机械原理习题卡答案全部

1—1

填空题：

。

1．机械是

机械原理课程的研究内容是2．各种机构都是用来如：3．如：

机构、

机构、

机构等。

、

、

等。

的机器是原动机。

、

等。

凡将其它形式的能量转换为机械能

如：

、4．在机器中，零件是5．机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由在机械原理课程中，我们将6．7．

8．

构件装配成的刚性结构。

作为研究的基本单元。

、

等。

接触的运动副称为高副，如

称为闭链，若

是运动链，若系统

称为开链。

9．在运动链中，如果则该运动链便成为机构。

运动。个约束。

10．平面机构是指组成机构的各个构件均在11．在平面机构中，平面低副提供12．

个约束，平面高副提供

称为机构的自由度。

。

13．机构具有确定运动的条件是专业：

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姓名：

学号：《机械原理》习题卡

1

—2

试画出图示平面机构的机构示意图，并计算自由度（步骤：1）列出完整公式，2）带入数据，3）写出结果）。其中：

图a)唧筒机构――用于水井的半自动汲水机构。图中水管4直通水下，当使用者来回

摆动手柄

2时，活塞3将上下移动，从而汲出井水。解：自由度计算：

n=

画出机构示意图：

pL=p'=

pH=F'=

＋p－p′)－F′

=图b)缝纫机针杆机构

原动件1绕铰链A作整周转动，使得滑块2沿滑槽滑动，同时

针杆作上下移动，完成缝线动作。解：自由度计算：

n=

画出机构示意图：

pL=p'=

pH=F'=

l＋ph－p′)－F′=专业：

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观察方向

学号：

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《机械原理》习题卡

1—3

试绘出图a)所示偏心回转油泵机构的运动简图(各部分尺寸由图中直接量取)。图中偏心轮1绕固定轴心A转动，外环2上的叶片a在可绕轴心c转动的圆柱3中滑动，将低压油从右湍吸入，高压油从左端排出。

解：1)选取适当比例尺μl，

绘制机构运动简图(见图b)2)分析机构是否具有确定运动n=

pL=p'=

pH=F'=

＋p－p′)－F′=

机构原动件数目＝机构有无确定运动？

有确定运动

想一想：

通过对本油泵机构运动简图的绘制，你对机构运动简图的作用和优点有何进一步的认识?

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专业：

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学号：

1—4

图a所示为一具有急回作用的冲床。图中绕固定轴心A转动的菱形盘1为原动件，其与滑块2在B点铰接，通过滑块2推动拨叉3绕固定轴心C转动，而拨叉3与圆盘4为同一构件。当圆盘4转动时，通过连杆5

使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。

解：1)选取适当比例尺μl，绘制机构运动简图(见图b)

2)分析机构是否具有确定运动n=

pLpH=

p'＝

F'=F=机构原动件数目＝

想一想

机构有无确定运动？

专业：

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学号：姓名：《机械原理》习题卡

1．如何判断菱形盘1和滑块是否为同一构件？它们能为同一构件吗?

2为了使冲头6得到上下运动，只要有机构CDE即可，为什还要引入机构ABC？(可在学过第三章后再来想想)

1—5图a)所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转;而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。

解

1)选取适当比例尺μl，绘制机构运动简图(见图b)2)分析是否能实现设计意图n=

pL=p'=

pH=F'=

l＋ph－p′)－F′==

机构有无确定运动？无确定运动能否实现设计意图？3)提出修改方案（图

c）

不能

想一想：

专业：

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1．通过本题．你对在设计新的机械或分析现有机械时，首先要绘制机构的运动简图有什么体会?2．计算机构自由度的目的是什么?

