浙江工业大学机械原理习题卡填空简答.docx

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浙江工业大学机械原理习题卡填空简答

2014浙江工业大学机械原理习题卡

第二章机构的机构分析

1、填空题

1.平面运动副的最大约束数为____2_____，最小约束数为_____1_____。

2.平面机构中若引入一个高副将带入_____1____个约束，而引入一个低副将带入_____2____个约束。

平面机构中约束数与自由度数的关系是_约束数+自由度数=3_。

3.在机器中，零件是最小制造的单元，构件是最小运动的单元。

4.点或线接触的运动副称为高副，如齿轮副、凸轮副等。

5．机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由多个零件装配成的刚性结构。

6．两个构件相互接触形成的具有确定相对运动的一种联接称为运动副。

7．面接触的运动副称为低副，如转动副、移动副等。

8．把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为是运动链，若运动链的各构件构成了首末封闭的系统称为闭链，若运动链的构件未构成首末封闭的系统称为开链。

9．平面机构是指组成机构的各个构件均在同一平面内运动。

10．在平面机构中，平面低副提供2个约束，平面高副提供1个约束。

11．机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。

12．机构具有确定运动的条件是机构的原动件数等于自由度数。

二、简答题

1.机构具有确定运动的条件是什么？

答：

1.要有原动件；2.自由度大于0；3.原动件个数等于自由度数。

2.何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？

在计算机构自由度时应如何处理？

答：

复合铰链是三个或更多个构件组成两个或更多个共轴线的转动副。

在有些机构中,其某些构件所能产生的局部运动并不影响其他构件的运动,我们把这些构件所能产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。

虚约束是在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束。

在计算机构自由度时,K个构件汇交而成的复合铰链应具有（K-1）个转动副，同时应将机构中的局部自由度、虚约束除去不计。

第三章平面机构的运动分析

3－１　填空题：

1．速度瞬心是两刚体上　　瞬时速度相等　的重合点。

2．若　　瞬心的绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心；

若　　瞬心的绝对速度不为零，则该瞬心称为相对瞬心。

3．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于　垂直于导路方向的无穷远　处。

当两构件组成高副时，两个高副元素作纯滚动，则其瞬心就在　　接触点处　　；若两个高副元素间有相对滑动时，则其瞬心在　过接触点两高副元素的公法线上　　。

4．当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用　三心定理　来求。

5．3个彼此作平面平行运动的构件间共有3　个速度瞬心，这几个瞬心必定位于　一条直线上。

6．机构瞬心的数目K与机构的构件数N的关系是　　K＝N（N－1）/2　　。

7．铰链四杆机构共有　6　个速度瞬心，其中　3　个是绝对瞬心。

8．速度比例尺μν表示图上每单位长度所代表的速度大小，单位为：

（m/s）/mm。

加速度比例尺μa表示图上每单位长度所代表的加速度大小，单位为（m/s2）/mm。

9．速度影像的相似原理只能应用于　构件，而不能应用于整个机构。

10．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为　平　动，牵连运动为　转　动时（以上两空格填转动或平动），两构件的重合点之间将有哥氏加速度。

哥氏加速度的大小为2×相对速度×牵连角速度；方向为　相对速度沿牵连角速度的方向转过90°之后的方向　　。

第4章机构力分析

1、填空题：

1.作用在机械上的力分为驱动力和阻抗力两大类。

2．对机构进行力分析的目的是：

（1）确定运动副中的反力　　　；

（2）　确定机械上的平衡力或平衡力矩　　。

3．确定构件惯性力的一般性方法中，对作平面移动的物体，其惯性力为-ma；

对绕定轴转动的构件，若转动轴线不通过质心，则其惯性力为-ma，而惯性力偶矩为-Jα；若转动轴线通过质心，则只存在-Jα。

4.质量代换法是指把构件质量按一定条件用集中于构件上某几个选定点的假想集中质量来代替。

假想的集中质量称为代换质量，其所在的位置称为代换点。

5.质量代换应满足三个基本条件：

①代换前后构件的质量不变；

②代换前后构件的质心位置不变；

③代换前后构件对质心轴的转动惯量不变。

6.质量代换中，动代换是指满足质量不变、质心位置不变以及对质心轴的转动惯量不变；而静代换则是指只满足构件的质量不变和质心位置不变。

7.在滑动摩擦系数相同条件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是槽面摩擦的当量摩擦系数为

，明显大于f　　，因此，机械中三角带传动比平型带传动用得更为广泛，而联接用的螺纹更多地采用三角形为螺纹牙型。

4．考虑摩擦的移动副，当发生加速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角大于摩擦角，当发生匀速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角等于摩擦角，当发生减速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角小于摩擦角。

