第七版机械原理复习题总汇

第七版机械原理复习题 第2章 机构的结构分析

一、填空题

1.组成机构的要素是构件和运动副；构件是机构中的运动单元体。

2.具有若干个构件的入为组合体、各构件间具有确定的相对运动、完成有用功或实现能量转换等三个特征的构件组合体称为机器。

3.机器是由原动机、传动部分、工作机所组成的。

4.机器和机构的主要区别在于是否完成有用机械功或实现能量转换。

5.从机构结构观点来看，任何机构是由机架，杆组，原动件三部分组成。 6.运动副元素是指构成运动副的点、面、线。

7.构件的自由度是指构件具有独立运动的数目; 机构的自由度是指机构具有确定运动时必须给定的独立运动数目。

8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生一个约束，而保留了两个自由度。 9.机构中的运动副是指两构件直接接触而又能产生相对运动的联接。 10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。

11.在平面机构中若引入一个高副将引入1个约束，而引入一个低副将引入2个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3n-2pl-ph。

12.平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1。

13.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为2，至少为1。

14.计算机机构自由度的目的是判断该机构运动的可能性（能否运动〕及在什么条件下才具有确定的运动，即确定应具有的原动件数。

15.在平面机构中，具有两个约束的运动副是低副，具有一个约束的运动副是高副。

16.计算平面机构自由度的公式为F?3n?2pL?pH，应用此公式时应注意判断：(A) 复合铰链，(B) 局部自由度，(C)虚约束。

17.机构中的复合铰链是指由三个或三个以上构件组成同一回转轴线的转动副；局部自由度是指不影响输入与输出件运动关系的自由度；虚约束是指在特定的几何条件下，机构中不能起独立限制运动作用的约束。 18.划分机构杆组时应先按低的杆组级别考虑，机构级别按杆组中的最高级别确定。 19.机构运动简图是用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副，并按一定比例绘制各运动副的相对位置，因而能说明机构各构件间相对运动关系的简单图形。

20.在图示平面运动链中，若构件1为机架，构件5为原动件，则成为Ⅲ级机构；若以构件2为机架，3为原动

件，则成为Ⅱ级机构；若以构件4为机架，5为原动件，则成为Ⅳ级机构。 二、判断题

1.机器中独立运动的单元体，称为零件。 (N )

2.具有局部自由度和虚约束的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去局部自由度和虚约束。Y 3.机构中的虚约束，如果制造、安装精度不够时，会成为真约束。 ( Y ) 4.任何具有确定运动的机构中，除机架、原动件及其相连的运动副以外的从动件系统的自由度都等于零。 Y

5.六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。 ( N ) 6.当机构的自由度F?0，且等于原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。( Y ) 7.运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度。 ( N ) 8.在平面机构中一个高副引入二个约束。 ( N)

9.平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全相同。 Y 10.任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成(Y) 三、选择题

1.一种相同的机构组成不同的机器。A (A)可以； (B)不能

2.机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间 产生任何相对运动。B (A)可以； (B)不能

3.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于 B 。 (A)0; (B)1; (C)2

4.原动件的自由度应为B。 (A)?1; (B)+1; (C)0 5.基本杆组的自由度应为 C 。 (A)?1; (B)+1; (C)0。 6.高副低代中的虚拟构件及其运动副的自由度应为A。(A)?1; (B)+1; (C)0; (D)6。

7.在机构中原动件数目B机构自由度时，该机构具有确定的运动。(A)小于 (B)等于 (C)大于。 8.计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会B (A)增多(B)减少 (C)不变。

9.构件运动确定的条件是C。(A)自由度大于1； (B)自由度大于零； (C)自由度等于原动件数。

10.图示4个分图中，图 C 所示构件系统是不能运动的。 11.渐开线齿轮机构的高副低代机构是一铰链四杆机构，在齿轮传动过程中，该四杆机构的 D 。

(A)两连架杆的长度是变化的； (B)连杆长度是变化的

(C)所有杆件的长度均变化； (D)所有杆件的长度均不变。

12某齿轮机构，主动齿轮转动方向已在图A标出。用代副替低后的机构是图 C 所示的机构。

四、问答题

1.构件与零件的含义是否相同？试简述之。

不相同。构件是机构中的独立运动的单元体，而零件则是制造的单元体。

2.机构运动简图与机构示意图有何不同？试简述之。

机构运动简图是用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按一定比例来绘制各运动副之间相对位置，因而能准确说明机构中各构件间的相对运动关系的简单图形。机构示意图虽然也是用简单的线条和符号来代表构件和运动副，但不要求严格地按比例来绘制各运动副间的相对位置，而只是为了表明机构结构状况的简单图形。 五、计算题

1.图示为一机构的初拟设计方案。试：（1〕计算其自由度，分析其设计是否合理？如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明。（2〕如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。

(1)C处滚子有局部自由度，F或G处为虚约

束，去掉局部自由度和虚约束后，n=3，pL=4，pH=1

F?3n??pL?p??3?3?2?4?1?0

表示不能动，设计不合理。

(2)修改措施:

加构件HE和转动副H，如图所示，

这时n????pL?5??p??1??