3．当机构的自由度小于1时，可通过哪些途径来增加自由度?本题中还可列出哪些简单而又适用的修改方案？

计算1-6~1-9题各机构的自由度。

1—6

1）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。2）计算自由度，并机构判断有无确定运动：在图中指明复合铰链、局部自由度和虚约束n=

pLF'=

pH=

复合铰链

p'=

编号暂略

＋p－p′)－F′=机构原动件数目＝

局部自由度

机构有无确定运动？1—71）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。

2）计算自由度，并判断机构有无确定运动：在图中指明复合铰链、局部自由度和虚约束

n=

局部自

由度虚约束

pLF'=

pH=

p'=

F＋p－p′)－F′

虚约束

编号暂略

=专业：学号：

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机构原动件数目＝

2

机构有无确定运动？

有确定运动

1—81）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。2）计算自由度，并判断机构有无确定运动：

在图中指明：复合铰链、局部自由度和虚约束

n=

pLF'=

pH=p'=

F＋p－p′)－F′

=机构原动件数目＝机构有无确定运动？

1

冲压机机构

有确定运动

1—91）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。2）计算自由度，并判断机构有无确定运动：

在图中指明：复合铰链、局部自由度和虚约束

n=

pLF'=

pH=

局部自由度

p'=

F＋p－p′)－F′

复合铰链

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编号暂略

机构原动件数目＝机构有无确定运动？

1

有确定运动

计算下列机构的自由度，并判断机构级别。

1—101）按传动顺序用数字1、2、3…在图示

机构上给构件编号。

2）计算自由度，并判断有无确定运动：在图中指明复合铰链、局部自由度和虚约束n=

pl=F'=

php'=

＋p－p′)－F′

=机构原动件数目＝机构有无确定运动？

1

有确定运动

3）杆组拆分，并判断机构级别：

（从远离原动件的方向开始拆分）可见，该机构为

II

级机构。

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1—111）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。2）计算自由度，并判断有无确定运动：请在图中指明：复合铰链、局部自由度和虚约束

n=

复合pLF'=

pH=

p'=

＋p－p′)－F′

=

机构原动件数目＝

机构有无确定运动？3）杆组拆分，并判断机构级别：（从远离原动件的方向开始拆

分）

可见，该机构为

II

级机构。

专业：

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2－１

填空题：

1．速度瞬心是两刚体上2．若若

；若两个

。

3．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于

件组成高副时，两个高副元素作纯滚动，则其瞬心就在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5．3个彼此作平面平行运动的构件间共有于

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7．铰链四杆机构共有

8．速度比例尺μν表示图上。

加速度比例尺μa，单位为2。9．速度影像的相似原理只能应用于

10．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为

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

。

2－2试求出图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P

ij直接标注在图上)。

24）P23→∞

24

P14（P13）

2－3在图a所示的四杆机构中，lAB=60mm,lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，ω2=10rad/s，试用瞬心法求：

1）当φ＝165°时，点C的速度vC；2）当φ＝165°时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及速度的大小；

3）当vC＝0时，φ角之值（有两个解）；解：1）以选定的比例尺μl作机构运动简图（图b）。

2）求vC，定出瞬心P13的位置（图b）

1

a)

vC=ω3P34P13μl=

vP34Pµl13g

P23Pgµ13l

B

=10×60×58×3≈2.4×174=418(mm/s)

83×3

3）定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置：

E点位置如图所示。

P13

vE=ω3EP13μl≈2.4×52×3=374(mm/s)

4）定出vC＝0时机构的两个位置（作于图c），量出：

φ1≈45°

想一想：

φ2≈27°

B1

1.要用瞬心法求解某构件（如构件3）上点的速度，首先需要定出该构件的何种瞬心？

2.构件（如构件3）上某点的速度为零，则该点一定就是它的什么瞬心？

2－4在图示摆动导杆机构中，∠BAC＝90°，LAB=60mm，LAC=120mm，曲柄AB以等角速度ω1=30rad/s转动。请按照尺寸按比例重新绘制机构运动简图，试用相对运动图

第二章平面机构的运动分析

(注：ω1和α1计算过程略)

15

2－5图示的各机构中，设已知各构件的尺寸，原动件1以等角速度ω1顺时针方向转动。试用图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度及加速度(列出相对运动图解法矢量公式，进行大小、方向分析，最后将下面的速度矢量图和加速度矢量图补充完整。)

上图中，lBC=lCD=2lAB

vvvvC=vB+vCB

方向：⊥CD大小：

？

⊥ABω1lAB

⊥BC

？

vnvtvvnvtaC+aC=aB+aCB+aCB

方向：C→D

⊥CD

B→A

C→B

⊥CBωCB2lCB

？

大小：ωCD2lCD

？ω12lAB

有：vC=0，ω3=0，ω2=0.5ω1aC=aCt=1.5aB=1.5ω12lAB

vvvvvvC3=vB+vC3B=vC2+vC3C2

方向：

?

