是機構(gòu)、機器和機械？ 機構(gòu)：在運動鏈中，其中一個件為固定件（機架）?一個或幾個構(gòu)

5、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構(gòu)。 機器：能代替或減輕人類的體力勞動或轉(zhuǎn)化機械能的機構(gòu)。 機械：機器和機構(gòu)的總稱。 2、機器有什么特征？ （1）經(jīng)過人們精心設計的實物組合體。 （2）各部分之間具有確定的相對運動。 （3）能代替或減輕人的體力勞動，轉(zhuǎn)換機械能。 3、機構(gòu)有什么特征？ （1）經(jīng)過人們精心設計的實物組合體。 （2）各部分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。

6、 . 精品文檔 第二章?平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 判斷題 1、具有局部自由度的機構(gòu)，在計算機構(gòu)的自由度時，應當首先除去局部自由度。 （√ ） 2、具有虛約束的機構(gòu)，在計算機構(gòu)的自由度時，應當首先除去虛約束。（?√?） 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，則該處共有三個轉(zhuǎn)動副。（?×?） 選擇填空 1、原動件的自由度應為 B 。 A、0 B、1 C、2 2、機構(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

7、、自由度>1 3、由?K?個構(gòu)件匯交而成的復合鉸鏈應具有 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 。 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)少于機構(gòu)自由度時，機構(gòu)將 B 。 A、具有確定的相對運動 B、無規(guī)則地亂動 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

8、動副 。 2、平面機構(gòu)中的低副有?移動副 和 回轉(zhuǎn)副 兩種。 3、機構(gòu)中的構(gòu)件可分為三類： 原動件 、?從動件 和?機架 。 4、在平面機構(gòu)中若引入一個高副將引入?1 個約束。 5、在平面機構(gòu)中若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 。 . 精品文檔 7、在平面機構(gòu)中構(gòu)件數(shù)、約束數(shù)與機構(gòu)自由度的關(guān)系是?F=3n-2PL-Ph 。 8、機構(gòu)具有確定的相對運動條件是原動件數(shù) 等于 機構(gòu)的自由度數(shù)。

9、簡答題 1、什么是平面機構(gòu)？ 組成機構(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？ 若干個構(gòu)件用運動副聯(lián)接組成的系統(tǒng)。分開式鏈和閉式鏈。 4、什么是機架、原動件和從動件？ 機架：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

10、動件運動，并且具有確定運動的構(gòu)件。 5、機構(gòu)確定運動的條件是什么？什么是機構(gòu)自由度？ 條件：原動件的數(shù)目等于機構(gòu)的自由度數(shù)。 機構(gòu)自由度：機構(gòu)具有確定運動所需要的獨立運動參數(shù)。 6、平面機構(gòu)自由度的計算式是怎樣表達的？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、在應用平面機構(gòu)自由度計算公式時應注意些什么？ 應注意復合鉸鏈、局部自由度、虛約束。 8、什么是復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，在計算機構(gòu)自由度時應如何處理？ 復合鉸鏈：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

11、?個 局部自由度：與整個機構(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，預先排除局都自由度。 虛約束：不起獨立限制作用的約束，計算時除去不計。 9、什么是機構(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 尺寸，用來表達機構(gòu)運動情況的圖形。 用途：對機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析、運動分析和力分析。 習題 2-1?如圖所示為一簡易沖床的初擬設計方案。設計的思路是：動力由?1?輸入，使軸 . 精品文檔 A?連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固定在軸?A?上的凸輪?2?與杠桿?3?組成的凸輪機構(gòu)將使沖頭?4?上下

12、運 動以達到?jīng)_壓的目的。試繪出其機構(gòu)運動簡圖，分析其是否能實現(xiàn)設計意圖？并提 出修改方案。 . 精品文檔 2-2?如圖所示為一具有急回運動的沖床。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

13、 與圓盤?4?為同一構(gòu)件，當圓盤?4?轉(zhuǎn)動時，通過連桿?5?使沖頭?6?實現(xiàn)沖壓運動。試繪 制其機構(gòu)運動簡圖。 2-3?試計算圖示齒輪--連桿組合機構(gòu)的自由度。 解：(a) A?為復合鉸鏈 n=4, PL=5, Ph=1. F=3n-2PL-Ph=3×4－2×5－1＝1 (b) B C D?為復合鉸鏈 n=6, PL=7, Ph=3 F=3n-2PL-Ph=3×6－2×7－3=1 2-

14、4?試計算圖示凸輪--連桿組合機構(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。 . 精品文檔 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?