F?3?4?2?5?1?1

2.在图示机构中，若以构件1为主动件，试求：

(1)计算自由度，说明是否有确定运动。(2)如要使构件6有确定运动，并作连续转动，则可如何修改？说明修改的要点，并用简图表示。

??p??1,??故(1)滚子5有局部自由度，滚子两侧高副中有一个是虚约束，去掉n????pL?6,

F??n??pL?p??3?5?2?6?1?2今只有构件1一个主动件，运动不确定。

(2)作两点修改：

a)把ABCDE五杆机构改为下图所示的四杆机构。 b)C点的轨迹应围F点，才能使构件6作连续转动。

3.初拟机构运动方案如图所示。欲将构件1的连续转动转变为构件4的往复移动，试：

(1)计算其自由度，分析该设计方案是否合理？

(2)如不合理，可如何改进？提出修改措施并用简图表示。

(1)E或F为虚约束，

去n????pL?6,??p??0,F?3n??pL?p??3?4?2?6?0?0不能动，表明设计不合理。

(2)增加一个构件和一个转动副，如下图所示。

六、图解题

1.试画出图示高副机构的低副替代机构。

2.试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。

掉后

3.画出图示机构的运动简图。

F?3n?2pL?pH?3?3?2?4?0?1

七、计算题

1.计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。

=1 F?3n??pL?pH?3?9?2?13?1

2.试计算图示机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需明确指出。

解：

pp1.解E为复合铰链。n?4，L=5，H?pL?9, 图中n?7,

F?3n??pL?pH?3?7?2?9?33.试计算图示机

构的自由度，并说明需几个原动件才有确定运动。

解：

F?3n?2pL?pH?3?6?2?8?2 需两个原动件。

4.计算图示机构的自由度。

F?3n?2pL?pH?3?5?2?7?1

5.试计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束，必需注明。

A处为复合铰链。

F?3n?2pL?pH?3?4?2?4?2?2

6.试求图示机构的自由度（如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需指明所在之处）。图中凸轮为定径凸轮。

FDEBAC虚约束在滚子和E处，应去掉滚子C和E，局部自由度在滚子B处。

n?4，pL=5，pH=1，F?3?4?2?5?1?1

7.试求图示机构的自由度。

F?3n?2pL?pH?3?5?2?6?3

8.试计算图示机构的自由度（若含有复合铰链、局部自由度和虚约束应指出）。

C处有局部自由度、复合铰链。D处为复合铰链。F，G处有局部自由度。

?pL?7,?pH?3， 去掉局部自由度后，n?6,F?3n?2pL?pH?3?6?2?7￡?3?1

9.试计算图示

机构的自由度。

F?3n?2pL?pH?3?8?2?11?0?2

10.试计算图示机构的自由度。

F?3n?2pL?pH?3?6?2?8?0?2

11.试计算图示运动链的自由度。

?pL?12,?pH?1，

A、E、F为复合铰链，故n?8,F?3n?2pL?pH?3?8?2?12?1??1

12.图示为一平底摆动从动件盘型凸轮机构，试画出机构在高副低代后瞬时替代机构。并计算代换前和代换后的机构自由度。

(1)替代机构如图示。

(2)按原高副机构

n?????pL?2????p??1,

F?3n??pL?p??1

按低代后机构

n?????pL?4???p??0,

F?3n??pL?p??1

第3章 机构的运动分析

一、填空题

1. 当两个构件组成移动副时，其瞬心位于垂直于移动方向的无穷远处

处。当两构件组成纯滚动的高副时，其瞬心就在接触点。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。

2. 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。含有6个构件的平面机构，其速度瞬心共有15个，其中有5个是绝对瞬心，有10个是相对瞬心。

3. 相对瞬心与绝对瞬心的相同点是两构件上的同速点，不同点是；绝对速度为零及不为零。 4. 速度比例尺的定义图上是单位长度(mm)所代表的实际速度值(m/s)，在比例尺单位相同的条件下，它的绝对值愈大，绘制出的速度多边形图形愈小。

?5. 图示为六杆机构的机构运动简图及速度多边形，图中矢量cb代表针方向。

?vBC; ，杆3角速度?3的方向为 顺 时

6. 机构瞬心的数目N与机构的构件数k的关系是 N?k(k?1)/2 。

7.在机构运动分析图解法中，影像原理只适用于已知同一构件上二点速度或加速度求第三点的速度和加速度。

8.当两构件组成转动副时，其速度瞬心在转动副中心处；组成移动副时，其速度瞬心在垂直于移动导路的无穷远处；组成兼有相对滚动和滑动的平面高副时，其速度瞬心在在接触点处的公法线上。 9. 速度瞬心是两刚体上瞬时相对速度_为零的重合点。

10.铰链四杆机构共有6个速度瞬心，其中3个是绝对瞬心， 3 个是相对瞬心。 11.作相对运动的3个构件的3个瞬心必位于一直线上。

12.在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为移动，牵连运动为转动时，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?vr；方向与将vr沿?转向转90?的方向一致。 二、判断题

1.在图示机构中，已知?1及机构尺寸，为求解C2点的加速度，只要列出

一个矢量方程就可以用图解法将aC2求出。( N )

2. 在讨论杆2和杆3上的瞬时重合点的速度和加速度关系时，可以选择任意点作为瞬时重合点( Y )

3.在同一构件上，任意两点的绝对加速度间的关系式中不包含哥氏加速度。( Y ) 4.在平面机构中，不与机架直接相连的构件上任一点的绝对速度均不为零。(N ) 三、选择题

1.图示连杆机构中滑块2上E点的轨迹应是 B 。

(A)直线；(B)圆弧；(C)椭圆；(D)复杂平面曲线。

2. 在两构件的相对速度瞬心处，瞬时重合点间的速度应有 A 。

(A)两点间相对速度为零，但两点绝对速度不等于零；

(B)两点间相对速度不等于零，但其中一点的绝对速度等于零； (C)两点间相对速度不等于零且两点的绝对速度也不等于零； (D)两点间的相对速度和绝对速度都等于零。

3. 将机构位置图按实际杆长放大一倍绘制，选用的长度比例尺?l应是 D 。 (A)0.5mm/mm；(B)2mm/mm； (C)0.2mm/mm；(D)5mm/mm。 4. 利用相对运动图解法求图示机构中滑块2上D2点的速度当步骤和利用的矢量方程为：D

vD23???n?taC2?aB2?aC2B2?aC2B2的解题过程的恰

(D)