⊥ABω1lAB

⊥BC？0

∥BC

?

大小：？

第二章平面机构的运动分析

16

aC3=aB+aC3Bn+aC3Bt=aC2+aC3C2k+aC3C2r

方向：?大小：？

B→Aω12lAB

C→B

⊥CB

？

∥BC

2ω3vC3C2=0

?

ω32lCB

有：vC3=ω1lABaC3=0

2－6已知：在图示机构中，lAB=lBC=lCD=l，且构件1以ω1匀速转动。AB、BC处于水平位置CD⊥BC，试用相对运动图解法求ω3，α3（μv和μa可任意选择）。解：属于两构件间重合点的问题

思路：因已知B2点的运动，故通过B2点求B3点的运动。1）速度分析

vvv

vB3=vB2+vB3B2

方向：⊥BD⊥AB大小:

?

ω12l

∥CD？

在速度多边形中，∵b3与极点p重合，∴vB3=0

且ω3＝vB3/lBD＝0，由于构件2与构件3套在一起，∴ω2＝ω3＝0

2）加速度分析

vvnvtvnvkvraB3=aB+a=a+a+aB3B2B3B2B3B23

方向：大小:

⊥BD?

B→Aω12l

∥CD？

uuuvv

t'

在加速度多边形中，矢量πb3代表aB3

taB3

==ω12则有：α3=lBDuuuv

'

将矢量πb3移至B3点，可见为α3逆时针。

2－7已知铰链四杆机构的位置、速度多边形和加速度多边形如下图所示。试求：

①构件1、2和3上速度均为vX的点X1、X2和X3的位置；②构件2上加速度为零的点Q位置，并求出该点的速度vQ；③构件2上速度为零的点H位置，并求出该点的加速度aH；

c

b´

(各速度矢量和加速度矢量的大小任意，但方向必须与此答案相同)

填空题：一、一、填空题：

1.作用在机械上的力分为

和

两大类。

2．对机构进行力分析的目的是：(1)

。

-ma

；；(2)

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；若转动轴线通过质心，则只存在

。

-ma

，而惯性力偶矩为

4.质量代换法是指把构件质量按一定条件用质量来代替。假想的集中质量称为5.质量代换应满足三个基本条件：①②③

；代换质量

集中于构件上某几个选定点的假想集中

，其所在的位置称为

代换点

。

；

。

6.质量代换中，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，f∇=

f

sinθ

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

大

。

，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

，当发生减速运动时，说明外力的

作用线。

二、分析计算题

1.当图示的轧钢机的轧辊回转时,不需外力的帮助即能将轧件带入轧辊之间。（忽略轧件自重）

1．试证明这时轧辊与扎件间的摩擦角ϕ不应小于β；

2．若d=1200mm,a=25mm及轧辊与扎件间的摩擦系数f＝0.3，求扎件的最大厚度h。1．图示工件在A点处受到辊子给工件的作用力，根据摩擦角的定义，该力方向将沿接触

同理，在A点对应的点处也有同样情况明显，两个力的合力必须产生向右的分力才能将工件牵引入内，即必须ϕ≥β才能完成牵引

2．由几何关系

φ

h=2(r−rcosϕ)+25=2{600−600cos[tg−1(0.1)]}+25=75.6085mm

2.对图示机构的各构件作出力分析，画出各构件的受力分析图（不考虑惯性力,考虑摩擦力与不考虑摩擦力分别分析，摩擦角和摩擦圆大小自定）。

1 4

2

3

F

3.对图示机构的各构件作出力分析，画出各构件的受力分析图（不考虑惯性力

,考虑摩擦力

与不考虑摩擦力分别分析，摩擦圆大小自定）

。

填空题：一、一、填空题：

��1．设机器中的实际驱动力为P，在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动力为P0，则机器效率的计算式是η=