15、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=5 PL=6 Ph= F=3n-2PL-Ph =3×5-2×6- =1 2-5?試計算如圖所示各平面機構(gòu)的自由度。 . 精品文檔 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

16、 F=3×6－2×8－1 =1 2-6?計算機構(gòu)自由度，圖中標箭頭的構(gòu)件為原動件（應注明活動件、低副、高副的 數(shù)目，若機構(gòu)中存在復合鉸鏈，局部自由度或虛約束，也須注明）。 解：局部自由度?E，復合鉸鏈?C。 簡化：n＝7,?pL＝9,?ph＝1 F＝3×7－2×9－1?＝2 2-7??計算機構(gòu)自由度并分析組成此機構(gòu)的基本桿組、確定機構(gòu)的級別。 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

17、 . 精品文檔 解：?n＝5,?p?L＝7,?p?h＝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 . 精品文檔 Ⅱ級桿組

18、 第三章?平面機構(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、平面連桿機構(gòu)的活動件數(shù)為?n，則可構(gòu)成的機構(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。?√?） 4、在平面機構(gòu)中，不與機架直接相連的構(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

19、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相同點是?都是等速重合點?，不同點是絕對?速度

20、是否為 零 ；在由?N?個構(gòu)件組成的機構(gòu)中，有 N(N-1)/2—(N-1)個相對瞬心，有 N-1?個 . 精品文檔 絕對瞬心。 3、當兩構(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構(gòu)進行運動分析時，影像原理只能應用于 同一構(gòu)件上 的各點。 簡答題 1、平面機構(gòu)運動分析的內(nèi)容、目的和方法是什么？ 內(nèi)容

21、：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)有機械的性能，設計新機械。 方法：圖解法、解析法、實驗法。 2、什么是速度瞬心，機構(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基

22、本原理是什么？ 基本原理是理論力學中的剛體平面運動和點的復合運動。 5、什么是基點法？什么樣的條件下用基點法？動點和基點如何選擇？ 基點法：構(gòu)件上某－點的運動可以認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、用基點法進行運動分析的步驟是什么？ （1）選長度比例尺畫機構(gòu)運動簡圖 （2）選同一構(gòu)件上已知運動要素多的鉸鏈點作動點和基點，列矢量方程，標出已 知量的大小和方向。 （3）選速度和加速度比例尺及極點?p、p′按已知條件畫速度和加速度多邊形，求 解未知量的大小和方向

23、。 . 精品文檔 （4）對所求的量進行計算和判定方向。 7、什么是運動分析中的影像原理？注意什么？ 影像原理：已知同－構(gòu)件上兩點的速度或加速度求另外－點的速度和加速度，則這 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

24、中是哪一點？ 箭頭對頂?shù)狞c。 10、在機構(gòu)運動分析中在什么情況下應用應用重合點法？ 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、應用重合點進行運動分析時，什么情況下有哥氏加速度？ 當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，若其中之一等于零， 則哥氏加速度等于零。 大小?為： akB1B2?=?2ω?VB1B2 方向為：VB1B2?的矢量按牽連角速度ω2?方向旋轉(zhuǎn)?900?。 12、應用重合點法進行運動分析時的步驟是什么？ （1）選擇比例尺畫機構(gòu)運動簡圖。 （2）選運動要素已知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

25、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。 習題 3-1?試求圖示各機構(gòu)在圖示位置時的全部瞬心的位置。 . 精品文檔

26、 . 精品文檔 . 精品文檔

27、 . 精品文檔 3-2 在圖示的機構(gòu)中，已知各構(gòu)件長度（機構(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?。? μv=0.005(m/s)/?mm；μa=0.05(m/s2)/mm。