四、问答题

???vB3?vB2?vB3B2(A)，利用速度影像法?pb2d??CBD；

??????vB3?vB2?vB3B2v?v?v?1 ?pbdBDB，式中vDB?l32??CBDDB(B)，；(C)D??????vB3?vB2?vB3B2vD2?vB2?vD2B2vB3，求出后，再利用。

1.在图示曲柄滑块机构中，已知连杆长l?r?e(r为曲柄长，e为导路偏距)，滑块行程是否等于(r?l)?e?为什么？

机构运动起来后，滑块具有惯性，会冲过中点(即当r和l重合时的位

22置)，故滑块行程为：H?2(r?l)?e

222. 图示机构有无哥氏加速度

aB2B3k？为什么？

无哥氏加速度，因为?2??3?0

3. 什么叫机构运动线图？

用直角坐标或极坐标表示位移、速度、加速度等运动参数与原动件角位移或对应时间的变化曲线，称为机构运动线图，它可以表示机构在一个循环过程中运动参数的变化规律。 五、图解题

1. 图示机构中尺寸已知(?l?0.05m/mm)，机构1沿构件4作纯滚动，其上S点的速度为vS(?v?0.6(m/s)/mm)。

(1)在图上作出所有瞬心；(2)用瞬心法求出K点的速度vK。 1. 解：

(1)画出6个瞬心，如图。

(2)QvS已知，利用绝对瞬心P14，vS与vB线性分布，求得vB'，将vB'移至B点，vB?BP14；

QvB已求得，利用P24求vK，vB与vK线性分布，得vK'，然后将vK'移至K点，

且垂直于KP24，即为所求vK vK?图示长度??v=12?0.6=7.2m/s

2. 在图示机构中，已知滚轮2与地面作纯滚动，构件3以已知速度v3向左移动，试用瞬心法求滑块5的速度v5的大小和方向，以及轮2的角速度?2的大小和方向。

2.解：

??vP23?v3?2?v3AB??l ，方向为逆时针

，方向向左

???v5?v3?vD5D3所求瞬心如图

vD5D3?P23P25?l?2，方向向左

（或v5?P25P12?l?2，方向向左或为求v5需利用瞬心）

3. 在图示机构中，已知构件1以?1沿顺时针方向转的角速度?2和构件4的速度v4的大小(只需写出表达

解：

求出瞬心P12、P14。

?2??1P15P12P25P12，方向为

vC??2ACv5?vCP14DP14CP14，

动，试用瞬心法求构件2式)及方向。

顺时针 方向向

v4?vP14??1P15P14?l，

下

4. 求图示五杆机构的全部瞬心，已知各杆长度均相等，

且?1与?4回转方向相反。解： 10个瞬心各1分 五杆机

N?k(k?1)2?5?(5?1)2?10?1??4构瞬心数

Q???1??4且转向相反，P14应位P40之间，

于P10与心如下：

P34P23得

再反复应用三心定理求其它瞬

P12P23、P14P34得P13；P14P12、

P24；

P40P34、P10P13得P30；P10P12、P30P23得P20；10个瞬心详见图。

5. 在图示机构中，已知凸轮1的角速度?1的大小和方向，试用瞬心法求构件3的速度大小及方向。

解：

（1）求出瞬心（2）

（3）v3方向向

6. 已知图示机

角速度?1。

（1）标出所有瞬心位置；（2）用瞬心法确定M点的速度?M。

P13。

v3???1?P13P14??l

下。

构的尺寸及原动件1的

解：（1）瞬心数目N?k(k?1)/2?4?(4?1)/2?6 各瞬心位置如图所示；

（2）?2??1lP12P14/lP12P24，方向与?1同向，逆时针方向；

vM??2lP24M，方向：vM?P24M，如图所示。

7. 标出下列机构中的所有瞬心。

8. 在图示的四杆机构中，lAB?65mm，lDC?90mm，

lAD?lBC?125mm，?1?15?。当构件1以等角速度?1?10rad/s逆时针方向转动时，用瞬心法求C点的速度。

vP13??1P13P14??l??3P13P34??l

?3??1P13P14P13P34?10?55118?4.66 rad/s

vC??3lCD?4.66?0.09?0.42 m/s ?l?0.002 m/mm

9. 在图示机构中已知凸轮以?2的角速度顺时针方向转动，试动件3的速度（用图及表达式表示）。

.解： 先求P23

v3?vP23??2lP12P23 10. 画出图示机构的全部瞬心。

11. 图示机构中，曲柄AB以?1通过齿条2与齿轮3啮合，使轮3瞬心法确定机构在图示位置时大小和方向。（在图中标出瞬

示?3。）

用瞬心法求出从

逆时针方向回转，绕轴D转动。试用轮3的角速度?3的心，并用表达式表

解：（1）由三心定理

P14, P34??P12, P23?求得P13，

为相对瞬心；

（2）?3??1P13P14/P13P34，顺时针方向。

12. 试求图示机构的全部瞬心，并说明哪些是绝对瞬心。

解：共有六个瞬心，如图所示。

绝对瞬心为P10, P20, P30。 13. 试求图示机构的全部瞬心，并应用瞬心法求构件3的移动速度v3的大小和方向。图中已知数据h?50mm，

?1?60?，?1?10rad/s。

解：

(1)应用三心定理求瞬心如图所示。 (2)?l?0.002 m/mm。

v3?P10P13??l??1?34?0.002?10?0.68 m/s

方向如图。

14. 试求图示机构的全部瞬心。

15. 已知各杆长度及位置如图所示，主动件1以求：（1）v3、a3；（2）v5、a5（用相对运动图解法，并列出必要的求解式。）

（1）

等角速度?1运动，

???vC?vB?vCB，选?v作速度多边形，

可求得

?vD4v3?vC?p c?v，方向如图。影像法求出vD2。

???vD2?vD4D2

可求得v5?vD4?pd4?v，方向如图。 （2)

???n?taC?aB?aCB?aCB，选?a作加速度多边形。

'c?a，方向如图。影像法求出aD2。 可求得a3?aC??