4．考虑摩擦的转动副，当发生加速运动时，说明外力的作用线在摩擦圆之外，当发生匀速运动时，说明外力的作用线与摩擦圆相切，当发生减速运动时，说明外力的作用线与摩擦圆相割。

1.凡是驱动机械产生运动的力统称为力，其特征是该力与其作用点的速度方向或成，其所作的功为。

A．驱动；  B．平衡；  C．阻抗；  D．消耗功；E．正功；

F．相同；  G．相反；  H．锐角；  I．钝角；      J．负功

答：

AFHE

2.简述进行质量代换需要满足的三个条件？

动代换和静代换各应满足什么条件？

答：

质量代换法需满足三个条件：

1、代换前后构件的质量不变；

2、代换前后构件的质心位置不变；

3、代换前后构件对质心轴的转动惯量不变；

其中：

动代换需要满足前面三个条件；静代换满足前两个条件便可。

3.什么是当量摩擦系数？

分述几种情况下的当量摩擦系数数值。

答：

为了计算摩擦力简便，把运动副元素几何形状（接触面形状）对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦系数中，这种转化后的摩擦系数称为当量摩擦系数。

对单一平面

；槽角为

时

；半圆柱面接触时

，

4．移动副中总反力的方位如何确定？

答：

1）总反力与法向反力偏斜一摩擦角2）总反力的偏斜方向与相对运动方向相反。

5.移动副的自锁条件是驱动力作用在移动副的摩擦角内。

6.转动副的自锁条件是驱动力臂≤摩擦圆半径。

7.判定机械自锁的条件有哪些？

答：

1）驱动力位于摩擦锥或摩擦圆内；

2）机械效率小于或等于0

3）能克服的工作阻力小于或等于0

8.判断对错，在括号中打上v或×：

在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。

（v）

第5章机械效率

1、填空题：

1．设机器中的实际驱动力为

，在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动力为

，则机器效率的计算式是

=　　　

/

　　　　　。

2．设机器中的实际生产阻力为

，在同样的驱动力作用下不考虑摩擦时能克服的理想生产阻力为

则机器效率的计算式是

/

　　。

3．假设某机器由两个机构串联而成，其传动效率分别为

和

，则该机器的传动效率为

*

。

4．假设某机器由两个机构并联而成，其传动效率分别为

和

，则该机器的传动效率为（P1*η1+P2*η2）/（P1+P2）。

5.从受力观点分析，移动副的自锁条件是外力的作用线与运动方向法线的夹角小于等于摩擦角；转动副的自锁条件是外力的作用线与摩擦圆相切或相割；从效率观点来分析，机械自锁的条件是效率小于等于零。

第六章机械的平衡

一、填空题：

1.研究机械平衡的目的是部分或完全消除构件在运动时所产生的惯性力和惯性力偶矩，减少或消除在机构各运动副中所引起的附加动压力，减轻有害的机械振动，改善机械工作性能和延长使用寿命。

2.回转构件的直径

和轴向宽度

之比

符合

条件或有重要作用的回转构件，必须满足动平衡条件方能平稳地运转。

如不平衡，必须至少在2个校正平面上各自适当地加上或去除平衡质量，方能获得平衡。

3.只使刚性转子的惯性力得到平衡称静平衡，此时只需在1个平衡平面中增减平衡质量；使惯性力和惯性力偶矩同时达到平衡称动平衡，此时至少要在2个选定的平衡平面中增减平衡质量，方能解决转子的不平衡问题。

4.刚性转子静平衡的力学条件是质径积向量和等于零，而动平衡的力学条件是质径积向量和等于零，离心力引起的合力矩等于零。

5.符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在回转轴线上。

静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在质心最低处位置静止，由此可确定应加上或去除平衡质量的方向。