28、 解：速度分析，  V r???????v??????v =?V?+?V c?B?CB 速度比例尺μV=0.005(m/s)/mmv =???0?.?3?m??/??s???VC?=?0.2m?/?s V =?Vc??=?4r?/?s =???? =?2r?/?s l l CD 方向 ⊥CD ⊥AB ⊥BC 大小 ? ω1L1 ? v B , V w w BC 3 2 BC 求?V?E?： 作△bce∽△BCE 用影像法得出 Ｖ?＝μ ｐｅ＝０.３５ｍ/ｓ Ｅ Ｖ·

29、 . 精品文檔 v??? v??? vt v??? v????? vt 加速度分析。（１）求?ac a =?a?n?+?a c c c  =?a?n?+?a?n?+?a B?CB?CB 方向 C→D ⊥CD B→A C→B ⊥BC 大小 w?2l 3?CD ？ w?2l 1?AB w?2l 2?BC ？ a

30、  c = m  a .?p?'?c?'?????a  E = m  a .?p?'?e?' a?t = .?p?'?e?'???????? l l （用影像法求 m CB a a  E?)  2  t a?=?aCB?=?ma?.n'BC?.c' BC?BC 3 3-3?在圖示的機構(gòu)中，已知各構(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

31、求點?D?的速度?vD?和加速度?aD。建議?。? μv=0.03(m/s)/mm；μa=0.6(m/s2)/mm。 . 精品文檔 解：?（1） 選?F?點為重合點，則 V F?2?=?V  F?3 2???F V v????????v???????v =?V?+?V F?F?F 2?1???????????????????????1 方向 ⊥EF ⊥AF ∥AF 1??1?????

32、?? ？ 大小 ？ w l 作速度多邊形，如圖所示。 . 精品文檔 V  F?2 = m  v .?pf  2 V （2）求 D?，D?是?EF?上的一點。用影像法求解。 ED?????? pd = EF pf  2 V?= D  m  v .?pd F2?F

33、1??+?a?r 加速度分析 (１)  v???v???v???v????v a?n?+?a?t?=?a?n?+?a?k F2?F2?F1?F2?F1 方向 Ｆ→Ｅ ┴ＥＦ Ｆ→Ａ ┴ＡＦ ∥ＡＦ 3???EF??????? ????? w??2l 大小  w?2l  1?AF  2 w?n 1?F2?F1  ?

34、 . 精品文檔 （2）求 a  D a??=?m?n?.?p'?d' 2????????? ∴???? D vn =?n n =?n +?n 用速度影像法求解。 ED?= p?'?d?' EF p?'?f?' 3-4?在圖示的機構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸及原動件?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?及角加速度?α3（比例尺任選）。 v v B1 解：選?B?點為重合點，

35、 B2 v v 速度分析 B3 B2 B3B2 方向 ⊥BD ⊥AB ∥CD 大小 ？ 作速度多邊形，如圖所示： w?l 1?AB??????? l n  B?3  =?m?.?pb n  3 w?=?n 3  B?3 BD?????（沿逆時針方向） . B3?B2??+?a?r a?n??+?a =?a?n??+?a?k 加

36、速度分析 精品文檔 v???v???v???v????v t B3?B3?B2?B3?B2 方向 B→D ⊥BD B→A ⊥CD ∥CD 大小 w?2?l 3?BD  ? w  2?l 1??AB 2?w?n 3?B3B2  ? 作加速度多邊形，如圖所示： a?t?= B?3  m  a  .h?'?b?' 3  3

37、 a  3 t =?a?B3 l BD  （順時針方向） 3-5?在圖示的搖塊機構(gòu)中，已知?LAB＝30mm，LAC＝100mm，LBD＝50mm，LDE?= 40mm，曲柄以等角速度?ω1?=?10rad／s?回轉(zhuǎn)，試用圖用法求機構(gòu)在?φ1＝45°位置時， 點?C?和點?E?的速度和加速度，以及構(gòu)件?2?的角速度和角加速度。 . B?1???=??v nv =?nv +?nv 精品文檔 解：選