?2??4，为逆时针方向

aD4D2?2?2vD4D2?2(bc?v/lBC)d4 d2?va5?aD4?? d4?a ???k?raD4?aD2?aD4D2?aD4D2k，方向如图d2k。

''，方向如图。

16.图示机构中，已知各构件尺寸、位置及v1（为常数）。试用相对运动图解法求构件5的角速度?5及角加速度?5。(比例尺任选。)

???v?v?v?ABA，任取速度比例尺?v作速度多边形。 解：（1）求5，B???vE4?vE3?vE4E3，用速度影像法求得e3点，

vE3?p e3?v，vE5?vE4

??5?vE5/lED?vE4/lED?p e4?v/(ED?l)，逆时针方向

?n?t??n?t（2）求?5，aB?aB?aA?aBA?aBA，其中aA?0

，

任取加速度比例尺?a作加速度多边形。

?n?t??k?raE4?aE4?aE3?aE4E3?aE4E3aBA?vBA/lAB?(a b?v)/lABn22aB?vB/lBC?(p b?v)/lBCn22

其中

kaE4?vE4/lED?(p e4?v)/lEDn22

aE4E3?2?3vE4E3?2(p b?v/lBC)e3 e4?v

'利用加速度影像法得e3点，则aE3?? e3 ?a

??5?aE5/lED?aE4/lED?n5 e4?a/lEDtt ，顺时针方向。

17. 在图示机构中，已知各杆尺寸，BC?CD，EF?FD，曲柄以?1匀速转动，试用相对运动图解法求vF、?5、aF、

?5。（要求列出矢量方程式，画出速度和加速度多边形。）

解：

?5(1)求vF、

vB??1lAB，?AB

???vC?vB?vCB，取?v作速度多边形，vC?pc2?v

，vD5?pd5?v

影像法求vD2?pd2?v?vD4

???vD5?vD4?vD5D4影像法求vF,取pd5中点f，vF?pf?v

?5?vD5/lED?(pd5?v)/(ED?l)，逆时针方

向

(2)求aF、?5

aB?aB??1lAB

'

n2???n?taC?aB?aCB?aCB，取?a作加速度多边形，

aC?? c2?a

影像法求aD2（aDA），

'??n?t??k?raD5?aD5?aD5?aD4?aD5D4?aD5D4

f?a，影像法求aF?? ?5?aD5/lDE?(n5 d5?a)/(DE?l)t

18. 在图示机构中，已知机构各尺寸，且lBD?lBC/2，图示位置

?90?，以及?1。试画出机构位置运动简图；以

任意比例尺，用相对运动图解法求D3点的速度vD3和加速度aD3，以及构?EDB??DBC??ABC件4的角速度?4和角加速度?4。（需写出求解过程，所求各量只需写出表达式并在简图上标明方向。） 解：

(1)机构位置运动简图如图a；

(2)B、C两点在此位置时速度大小、方向相同，因为此时构件2作平动。

aB?vD3?vD2?vB??1lAB，方向与vB相同

???n?tn2a?a?a?a?aB??1lAB,CBCBCB

aCB?0，aC?0，根据加速度影像原理得加速度矢量图如图b，

?aD3?aD2?? d2?a ????vD4?vD3?vD4D3'n又， 大小 ？ √ ？ 方向√ √ √，

vD4?0，?4?0

又

大小√ √ ？ √ ？ 方向√ √ √ √ √ 其中aD4?0，加速度矢量图如图d，

'aD3D4?2?4vD3D4at?? d?a 4,D4k??n?t?k?r?aD3?aD4?aD4?aD3D4?aD3D4n?4?aD4/lDE，逆时针方向

t

19根据机械效率?，判别机械自锁的条件是C。A)??1; B)0???1; C)??0; D)?为?。

20图示斜面机构中设摩擦角为?，要求反行程即滑块下滑时自锁，则应满足_B_条件。

A)为驱动力，???; B)为驱动力，???; C)为阻力，???D)为阻力，???。

21在由若干机器并联构成的机组中，若这些机器的单机效率均不相同，其中

最高效率和最低效率分别为?max和?min，则机组的总效率?必有如下关系： D。 A)???min； B)

? ?max;?Q?Q?Q?Q C)

?min????max; D)

?min ? ?maxn。

22在由若干机器并联构成的机组中，若这些机器中单机效率相等均为?0，则机组的总效率?必有如下关系： C 。A)?＞?0; B)?＜?0; C)?￡??0; D)???0(n为单机台数)。 23在由若干机器串联构成的机组中，若这些机器的单机效率均不相同，其中最高效率和最低效率分别为?max和?min，则机组的总效率?必有如下关系： A 。

min;maxmaxmax A) B) C)min D)min。 24反行程自锁的机构，其正行程效率 C ，反行程效率 D 。

?＜1; A)?＞1; B)??1; C)0＜ D)??0;

25自锁机构一般是指B的机构。A)正行程自锁；B)反行程自锁；C)正反行程都自锁。 26在其他条件相同的情况下，矩形螺纹的螺旋与三角螺纹的螺旋相比，前者 C A)效率较高，自锁性也较好；B)效率较低，但自锁性较好； C)效率较高，但自锁性较差；D)效率较低，自锁性也较差。 III.问答题