6.图a、b、c中，S为总质心，图a,b中的转子具有静不平衡，图c中的转子是动不平衡。

7.机构总惯性力在机架上平衡的条件是机构的总质心静止不动。

8.在图示a、b、c三根曲轴中，已知

，并作轴向等间隔布置，并且各曲拐都在同一轴平面内，则其中a,b,c轴已达静平衡，c轴已达动平衡。

1.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。

答：

质径积

2.刚性转子的动平衡的条件是。

答：

偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为0

3.转子静平衡和动平衡的力学条件有什么异同？

答：

静平衡：

偏心质量产生的惯性力平衡

动平衡：

偏心质量产生的惯性力和惯性力矩同时平衡

4．造成转子不平衡的原因是什么？

平衡的目的又是什么？

答：

原因：

转子质心与其回转中心存在偏距；

平衡目的：

使构件的不平衡惯性力和惯性力矩平衡以消除或减小其不良影响。

5.造成转子动不平衡的原因是什么？

如何平衡？

答：

转子的偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩不平衡；

平衡方法：

增加或减小配重使转子偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡。

6.回转构件进行动平衡时，应在两个平衡基面上加平衡质量。

7.质量分布在同一平面内的回转体，经静平衡后_______________（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后___________（一定、不一定、一定不）满足静平衡；质量分布于不同平回转面内的回转体，经静平衡后____________（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后____________（一定、不一定、一定不）满足静平衡。

答：

一定一定不一定一定

8.机构的完全平衡是使机构的总惯性力恒为零，为此需使机构的质心 恒固定不动。

9.平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是B。

A只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡

B动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来

C静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度b与其直径D之比b/D<0.2）

D使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡

10.平面机构的平衡问题，主要是讨论机构惯性力和惯性力矩对        的平衡。

A.曲柄   B.连杆    C.  机座

答：

C

11.判断对错，在括号中打上v或×：

经过动平衡校正的刚性转子，任一回转面内仍可能存在偏心质量。

（  v ）

若刚性转子满足动平衡条件，这时我们可以说该转子也满足静平衡条件。

（  v ）

设计形体不对称的回转构件，虽已进行精确的平衡计算，但在制造过程中仍需安排平衡校正工序。

（  v ）

不论刚性回转体上有多少个平衡质量，也不论它们如何分布，只需要在任意选定两个平面内，分别适当地加平衡质量即可达到动平衡。

（  × ）

通常提到连杆机构惯性力平衡是指使连杆机构与机架相联接的各个运动副内动反力全为零，从而减小或消除机架的振动。

（  × ）

作往复运动或平面复合运动的构件可以采用附加平衡质量的方法使它的惯性力在构件内部得到平衡。

（  v ）

若机构中存在作往复运动或平面复合运动的构件，则不论如何调整质量分布仍不可能消除运动副中的动压力。

（  v ）

绕定轴摆动且质心与摆动轴线不重合的构件，可在其上加减平衡质量来达到惯性力系平衡的目的。

（  v ）

为了完全平衡四杆铰链机构ABCD的总惯性力，可以采用在原机构上附加另一四杆铰链机构AB’C’D来达到。

条件是lAB=lAB’，lBC=lBC’lCD=lCD’，各杆件质量分布和大小相同。

（  × ）

为了完全平衡四杆铰链机构的总惯性力，可以采用在AB杆和CD杆上各自加上平衡质量

和

来达到。

平衡质量的位置和大小应通过计算求得。

（  v ）

12.在图示a、b、c三根曲轴中，已知

，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　　　　　轴已达静平衡，　　　　　轴已达动平衡。

答：

（a）、（b）、（c）；（c）

第7章机械的运转及其速度波动的调节

一、填空题

1.设某机器的等效转动惯量为常数，则该机器作匀速稳定运转的条件在每一瞬时,驱动功率等于阻抗功率，作变速稳定运转的条件是在一个运动周期中，驱动功等于阻抗功。

2.机器中安装飞轮的原因，一般是为了调节周期性速度波动，同时还可获降低原动机功率的效果。

3.在机器的稳定运转时期，机器主轴的转速可有两种不同情况，即等速稳定运转和变速稳定运转，在前一种情况，机器主轴速度是常数，在后一种情况，机器主轴速度是作周期性波动。

4．机器中安装飞轮的目的是降低速度波动，降低电动机功率。

5．某机器的主轴平均角速度

，机器运转的速度不均匀系数

，则该机器的最大角速度

=102.5rad/s，最小角速度

=97.5rad/s。

6．机器等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是根据动能相等（等效质量的动能等于机器所有运动构件的动能之和）原则进行转化的，因而它的数值除了与各构件本身的质量（转动惯量）有关外，还与各构件质心处速度、构件角速度与等效点的速度之比的平方有关。