38、擇?B?點為重合點 v 速度分析 B?2 B?3 B?2 B?3?B?2 方向 ⊥BC ⊥AB ∥BC 大小 ？ w l 1?1??????？ 做速度多邊形，如圖所示： l w?=?w?=?n?B3 3 2 BC =?mn?.?pb3 l BC  （?順時針方向） n =?0 ∵ C v??? v???? v??? v????? v E

39、 ∴ B?3???=?a?n??+?a?k B?3?B?2??+?a?r a?n??+?a w??2l????????????????? w 2?wn 大小????????????????? ??????????????????????? ? n 取 求 E ?BEC∽ 3ep n?= .?pe n t 加速度分析， B?3 B?2 B?3?B?2 方向 B→C ⊥BC B→A ⊥BC ∥BC 2?l 3?BC 1 AB . 精品文檔 作加速度多邊形，如圖所示：

40、 a?=?0 a c  2 t =?a?B?3 l BC =?m?a?.b?'?3?b?3?" l BC a???= .?p?'?e?' 則????? E 求 a  E???作影像圖，取△BEC∽?3e'p' m a 3-6?在圖示六桿機構(gòu)中，已知機構(gòu)運動簡圖以及原動件的角速度?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?及角速度?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

41、不按比例尺 但方向必須正確。 . 精品文檔 解：速度分析 v （1）求 B  v???v???v v?=?v?+?v B??????A?????BA 方向 ⊥BC ⊥AＯ ⊥AB 大小 ？ 作速度多邊形，如圖所示 w l 1?1??????？ l

42、 w?=?n 2  BA AB =?mn?.ab l AB??????逆時針方向 n （2）求?AB?桿上的 2 D  。 D?2 則 影像法，作 ABD∽?abd = .?pd n  2?方向如圖。 n n  = n （3）求 D  5???,重合點法， D5 D4 . n =??n +??n 精品文檔 v v v D  4 D  2 D?4?D 

43、2 方向 ⊥DE √ ∥AB 大小 ？ √ ？ nv????????? w = D?5 由速度多邊形可知  v?4  5  n l  D?5 DE  =?mn?.?pd l DE  4  (逆時針） 3-7?在圖示六桿機構(gòu)中，已知：?lBC=lCD=l1=l3=420mm,?lAB=140mm，l2=180mm， ω1=20rad/s。 （1）分析該機構(gòu)的自由度以及機構(gòu)的級別； （2）用相對運動圖解法求解在圖示位置時，F(xiàn)?點

44、的速度； （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 . 精品文檔 （2）求 v v v?c v c  ( v基點法)?v =?v?+?n B?CB 方向 ⊥CD

45、⊥AB ⊥BC w l 大小 ？ 11 ？ v m??.bc l l 作影像圖，??則Ｅ??的大小，方向可求。 作速度多邊形，如圖所示： w?= BC?= n 2 BC BC （?逆時針方向） （3）求?2?桿上的?E?點速度， ２ （4）求?5?桿上的Ｅ點速度，（重合點法） . v???? v v E?5???=?n??E?2???+?n 精品文檔 v E?5?E?2 方向 ∥ＥＦ √ ∥ＢＣ 大

46、小 ？ √ ？ n  F =?v  E?5 =?m?.?pe n  5 l l y y 3-8?圖示為干草壓縮機中的六桿機構(gòu)，已知各構(gòu)件長度?lAB=600mm，lOA=150mm， lBC=120mm，BD=500?mm，CE=600?mm?及?xD=400?mm，?D=500?mm，?E=600?mm， 1 ω?=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。

47、 解：（１）ｎ＝５，Ｐ?=７,Ｐ?=０ Ｌ ｈ Ｆ=３×５－２×７ =１ (２) . 精品文檔 n （３）求 B????????（基點法） v?v???v n?=?v?+?n B?A?BA 方向 ⊥ＢＤ ⊥ＡＯ ⊥ＢＡ w l 大小 ？ 1?1???????？ 作速度多邊形，如圖所示：

48、 用影像法求解， C w (４) 求  2 n  = C n l  BA AB??????????（逆時針方向） n?=?m?.?pc v n （５）求 E . +??nv nv E =?nv C 精品文檔 EC E 方向 水平 √ ⊥ＥＣ 大小 ？ √ ？ n =?m

49、?.?pe n l w =?n 4  EC EC =?m?n?.ec l EC?????????(順時針方向） 第四章?平面機構(gòu)的力分析 判斷題 1、在機械中，因構(gòu)件作變速運動而產(chǎn)生的慣性力一定是阻力。（?×?） 2、在車床刀架驅(qū)動機構(gòu)中，絲杠的轉(zhuǎn)動使與刀架固聯(lián)的螺母作移動，則絲杠與螺 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。（√ ） 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。（?