1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，两构件将各呈何种相对运动状态？

答：1)当外力作用于摩擦圆内时，原来静止仍静止；原来运动则做减速相对运动；2)当外力作用于摩擦圆外

时，作相对加速运动；3)当外力切于摩擦圆，原来静止仍静止，原来运动则作等速运动。

? ?? ?;?????;? ? ?2图示轴颈1在轴承2中沿?方向转动，

?Q为驱动力，?为摩擦圆半径。

?R21(1)试判断图A、B、C中哪个图的总反力是正确的？

(2)针对正确图形，说明轴颈是匀速、加速、减速运动还是自锁？

(1)图A正确； (2)加速运动

3图示径向轴承，细线表示摩擦圆，初始状态静止不动。 (1)在

?Q力作用下，两图中轴颈的运动状态将是怎样的(静止、减速、等速、加速)？ (2)在两图上画出轴承对

?R21轴颈的反力。

(1)图a：静止；(2)图b：加速。

4若机器的输出功为Ar，损耗功为Af，试写出用Ar，Af表达的机器输入功Ad，并给出机器效率?的公式。 答(1)Ad?Ar?Af

??Ar?Ar

?1?Af

(2)

AdAr?AfAr?Af??Ad?Af?1?AfAdAd 或

5图示为由A、B、C、D四台机器组成的机械系统，设各单机效率分别为?A、?B、?C、?D，机器B、D的输出功率分别为NB和ND。

(1)试问该机械系统是属串联、并联还是混联方式？ (2)写出该系统应输入总功率N的计算式。 总分：5分(1)混联方式。(1)2分

?A?B?C?D(2)3分 (2)

6图示为由机械A、B、C组成的机械系统，它们的效率?A、?B、?C，输出功率分别为NA、NB、NC。

(1)试问该机械系统是属于串联、并联还是混联系统？ (2)写出该系统应输入总功率N的计算式。

N=NB?ND分别为

?A?B?C (1)属于并联系统。(2)

7何谓机械自锁？举出两种工程中利用机械自锁完成工作要求的实例。

(1)不论驱动力为多大，始终克服不了相应的有害阻力，不论机器原来运动情况如何，最终必处于静止状态。它可以??0，或驱动力恒小于有害阻力等方式来描述。 (2)每举一个实例并属正确的得1分。

?8图示滑块1受到驱动力PN?N

A?NB?NC的作用，移动副间的摩擦系数为f。试：

(1)在图上标出压力角?；(2)写出自锁条件。

??arctgf。 (1)压力角标注见图。(2)自锁条件：??90??,9具有自锁性的蜗杆蜗轮传动，工作时应以哪个构件为主动件？自锁的几何条件是什么？ 工作时应以蜗杆为主动 自锁几何条件是蜗杆升角??当量摩擦角?。 10具有自锁性的机构其正、反行程的机械效率是否相等？为什么？ (1)不相等。

(2)因为具有自锁性机械反行程的效率??0，而正行程的机械效率??恒大于零。

o

11图示铰链四杆机构，在铰链B、C处的细线大圆为该处之摩擦圆。Md为驱动力矩，为生产阻力。试画出在图示位置时，连杆2所受力的作用线及方向。

?Q12图示机构中，各摩擦面间的摩擦角均为?，

?R32?Q、

?R12、

?R31?为生产阻力，P

为驱动力。试在图中画出各运动副的总反力：

(包括作用线位置与指向)。

IV.图解题

1重量G￡?40N的滑块1，在倾角??30的P力作用下沿水平面作等速运动，若接触面的摩擦系数f?0.286，

?试用图解法求驱动力Po?。

(1)??arctgf?15

(2)作出R21

(3)列矢量方程：

， 画力三角形解得： P=12N。

???G?P?R21?0o

?P2在图示双滑块机构中，转动副A与B处的细线小圆表示摩擦圆，在滑块1上加

力驱动滑块3向上运动。试在

图上画出构件2所受作用力的作用线。

3在图示的曲柄滑块机构中，细线小圆表示转动副处的摩擦圆。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。

4图示曲柄摇杆机构的运动简图，曲柄1为原动件，各铰链处所画大圆为摩擦圆。 已知摇杆3上的阻力矩Mr?40Nm。试确定：

M0d(1)不考虑各铰链中的摩擦时，需加的驱动力矩；

(2)考虑摩擦时的驱动力矩Md; (3)机构的瞬时机械效率?。

(1)不考虑摩擦情况

R23?R21??R23Mr0r00d000M

r0?lh3?400.002?47?425.5N，

?R21h1?l?425.5?29?0.002?24.68Nm N

R23?Mr?4040?0.002?500(2)考虑摩擦情况

Mdh3?l?R21h1?l?500?38?0.002?38Nm

0Md24.68????65%Md38(3)效率

??P5图示机构。为驱动力，Q为阻力，A处细实线圆为摩擦圆，移动副摩擦角为?。试在图上直接画出构件2

??R32R12上各副总反力、的作用线与方向。

6图示杠杆机构。A、B处细线圆为摩擦圆。试

?作用下提起重物W时，约束总反力

??R21、R31的

用图解法画出在驱动力作用线。

方程式

7在图示铰链机构中，铰链处各细线圆为摩擦圆，Md为驱动力矩，Pr为生产阻力。在图上画出下列约束反力的方向与作用位置：

?R12??R21?W???R21?R31?P?0?R41、

?R32、

?R43、。

?8图示铰链四杆机构，已知P在机构图上画出各运动副的总反力(位置及指向)：

?r为生产阻力，驱动力Pd的方向如图，A、B、C、D处的细线圆为摩擦圆。试

????R43R23R21R41、

R21、、

9在图示机构中构件1为主动件，细线大圆为转动副中的摩擦圆，移动副中的摩擦角??10?，Pr为生产阻力。(1)试在图上画出各运动副处的反力；(2)求出应加于构件1上的平衡力矩Mb(写出其计算式并说明其方向)。