��P0/P

。

�

2．设机器中的实际生产阻力为Q，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Q0,则机器效率的计算式是η=

��Q/Q0

。

3．假设某机器由两个机构串联而成，其传动效率分别为η1和η2，则该机器的传动效率为

η1*η2

。

4．假设某机器由两个机构并联而成，其传动效率分别为η1和η2，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于摩擦角；转动副的自锁条件是来分析，机械自锁的条件是二、分析计算题

1.某滑块受力如图所示，已知滑块与地面间摩擦系数f，试求F与Q分别为驱动力时的机构运动效率。F为驱动力：ϕ=tg−1f于是由正弦定理：F=

Q

外力的作用线与摩擦圆相切或相割

。

；从效率观点

Qsin(90+ϕ)

sin(900−θ−ϕ)

φ

Q

F

令ϕ=0，得F0=

Q

sin(900−θ)

F

ϕF0sin(900−θ−ϕ)

因此，其效率为η==

Fsin(900+ϕ)sin(90−θ)

当Q为驱动力，F变为阻力，取−ϕ代替上式中的ϕ，并取倒数，得

Fsin(900−θ）sin(900−ϕ)η==

F0sin(900−θ+ϕ)

2.图示楔块机构。已知：α=β=60o，各摩擦面间的摩擦系数均为f=0.15,阻力

Q=1000N。试：

①画出各运动副的总反力；②画出力矢量多边形；

③求出驱动力P值及该机构效率。

ϕ=tg−1f=8.530770

由正弦定理：

R21P

=

sin(1800+

2ϕ−

γ−

β)sin(900−ϕ)

和

R12Q

=

sin(β−2ϕ)sin(900+ϕ)

于是

sin(1800+2ϕ−γ−β)sin(900+ϕ)P=∗∗Q

sin(90−ϕ)sin(β−2ϕ)

代入各值得：P=1430.7007N

取上式中的ϕ=00，可得P0=1000N

于是η=

P0

=0.6990P

第六章机械的平衡答案

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，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D/b符合≤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.只使刚性转子的得到平衡称静平衡，此时只需在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。

5.符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在心最低处

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

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

位置静止，由此可确定应加上或去除平衡质量的方向。

a,b

中的转子具有静不平衡，图c

中的转子是动不平衡。

6.图a、b、c中，S为总质心，图

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m1r1

=m2r2=m3r3=m4r4，并作轴向等间隔布置，并且各曲拐都在同一轴

c

轴已达动平衡。

平面内，则其中轴已达静平衡，

二、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。(√)

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。(√)

3.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。(√)

4.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。(×)

三、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A)静不平衡

D

状态。

B)

静平衡C)完全不平衡D)动平衡

2．图示为一圆柱凸轮。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，是处于状态。

A)静不平衡

B)

静平衡C)完全不平衡D)动平衡

3.机械平衡研究的内容是

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

C

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。

A)静不平衡

B)

静平衡C)完全不平衡D)动平衡

5.图示为一发动机曲轴。设各曲拐部分的质量及质心至回转轴线的距离都相等，当该曲轴绕OO轴线回转时是处于B状态。

A)静不平衡

B)静平衡C)完全不平衡

D)动平衡

7.

为了平衡曲柄滑块机构ABC中滑块C的往复惯性力(曲柄和连杆质量不计)，在原机构上附加一对称滑块机构

。

AB'C'。设滑块C和C'质量相等，lAB=lAB'，lBC=lB'C',机构在运转时能达到B

A)惯性力全部平衡，且不产生附加惯性力偶矩。B)

惯性力全部平衡，但产生附加惯性力偶矩。C)惯性力部分平衡，且不产生附加惯性力偶矩。D)惯性力部分平衡，但产生附加惯性力偶矩。

四、计算题1.