50、√?） 選擇填空題 1、作變速運動的構(gòu)件上的慣性力， B 。 A、當構(gòu)件加速運動時它是驅(qū)動力，當構(gòu)件減速運動時它是阻力； B、當構(gòu)件加速運動時它是阻力，當構(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?、相同材料組成的平滑塊與楔形滑塊相比較，在外載荷相同的情況下， 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 擦相同 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

51、向 . 精品文檔 所成角度恒為 C 。 A、0° B、90° C、鈍角 D、銳角 4、在機械中阻力與其作用點速度方向 D 。 A、相同 B、一定相反 C、成銳角 D、相反或成鈍角 5、在機械中驅(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、相同或成銳角 D、成鈍角 6、在機械中，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、在原動機中是驅(qū)動力，在工作機中是阻力 C、一定是阻力 D、無論在什么機器中，它都有時是驅(qū)動力，有時是 阻力。 7、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，

52、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、當考慮摩擦時，徑向軸頸轉(zhuǎn)動副中，總反力?RBA A 。 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

53、全是 C、一定都 填空題 1、對機構(gòu)進行力分析的目的是：(1)?確定運動副反力 ；(2)?確定機構(gòu)平衡力或平 衡系力偶。 2、靜力分析一般適用于?低速機械，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 相同情況下，三角帶傳動摩擦力大于平型帶傳動摩擦力 。 . 精品文檔 簡答題 1、什么是機構(gòu)的動

54、態(tài)靜力分析？在什么樣的機構(gòu)中必須考慮慣性力的影響？ 在機構(gòu)中將慣性力視為一般外力加于構(gòu)件上，再按靜力學方法進行分析計算，這種 考慮慣性力的機構(gòu)受力分析的方法稱為動態(tài)靜力分析，在高速重載機械中必須考慮 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 L 力矩。Pi?hμ?=?－Js?ε。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、機構(gòu)動態(tài)靜力分析的目的是什么、步驟、方法是什

55、么？ 目的：確定各云動副中的反力，確定機械上的平衡力或平衡力矩。 步驟： （1）對機構(gòu)進行運動分析，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內(nèi)端副的法向反 力

56、。 （4）確定原動件上的平衡力和平衡力矩，用靜力學力和力矩平衡條件進行計算。 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 . 精品文檔 速轉(zhuǎn)動)。 習題 4-1

57、?圖示為一曲柄滑塊機構(gòu)的三個位置，P?為作用在滑塊上的驅(qū)動力，摩擦圓摩擦 角如圖所示。試在圖上畫出各運動副反力的真實方向。（構(gòu)件重量及慣性力略去不 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。 . 精品文檔

58、 4-2?在圖示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知機構(gòu)的位置、各構(gòu)件的尺寸和驅(qū)動力?F，各轉(zhuǎn) 動副的半徑和當量摩擦系數(shù)均為?r?和?fv。若不計各構(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。 內(nèi)容提要：（1），2?桿受壓?（?2），ω21，ω23 都是逆時針轉(zhuǎn)向 (3),?3?桿：力矩平衡 （4），1?桿：三力匯交

59、 . 精品文檔 4-3?在圖示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知機構(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 作用線和機構(gòu)能克服的作用在從動件?3?上的阻力偶矩?M3?的轉(zhuǎn)向。 l 4-4?在圖示的曲柄滑塊機構(gòu)中，已知?lAB=90?mm，?BC=240?mm；曲柄上?E?點作用有 生產(chǎn)阻力?Q?且與曲柄垂直；滑塊與機架間