(1)

(2)Mb10图示为偏心圆凸轮杠杆机构运动简图，转动副的摩擦圆半径?=5mm，滑动副处摩擦角?=15?。试用图解法求在图示位置时，为提起Q=150N的重物所应加于凸轮1上的平衡力矩M1(方向、大小)。

?R12?h??l，转向同?。

1

(1)作出各反力的作用线如图a

?l=1mm/mm,?p=5N/mm(1)6分

???RR12Q32(2)矢量方程：++=0作出力三角形如图b

(3)平衡力矩：M1=R12h?l=37?5?22?1=4070N?mm=4.07N?m 图解法作:

1)在机构运动简图上画出各运动副反力作用线及指向；

2)写出构件5、3的力矢量平衡方程式，并画出力矢量多边形； 3)写出加于原动件1上平衡力矩Mb的计算式。

11图示六杆机构运动简图。已知机构尺寸及作用在滑块上的生产阻力Q。在不计摩擦情况下试用静力分析

r解

Q?R65?R45?0 (1)画出各运动副反力作用线及指向如图(2)构件5：rrrrrr构件3：R43?R63?R23?0

作出力多边形(3)平衡力矩：Mb?R21?h??l

12图示为曲柄滑块机构运动简图及其加速度多边形，已知构件2惯性力系

向重心S简化的惯性力为10N，惯性力矩为100N?mm，试在图上画出构件2总惯性力的方向及其作用线位置。 (1)由加速度多边形知aCB由b指向c，故构件2的角加速度为逆时针方向，惯性力矩MI2为顺时针方向。总惯性力应偏移距离e:

e?M12/P12?100/10?10mm

ps2(2)作出P平衡于，方向相反，距S点

I2

10mm，如图

V.计算题

1图中所示用螺钉将绳索压紧在卷扬机鼓轮壁上，已知沿绳的轴向力P=1000N，楔块与绳间的摩擦系数

f?0.15，楔形角??60?。试确定压紧力

?Q的大小。

Q?P

(1)P?2Qfv所以

2fv

f0.15fv???0.173sin?sin60?(2)又 1000Q??29802?0.173(3)所以N

?2已知滑杆端点A作用有驱动力PAB?BC?l2，夹角为?，

(1)(2)

?P力拉动滑杆时的效率?。 ?P力能拉动滑杆时?最大值不能大于多

,摩擦系数为f,杆重力忽略不计。求：

少？

(1)作出各反力作用线如图。??arctgf (2)?MA?0，得

RBl2l2cos??RClcos??0l22RC?RB,?MB?0

Psin??RCR?cos??0CPsin?cos???1?NfNd?1??RB?RC?sin??vPcos??v

?1?3tg? tg?

(3)??1?3tg? tg??0(其中等于是有条件的)

????arctg??????max?arctg?3tg?3tg??????1??1?,

?QVI.证明题

?P程效率的计算公式。螺旋传动正行程相当于斜面机构中滑块在

1螺旋传动中，已知螺杆平均半径r0，螺距P，线数z，摩擦系数f。试推导螺旋传动正行

力作用下克服载荷

上升的

情况。

(1)作出全反力的作用线与方向

画出力三角形

写出力关系式P=Qtg(???)

(2)写出效率计算式tg?/tg(???) (3)式中??arctgf P?R??P0??zP??2?r0??arctg?????

2图示为斜面机构。试证明当反行程自锁时，正行程的机于50?。(注：三角公式tg2?=2tg?/(1?tg?))

2械效率小于等

(1)分析正行程的效率

tg(???) (a)写出力关系式P?Q?(b)写出效率计算

??PP0

式

?(2)分析反行程的效率

(a)写出力关系式P?Qtg(???) (b)写出效率计算式

?'?PP0tg?/tg(???)

?tg(???)/tg?

??tg?tg(???)?tg?tg2?(3)证明：(5分)按已知条件：? '?0,???,正行程效率

tg2??2tg?1?tg?2

??tg?2tg?/(1?tg?)2??1?tg?22由三角公式当??0，最高效率

得,

??

1

2,证毕。

第6章 机械平衡

I.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D和轴向宽度b之比Db符合小于等于5 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，必须至少在二个校正 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，此时只需在一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 要在二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的向量和等于零 ，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，必定在质心在最低处位置静止，由此可确定应 加 上或去除平衡质量的方向。

6当回转构件的转速较低，不超过(0.6~0.7)第一阶临界转速范围，回转构件可以看作刚性物体，这类平衡称为刚性回转件的平衡。随着转速上升并超越上述范 围， 回转构件出现明显变形，这类回转件的平衡问题称为挠性回转件的平衡。

7机构总惯性力在机架上平衡的条件是机构的总质心位置静止不动。

8连杆机构总惯性力平衡的条件是机构总质心S的位置不变，它可以采用附加平衡质量或者附加平衡装置(采用对称机构或非对称机构)等方法来达到。 9对于绕固定轴回转的构件，可以采用重新调整构件上各质量的大小和分布的方法使构件上所有质量的惯性力形成平衡力系，达到回转构件的平衡。若机构中存 在作往复运动或平面复合运动的构件应采用重新调整

或分配整个机构的质量分布方法，方能使作用于机架上的总惯性力得到平衡。 II.判断题

1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。 ( Y )

2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。( Y )

3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。 ( Y )

4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。( Y )