图示两个回转构件是否符合静平衡条件？是否符合动平衡条件？为什么？442

对a

∵∑miri=30×4−20×6=0∴处于静平衡状态

对b，∵∑miri=10×10−4×15−4×10=0,∴处于静平衡状态将m2分解到1，3平面内()∵m12i12+18=m2i18∴m12=6

3

m2=m2−m12=4

在平面1中，

∑mr=6×10−4×15=0

ii

在平面3中

b处于动平衡状态

2．图示为绕O点回转的薄片圆盘，在位置1、2处钻孔，r1=0.1m，r2=0.2m，孔部分材料质量分别为

m1=1.0kg，m2=0.5kg。为进行静平衡，欲在半径rb=0.5m的圆周上钻一孔。试表示出孔的方向θb，

并求出钻去材料的质量mb。

m1r1=1.0×0.1=0.1kg⋅mm2r2=0.5×0.2=0.1kg⋅m由静平衡条件：

m1r1+m2r2+mbrb=0

，方向如图所示。

3．图示为一鼓轮，上有重块A、B，已知它们的质量mA=4kg，mB=2kg，今欲在平面Ⅰ、Ⅱ上分别加一平

衡质量m'和m''，它们分布在φ1200mm的圆周上，使鼓轮达到完全平衡。试求m'和m''的大小，并在图

b

b

b

b

中画出它的安放位置。

将不平衡质量mA、mB分解至I，II平面内，因为mA位于平面I内，不用分解，所以只需要分解mB

ImB×260=mB×(1200−260)I∴mB=7.23kg

IIImB=mB+mB=7.23+2=9.23kg

在平面I内，

由∑

miri=0得

m×600=

Ib

I∴mb=7.23kg

设与竖直方向的夹角为θb，则

I

mB×5007.23×500I

tanθ==，∴θb=56.4°

mA×6004×600

Ib

I

在平面II内

由∑miri=0得

IIIImB×500=mb×600II∴mb=7.69kg

方向如图所示。

4.某转子由两个互相错开90的偏心轮组成，每一偏心轮的质量均为m，偏心距均为r，拟在平衡平面A、B上半径为2r处添加平衡质量，使其满足动平衡条件，试求平衡质量

(mb)A和(mb)B的大小和方向。

第七章机械的运转及其速度波动的调节答案

一、填空题

1.，作变速稳定运转的条件是。

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，即稳定运转和况，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。

稳定运转，在前一种情

4．机器中安装飞轮的目的是。

5．某机器的主轴平均角速度ωm

=100rad/s，机器运转的速度不均匀系数δ=0.05，则该机器的最大角速度

ωmax=rad/s，最小角速度ωmin=

rad/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。

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

。

，机器主轴

9．若机器处于停车阶段，则机器的功能关系应是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

。

，机器主轴转速

，在满足同样

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。

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。

装调速器进行调节。

速度波动和速度波动两种，前者采用调节,后者采用，它的运动特征是

。

15．当机器中仅包含机构时，等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是常量，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Md

(ϕ)和等效阻力矩Mr(ϕ)的

/2时，

线图，其等效转动惯量为常数，该机器在主轴位置角ϕ等于π

主轴角速度达到ωmax,在主轴位置角ϕ等于2π时，主轴角速度达到

ωmin。

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)惯性力和重力所作之功均为零；

A

(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

。

(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(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，其等效驱动力矩和阻抗力矩的变化如图示，可判断该机器的运转情况应B

。

C

。

等效是

(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

Z1=20,Z2=60,Z3=20,Z4=80。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Z1的力矩M

4的等效力矩等于(A)12倍；(B)144倍；(C)1/12;

C

=20,Z2=60,Z3=20,Z4=80。如以齿轮1为等效构件，则作用于齿轮4

M4

。

(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IF(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。四、计算题

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JS，构件1的角速度ω1。又

'

IF。(IF为原飞轮转动惯量为原飞轮转动惯量)

设该机构上作用有常量外力(矩)M1、R3、F2。试：554

(1)写出在图示位置时，以构件1为等效构件的等效力矩和等效转动惯量的计算式。

(2)等效力矩和等效转动惯量是常量还是变量？若是变量则需指出是机构什么参数的函数，为什么？

F2vs2cosα2R3vs3cos1800

M=++M1

ω1ω1

⑴．

Fvcosα2R3vs3=2s2−+M1

ω1ω1

2

2

2

⎛V⎞⎛ω⎞⎛V⎞

J=J1+m2⎜s2⎟+JS2⎜2⎟+m3⎜s3⎟

⎝ω1⎠⎝ω1⎠⎝ω1⎠

⑵．因M、J分别和速度比、速度平方有关，而连杆机构中速度比与机构位置有关，速度比是变量，故等效力矩和等效转动惯量变变量，它们是曲柄位置ϕ的函数。

2．一机械系统，当取其主轴为等效构件时，在一个稳定运动循环中，其等效阻力矩Mr如图所示。已知等效驱动力矩为常数，机械主轴的平均转速为1000r/min。若不计其余构件的转动惯量，试问：