7．机器等效动力模型中的等效力（矩）是根据瞬时功率相等原则进行转化的，因而它的数值除了与原作用力（矩）的大小有关外，还与外力作用点与等效点的速度之比有关。

8．若机器处于起动（开车）阶段，则机器的功能关系应是输入功大于输出功和损失功之和，系统动能增加，机器主轴转速的变化情况将是机器主轴的转速大于它的初速，由零点逐步增加到正常值。

9．若机器处于停车阶段，则机器的功能关系应是输入功小于输出功和损失功之和，系统动能减少，机器主轴转速的变化情况将是机器主轴的转速，由正常速度逐步减小到零。

10．用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞轮的转动惯量将越大，在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转动惯量，应将飞轮安装在高速轴上。

11．当机器运转时，由于负荷发生变化使机器原来的能量平衡关系遭到破坏，引起机器运转速度的变化，称为非周期性速度波动。

为了重新达到稳定运转，需要采用调速器来调节。

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12．在机器稳定运转的一个运动循环中，运动构件的重力作功等于零，因为运动构件重心的位置没有改变。

13．机器运转时的速度波动有周期性速度波动和非周期性速度波动两种，前者采用安装飞轮调节,后者采用安装调速器进行调节。

14．若机器处于变速稳定运转时期，机器的功能特征应有一个运动循环内输入功于等于输出功与损失功之和，它的运动特征是每一个运动循环的初速度和末速度相等。

15．当机器中仅包含定传动比机构时，等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是常量，若机器中包含变传动比机构时，等效质量（转动惯量）是机构位置的函数。

16．图示为某机器的等效驱动力矩

和等效阻力矩

的线图，其等效转动惯量为常数，该机器在主轴位置角

等于

时，主轴角速度达到

在主轴位置角

等于

时，主轴角速度达到

。

二、判断题

1．为了使机器稳定运转，机器中必须安装飞轮。

（×）

2.机器中安装飞轮后，可使机器运转时的速度波动完全消除。

（×）

3.为了减轻飞轮的重量，最好将飞轮安装在转速较高的轴上。

（√）

4.机器稳定运转的含义是指原动件（机器主轴）作等速转动。

（×）

5.机器作稳定运转，必须在每一瞬时驱动功率等于阻抗功率。

（×）

6.机器等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是一个假想质量（转动惯量），它的大小等于原机器中各运动构件的质量（转动惯量）之和。

（×）

7.机器等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是一个假想质量（转动惯量），它不是原机器中各运动构件的质量（转动惯量）之和，而是根据动能相等的原则转化后计算得出的。

（√）

8.机器等效动力学模型中的等效力（矩）是一个假想力（矩），它的大小等于原机器所有作用外力的矢量和。

（×）

9.机器等效动力学模型中的等效力（矩）是一个假想力（矩），它不是原机器中所有外力（矩）的合力，而是根据瞬时功率相等的原则转化后算出的。

（√）

10.机器等效动力模型中的等效力（矩）是根据瞬时功率相等原则转化后计算得到的，因而在未求得机构的真实运动前是无法计算的。

（×）

三、选择题

1．在机械稳定运转的一个运动循环中，应有A

（A）惯性力和重力所作之功均为零；

（B）惯性力所作之功为零，重力所作之功不为零；

（C）惯性力和重力所作之功均不为零；

（D）惯性力所作之功不为零，重力所作之功为零。

2．机器运转出现周期性速度波动的原因是C。

（A）机器中存在往复运动构件，惯性力难以平衡；

（B）机器中各回转构件的质量分布不均匀；

（C）在等效转动惯量为常数时，各瞬时驱动功率和阻抗功率不相等，但其平均值相等，且有公共周期；

（D）机器中各运动副的位置布置不合理。

3．机器中安装飞轮的一个原因是为了C。

（A）消除速度波动；

（B）达到稳定运转；

（C）减小速度波动；

（D）使惯性力得到平衡，减小机器振动。

4.设机器的等效转动惯量为常数，其等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化如图示，可判断该机器的运转情况应是B。

（A）匀速稳定运转；

（B）变速稳定运转；

（C）加速过程；

（D）减速过程。

5.在图7-3-5传动系统中，已知

。

如以齿轮4为等效构件，则齿轮1的等效转动惯量将是它自身转动惯量的B。

（A）12倍；

（B）144倍；

（C）1/12;

（D）1/144。

5.在图7-3-5传动系统中，已知

。

如以齿轮1为等效构件，则作用于齿轮4的力矩

的等效力矩等于C

。

（A）12倍；

（B）144倍；

（C）1/12;