5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。 ( N )

6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。( N ) 7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。( Y )

8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。（ Y ） III.选择题

1设图示回转体的材料均匀，制造精确，安装正确，当它绕AA轴线回转时是处于 状态。D A)静不平衡 (合惯性力?Fb?0)B)静平衡 (合惯性力?,合惯性力矩?MMbFb?0)

C)完全不平衡 (合惯性力?Fb?0?0)

D)动平衡 (合惯性力?b，合惯性力矩?b)

2图示一圆柱凸轮。设该凸轮的材料均匀，制造精确，安装正确，则当它绕AA轴线 转动时，是处于 B 状态。

F?0?0A)静不平衡 (合惯性力?Fb?0)B)静平衡 (合惯性力?,合惯性力矩?MM?0bFb?0)

C)完全不平衡 (合惯性力?Fb?0?0)

D)动平衡 (合惯性力?b,合惯性力矩?b)

3机械平衡研究的内容是 C A) 驱动力与阻力间的平衡 B) 各构件作用力间的平衡C) 惯性力系间的平衡 D) 输入功率与输出功率间的平衡 4图示一变直径带轮。设该带轮的材料均匀，制造精确，安装正确，当它绕AA轴线回转时是处于 D 状 态。

F?0A) 静不平衡 (合惯性力?Fb?0)B) 静平衡 (合惯性力?，合惯性力矩?MMbFb?0)

C) 完全不平衡 (合惯性力?F?0Fb?0?0)

D) 动平衡(合惯性力?b，合惯性力矩?b)

5图示为一曲柄滑块机构(不计曲柄与连杆的质量)。为了平衡滑块C往复时产生的往 复惯性力，在曲柄AB的

?0延长线上附加平衡质量mb，当合理选择平衡质量质径积mbrb的 大小后，可使该曲柄滑块达到 D 。 A) 平衡全部往复惯性力，在其他方向也不引起附加惯性力。 B) 平衡全部往复惯性力，在铅垂方向引起附加惯性力。 C)平衡滑块第一级惯性力，在其他方向也不引起附加惯性力。 D)平衡滑块第一级惯性力的全部或部分，在铅垂方向引起附加惯性力。

IV.问答题

1为什么说经过静平衡的转子不一定是动平衡的，而经过动平衡的转子必定是静平衡的？静平衡仅需满足条件?,而动平衡条件需满足?和?。 2何谓转子的静平衡及动平衡？对于任何不平衡转子，采用在转子上加平衡质量使其达到静平衡的方法是否对改善支承反力总是有利的？为什么？

F?0F?0M?0只对转子的离心惯性力平衡称为静平衡，而既对离心惯性力平衡又对其产生的离心惯 性 力矩平衡则称为动平衡。

并非总是有利的。因为只平衡了惯性力,而惯性力矩并未得到平衡,甚至有可能增大，同样会对转子运转产生附加动应力。

3刚性转子动平衡中提到的不平衡惯性力偶矩与转子的惯性力偶矩M??JS?是否相 同？为什么？ 不相同，不平衡惯性力偶矩是由不平衡离心惯性力系的主矩，其向量在转动轴线的垂 直平面内；M＝?JS?则是转子变速运动时与角加速度有关的惯性力偶矩，其向量沿转动轴 线 方 向。

4如图所示一单缸卧式煤气机，在曲柄轴的两端装有两个飞轮A和B。已知曲柄半径R?250 mm及换算到曲

kg。柄销S的不平衡质量为50?欲在两飞轮上各装一平衡质量mA和mB，其回转半径r?600 mm， 试求mA和mB的大小和位置。

在A飞轮平面内mA的质径积为

mAr??50?R?(1100?450)?1100?7386.364 kg?mm mA?7386.364600?12.31 kg

在B飞轮平面内mB的质径积为

mBr?(50?R?450)1100?5113.64 kg?mm mB?5113.64600?8.523 kg

平衡质量的方位在不平衡质量S的对面。 V.计算题

1在图示的盘形回转体中，各偏心质量大小及分布特征如下：

m1?3 kg， r1?80 mm， ?1=60o；

m2?2 kg， r2?80 mm， ?2=150o； m3?2 kg， r3?60 mm， ?3=225o。

mm处加平衡质量，使转子满足静平衡条件，若在半径为rb?60?质量的大 小和方位？

设所加平衡质量为mb，距回转中心的距离为rb，方位角为?b。则

nnbb求平衡

i?1 (1) 式(1)，(2)移项后等式两边平方相加有

???mbrb????mirisin?i?????i?1n2n?miricos?i?mrcos?b?0?mirisin?i?mi?112bbrsin?b?0 (2)

2??????miricos?i???i?1??? (3)

?b式(2)被式(1)除可有

n?n??arctg??mirisin?i/?miricos?i?i?1?i?1?

kg?mm代入给定的mi、ri、?i(i?1,2,3)，可得mbrb?227.8?

mb?227.8/60?3.8?kg

?b?arctg?203.0/103.4?297?