(1)当要求运转的速度不均匀系数δ≤0.05时，应在主轴上安装一个JF=?的飞轮；

(2)如不计摩擦损失，驱动此机器的原动机需要多大的功率

N(kW)?

⑴在一个稳定运动周期中驱动功和阻力功相等，所以有

55⎞⎛π×10+⎜2π−π⎟×60=Md×2π33⎠⎝

Md=55=18.3N⋅m3

5∆Wmax=面积①=面积②=π×(18.3−10)=43.4J3πnπ×1000ωm===104.7rad/s3030

JF≥

⑵∆Wmax43.42==0.0792kg⋅m2ωmδ104.72×0.05N=Md⋅ω

m=18.3×104.7=1916w=1.916 Kw

3．已知机器在一个运动循环中主轴上等效阻力矩Mr的变化规律如图示。设等效驱动力矩Md为常数，主轴平均角速度ωm=25rad/s，许用运转速度不均匀系数δ=0.02。除飞轮外其它构件的质量不计。试求：

（1）驱动力矩Md；

（2）主轴角速度的最大值ωmax和最小值ωmin及其出现的位置（以ϕ角表示〕；

（3）最大盈亏功∆Wmax；

（

4）应装在主轴上的飞轮转动惯量JF。596

⑴Md=40×π/2+40×(5/4−1)π=15N⋅m2π

∵ωm=

⑵ωmax+ωminω−ωmin,δ=max2ωm∴ωmax=

ωmax222−δ)ωm(2−0.02)×25(===24.75rad/s22(2+δ)ωm=(2+0.02)×25=25.25rad/s

⑶在[0,π/2]区间，∆W=−π×(40−15)=−39.25J2

在[π/2,π]区间，∆W

=

π×15=23.55J2

π⎡5⎤在⎢π,π⎥区间，∆W=−×(40−15)=−19.625J4⎣4⎦

3π⎡5⎤×15=35.325J在⎢π,2π⎥区间，∆W=4⎣4⎦

将以上关系作图如上所示，由图知，∆Wmax=39.25J，ωmax出现在ϕ=0°(2π)处，ωmin出现在ϕ=π处。2

∆Wmax39.25==3.14kg⋅m2

22ωmδ25×0.02⑷JF≥

第十二章其他常用机构

一、选择题：1、用单万向节传递两相交轴之间的运动时，其传动比为变化值；若用双万向节时，其传动比(A)是变化值；(B)一定是定值；

(C)在一定条件下才是定值2、在单向间歇运动机构中，的间歇回转角在较大的范围内可以调节。

（A）槽轮机构(B)棘轮机构

（C）不完全齿轮机构(D)蜗杆凸轮式间歇运动机构

3、在单向间歇运动机构中，可以获得不同转向的间歇运动。

（A）不完全齿轮机构(B)圆柱凸轮间歇运动机构

（C）棘轮机构(D)槽轮机构

4、家用自行车中的“飞轮”是一种超越离合器，是一种。

（A）凸轮机构(B)擒纵轮机构

（C）棘轮机构(D)槽轮机构二、填空题：

1、棘轮机构是由现运动，的场合。2、槽轮机构是由3、擒纵轮机构由、、及组成。

4、擒纵轮机构优点是5、凸轮式间歇运动机构由和组成，作连续转动，通过其推动作预期的

6、不完全齿轮机构由与相啮合，使从动轮作7、螺旋机构是由、和组成，通常它是将转换为。但当时，它还可以将直线运动转换为旋。8、单万向铰链机构由和铰接而成；为变角传动机构，两轴的平均传动比为；但角速度比却不恒等于1，而是随时间变化的。