（D）1/144。

6．如果不改变机器主轴的平均角速度，也不改变等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化规律，拟将机器运转速度不均匀系数从0.10降到0.01，则飞轮的转动惯量

将近似等于A

。

（

为原飞轮转动惯量为原飞轮转动惯量）

（A）10；

（B）100；

（C）1/10

（D）1/100

7.将作用于机器中所有驱动力、阻力、惯性力、重力都转化到等效构件上，求得的等效力矩和机构动态静力分析中求得的在等效构件上的平衡力矩，两者的关系应是B。

（A）数值相同，方向一致；

（B）数值相同，方向相反；

（C）数值不同，方向一致；

（D）数值不同，方向相反。

1.等效构件的　等效质量    或   等效转动惯量　具有的动能等于原机械系统的总动能；等效质量（或等效转动惯量）的值是

的函数，只与位置有关，而与机器的运动无关。

按功率等效的原则来计算等效力矩，按动能等效的原则来计算转动惯量。

2.机器产生速度波动的主要原因是　输入功不等于输出功　。

3.速度波动的类型有  周期性和非周期性   两种。

4.什么是机械系统的等效动力学模型?

具有等效质量或等效转动惯量，其上作用有等效力或等效力矩的等效构件称为原机械系统的等效动力学模型。

5.等效构件上　作用的等效力或力矩　产生的瞬时功率等于原机械系统所有外力产生的瞬时功率之和。

6.试论述飞轮在机械中的作用。

答案：

飞轮在机械中的作用，实质上相当于一个储能器。

当外力对系统作盈功时，它以动能形式把多余的能量储存起来，使机械速度上升的幅度减小；

当外力对系统作亏功时，它又释放储存的能量，使机械速度下降的幅度减小。

另外还有一种应用，渡过死点

7.飞轮在机械中的作用，实质上相当于一个　储能器　。

8.机器周期性速度波动的调节方法一般是加装飞轮___，非周期性速度波动调节方法是除机器本身有自调性的外一般加装调速器。

9.机器安装飞轮后，原动机的功率可以比未安装飞轮时D。

A.一样    B.大     C.小      D. A、C的可能性都存在

10.机器运转出现周期性速度波动的原因是C。

   A．机器中存在往复运动构件，惯性力难以平衡；

   B.机器中各回转构件的质量分布不均匀；

 C.在等效转动惯量为常数时，各瞬时驱动功率和阻抗功率不相等，但其平均值相等，且有公共周期；

   D.机器中各运动副的位置布置不合理。

11.采用飞轮进行机器运转速度波动的调节，它可调节B速度波动。

A．非周期性；                  B．周期性；

C．周期性与非周期性；      D．前面的答案都不对

12.机器等效动力学模型中，等效力的等效条件是什么？

不知道机器的真实运动，能否求出等效力？

为什么？

答：

等效力的等效条件：

作用在等效构件上的外力所做之功，等于作用在整个机械系统中的所有外力所做之功的总和。

不知道机器的真实运动，可以求出等效力，因为等效力只与机构的位置有关，与机器的真实运动无关。

13.机器产生周期性速度波动的原因是什么？

 答：

1）

和

的变化是具有规律地周而复始，Je为常数或有规律地变化

2）在一个周期内，能量既没有增加也没有减少。

14.判断对错，在括号中打上√或×：

机器中安装飞轮后，可使机器运转时的速度波动完全消除。

（  × ）

为了减轻飞轮的重量，最好将飞轮安装在转速较高的轴上。

（  v ）

机器稳定运转的含义是指原动件（机器主轴）作等速转动。

（  × ）

机器作稳定运转，必须在每一瞬时驱动功率等于阻抗功率。

（  × ）

机器等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是一个假想质量（转动惯量），它的大小等于原机器中各运动构件的质量（转动惯量）之和。

（  × ）

机器等效动力学模型中的等效力（矩）是一个假想力（矩），它的大小等于原机器所有作用外力的矢量和。

（  × ）

机器等效动力模型中的等效力（矩）是根据瞬时功率相等原则转化后计算得到的，因而在未求得机构的真实运动前是无法计算的。

（  × ）

机器等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是根据动能相等原则转化后计算得到的，因而在未求得机构的真实运动前是无法计算的。

（  × ）

为了调节机器运转的速度波动，在一台机器中可能需要既安装飞轮，又安装调速器。

（  × ）