60、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。設不計各構(gòu)件的重力和慣性力，求當曲柄處于?θ=50°位置時，驅(qū)動力?F 所能克服的生產(chǎn)阻力?Q?的大小 . 精品文檔 （2），取?3?塊研究： 解：（1），取?2?桿研究：受壓，ω21?，ω23?都是順時針轉(zhuǎn)向， R +?F?+?R =?0 23 43

61、 （3），取?1?桿研究：?R21?+?Q?+?R41?=?0 4-5、在圖示雙滑塊機構(gòu)中，已知工作阻力?Q=500?N，轉(zhuǎn)動副?A、B?處摩擦圓及移 動副中的摩擦角?φ?如圖所示。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?。 . 精品文檔

62、 解：(1)取?2?桿研究：?為二力桿， 受壓， v?r r (2)?取?3?桿研究： Q?+?R23?+?R43?=?0 ω21‘?ω23 三力匯交  均為逆時針轉(zhuǎn)向 (3)取?1?塊研究 v?v v P?+?R?+?R?=?0 41 21 .  ： 精品文檔

63、 第五章?機械效率與自鎖 選擇填空題 1、在機器穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的一個運動循環(huán)中，若輸入功為?Wd，輸出功為?Wr，損失功為 Wf，則機器的機械效率為?A 。 A、Wr／Wd B、Wf／Wd C、Wr／Wf 2、機械出現(xiàn)自鎖是由于 A 。 A、機械效率小于零 B、驅(qū)動力太小 C、阻力太大 D、約束反力太 大 3、從機械效率的觀點分析，機械自鎖的條件為 B 。 A、機械效率≥0 B、機械效率≤0 C、機械效率≠0 4、在由若干機器并聯(lián)構(gòu)成的機組中，若這些機器中單機效率相等均為?η0，則機組 的總效率η必有如下關(guān)系 C 。 A、η>η0 B、η<η0 C、η=η

64、0 D、η=nη0?(n?為單機臺數(shù)) 5、在由若干機器并聯(lián)構(gòu)成的機組中，若這些機器的單機效率均不相同，其中最高 效率和最低效率分別為ηmax?和ηmin，則機組的總效率η必有如下關(guān)系 D 。 A、η<ηmin B、η>ηmax C、ηmin≤η≤ηmax D、ηmin<η<ηmax 6、在由若干機器串聯(lián)構(gòu)成的機組中，若這些機器的單機效率均不相同，其中最高 效率和最低效率分別為?ηmax?和?ηmin，則機組的總效率?η?必有如下關(guān)系?A 。 A、η<ηmin B、η>ηmax C、ηmin≤η≤ηmax D、ηmin<η<ηmax 7、反行程自鎖的機構(gòu)，其正行程效率 C ，反行

65、程效率 D 。 A、η>1 B、η=1 C、0<η<1 D、η≤0 8、自鎖機構(gòu)一般是指 B 的機構(gòu)。 A、正行程自鎖 B、反行程自鎖 C、正反行程都自鎖 9?、在其他條件相同的情況下，矩形螺紋的螺旋與三角螺紋的螺旋相比，前者 C 。 . 精品文檔 A、效率較高，自鎖性也較好 B、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、設機器中的實際驅(qū)動力為?P，在同樣的工作阻力和不考慮摩擦時的理想驅(qū)動力為 P0，則機器效率的計算式是η=?ρ0／ρ 。 2、設機器中的實際生產(chǎn)阻力為?Q，在同樣的驅(qū)動力作用下不考慮

66、摩擦時能克服的 理想生產(chǎn)阻力為?Q0，則機器效率的計算式是η= Q／Q0 。 3、在認為摩擦力達極限值條件下計算出機構(gòu)效率η后，則從這種效率觀點考慮， 機器發(fā)生自鎖的條件是 η≤0 。 4?、設螺紋的升角λ，接觸面的當量摩擦系數(shù)為 fv?，則螺旋副自鎖的條件是 λ＜arctg?f v?。 5、并聯(lián)機組的效率與機組中與 各機器?效率，以及各機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 量摩擦角、當量摩擦系數(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?（α?+?φv），M?=?Pd2?/?