910、11、(写出三种机构名称。)

12、欲将一匀速回转运动转变成单向间歇回转运动，13、不完全齿轮机构在运动过程中传动比是，而槽轮机构在运动过程中传动比则是。

14、传动两相交轴间的运动而又要求两轴间夹角经常变化时可以采用机构。

15、二、简答题：

1、图示为一摩擦式单向离合器，若以构件1为原动件，试问构件1在什么转向下能带动构件3同速转动？在什么转向下构件1不能带动构件3转动？

答2、实现间歇转动的机构有哪几种？哪一种较适用于高速情况？为什么？

第十四章机械传动系统的方案设计一、填空题：

123456789、机械传动系统方案拟定的一般原则包括：（1（2）（3（4（5（610、机械系统方案的评价指标一般应包括：（1（2（3（4（5（6）《机械原理》习题卡

齿轮机构：习题1一、单项选择题

方向线之间所夹的1．渐开线上某点的压力角是指该点所受正压力的方向与该点

锐角。B．相对速度C．滑动速度D．牵连速度

2．渐开线在基圆上的压力角为

A．20°。C．15°D．25°

齿槽宽的齿*、c*均为标准值，且分度圆齿厚3．渐开线标准齿轮是指m、α、ha

轮。

A．小于B．大于D．小于且等于

必须相等。

基4．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合，它们的A．直径B．宽度C．齿数5．齿数大于42，压力角α=20°的正常齿渐开线标准直齿外齿轮，其齿根圆

圆。

B．等于C．小于D．小于且等于

的比值。6．渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与

A．齿距C．齿厚D．齿槽宽

的压力角。7．渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时，其啮合角恒等于齿轮上

A．基圆B．齿顶圆D．齿根圆

*8．用标准齿条型刀具加工α=20�、ha=1的渐开线标准直齿轮时，不发生根切的最

少齿数为

A．14。B．15C．169．正变位齿轮的分度圆齿厚

标准齿轮的分度圆齿厚。

10．负变位齿轮的分度圆齿槽宽B．等于标准齿轮的分度圆齿槽宽。C．小于

上。

D．小于且等于11．斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在A．端面B．轴面C．主平面

12．在蜗杆传动中，用来计算传动比i12是错误的。

A．i12=ω1/ω2二、填空题i12=d1/d2C．i12=z1/z2D．i12=n1/n2

1．渐开线离基圆愈远的点，其压力角。2．渐开线直齿圆柱外齿轮齿廓上各点的压力角是不同的，它在

为零，在上的压力角最大；在上的压力角上的压力角则取为标准值。3．用标准齿条型刀具加工的标准齿轮时，刀具的线与轮坯的圆之间作纯滚动。

4．用同一把刀具加工m、z、α均相同的标准齿轮和变位齿轮，它们的分度圆、基圆和齿距均相等。

5．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时，两轮的节圆分别与其分度圆重合。

6．有一对m=4,α=20°,ha*=1,c*=0.25的标准直齿圆柱齿轮传动，当正确安装时，顶隙为，理论上的侧隙为

5mm时，顶隙变a′−a=0.

为7．正变位齿轮与标准齿轮比较其齿顶高，齿根高。

8．斜齿圆柱齿轮的齿顶高和齿根高，无论从法面或端面来都是的。9．一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为。10．面，蜗办经的标准模数和标准压力角在端面。

11．直齿锥齿轮的几何尺寸通常都以大端作为基准。12．齿轮分度圆是指

力角的圆；节圆是指齿轮尺寸计算的基准圆，一般在其上具有标准模数和标准压一对齿轮啮合时作纯滚动的圆。13．用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，发生根切的原因是

。

14．决定渐开线标准直齿圆柱齿轮尺寸的参数有

表示的齿轮尺寸公式：r=z、m、a、ha∗、c∗；写出用参数zm；rb=rcosα；ra=r+ha*m；rf=r−(ha*+c*)m。2

15．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮非正确安装时，节圆与分度圆不，分度圆的大小取决于。、，而节圆的大小取决于三、简答题

5．根据渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件：两齿轮法节pn(即法线齿距，等于基圆