第7章 机械运转及其速度波动的调节

I.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是每一瞬时，驱动功率等于阻抗功率_，作变速稳定运转的条件是一个运动周期，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，同时还可获得__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_匀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和降低电动机功率。

5某机器的主轴平均角速度?m?100 rad/s，机器运转的速度不均匀系数??0.05，则该机器的最大角速度?max等于102.5rad/s，最小角速度?min等于97.5_rad/s。

6某机器主轴的最大角速度?max?200 rad/s，最小角速度?min?190 rad/s，则该机器的主轴平均角速度?m等于195rad/s，机器运转的速度不均匀系数?等于0.05128。

7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)的原则进行转化的，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，是机构位置的函数。 8机器等效动力学模型中的等效力(矩)是根据_瞬时功率相等（等效力所产生的功率等于原机器上的外力和外力矩产生的功率之和）的原则进行转化的，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）的原则进行转化的。

9机器等效动力模型中的等效力(矩)是根据瞬时功率相等（等效力所产生的功率等于原机器上的外力和外力矩产生功率之和的原则进行转化的，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。

10若机器处于起动(开车)阶段，则机器的功能关系应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，由零逐步增加到正常值。 11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，由正常转速逐步减小到零。

12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。

13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，称为非周期速度波动，为了重新达到稳定运转，需要采用调速器来调节。

14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。

15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，前者采用安装飞轮后者采用安装调速器进行调节。

16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等于输出功与损失功之和，它的运动特征是每一运动循环的初速和末速相等_。

17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。

18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与机构动态静力分析中求得的作用在该等效构件上的平衡力矩，两者在数值上相等，方向相反。 II.判断题

1为了使机器稳定运转，机器中必须安装飞轮。（ N ）

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。(N) 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。(Y) 4机器稳定运转的含义是指原动件(机器主轴)作等速转动。（ N ） 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。（ N ）

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。（ N ）

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。（ Y ） 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。( N ) 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。（ Y ）

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。（ N ）

11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。(N )

12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。（Y） III.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为了减轻飞轮的重量，飞轮最好安装在__C__。(A)等效构件上；(B)转速较低的轴上；(C)转速较高的轴上；(D)机器的主轴上。 5在最大盈亏?Wmax和机器运转速度不均匀系数?不变前提下，将飞轮安装轴的转速提高一倍，则飞轮的转动

'JF惯量将等于_D__。

?注：?JF为原飞轮的转动惯量 ??(A)2； (B)4； (C)12￡ ? (D)14?￡6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。 IV.问答题

1试述机器运转过程中产生周期性速度波动及非周期性速度波动的原因，以及它们各自的调节方法。

周期性速度波动的产生，是由于外力的周期性变化，等效驱动力矩和等效阻力矩不时时相等，而其等效转动惯量又不能随等效力矩作相应的变化；又因在一个周期中驱动力所作的功等于阻力所作的功，系统的动能没有增加，所以产生周期性速度波动。可采用飞轮增加转动惯量的方法加以调节。

非周期性速度波动产生的原因，主要是主轴在一个时期中驱动力所作的功不等于阻力作的功，系统功能平衡关系被破坏的缘故，其余原因与周期性速度波动相同。可用调速器加以调节。

2通常，机器的运转过程分为几个阶段？各阶段的功能特征是什么？何谓等速稳定运转和周期变速稳定运转？

通常，机器运转过程分为三个阶段：起动、稳定运转、停车。 起动阶段：Wd?Wr

稳定运转阶段：一个周期中Wd?Wr￡ 停车阶段：Wd?Wr

在稳定运转阶段中，当每瞬时Wd?Wr，且(等效)转动惯量为常数时，等效构件作匀速运动；否则转速将在平均速度上下作周期性的变速运动，而周期的始、末两位置的速度是相等的。

3分别写出机器在起动阶段、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。

Wr ?E＞0, ?（加速）起动阶段：Wd＞。稳定运转阶段：

(1)匀速稳定运转，在一时间间隔，Wd?Wr, ??常数；

A(2)对某一时间间隔，Wd?Wr，速度有波动，但对整个周期，W性速度波动。

dT?WrT＝?? (?E?0),???，所以作周期

停车阶段：Wd Wr, ?E 0, ??(减速)。

4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？

在机器稳定运转阶段中，主轴速度在平均速度上下作周期性的变化。在机器主轴或高速轴上安装具有适当大小转动惯量的飞轮来调节波动幅度的大小。周期性速度波动不能用飞轮来完全消除，因为速度波动的原因是驱动力作的功和阻力作的功不能时时相等。

5何谓机器运转的周期性速度波动及非周期性速度波动？两者的性质有何不同？各用什么方法加以调节？

周期性速度波动是机器主轴的速度在一个周期后又回到原值大小的波动；机器在速度波动后的动能没有变化；可用飞轮增加转动惯量的方法加以调节。

非周期性速度波动是驱动功与阻抗功的平衡关系破坏，机器主轴的速度在经过一个时期后不回到原值的波动；在速度波动后动能有变化；应用调速器加以调节。 V.计算题

1图示车床主轴箱系统中，带轮半径R0?40 mm, R1?120 mm，各齿轮齿数为z1?z2?20,z2?z3?40,各轮转

''动惯量为J1?J2?0.01kg?m，J2?J3?0.04kg?m，J0?0.02kg?m，J1?0.08kg?m，作用在主轴Ⅲ上的阻力矩M3?60 N?m。当取轴Ⅰ为等效构件时，试求机构的等效转动惯量J和阻力矩的等效力矩Mr。

''2222

(1)???J?J1?J1'?(J2?J2')(??????????J1?J1'?(J2?J2')(?2'?1z12z2)?J3(2?3')?J3(2040?1z2z1z3z22)?J0('2?0?1R1R0)2)?J0(2)2??????????0.08?0.01?(0.04?0.01)(??????????0.285kg?m??Mr??M33?M?1(2)

3)?0.04?(20?201202)?0.02?()40?4040z2'z1'3z3z2??60?20?2040?40

??15?N?m

方向与?I反向。

'2图示为对心对称曲柄滑块机构，已知曲柄OA?OA?r，曲柄对O轴的转动惯量为J1，滑块B及B'的质量为

m，连杆质量不计，工作阻力F?F'，现以曲柄为等效构件，分别求出当??90时的等效转动惯量和等效阻

?力矩。

根据机械系统的等效动力学原理可知：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/echx.html