《機(jī)械原理習(xí)題集》

信侑里冢*辱

機(jī)械原理習(xí)題集

姓名_______________________

專業(yè)班級(jí)______________________

學(xué)號(hào)_______________________

交通與機(jī)械工程學(xué)院基礎(chǔ)教研室

精oo文檔

目錄

第一章緒論..............................................1

第二章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析.................................1

第三章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析.................................9

第四章平面機(jī)構(gòu)的力分析..................................30

第五章機(jī)械效率與自鎖....................................40

第六章機(jī)械的平衡........................................47

第七章機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié).....................54

第八章平面連桿機(jī)構(gòu)......................................64

第九章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)..................................75

第十章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)..................................84

第十一章齒輪系及其設(shè)計(jì)..................................97

第一章緒論

選擇填空

1、機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件是由一個(gè)或多個(gè)零件所組成，這些零件間B產(chǎn)

生任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

A、可以B、不能

2、構(gòu)件是組成機(jī)器的」______o

A、制造單位B、獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元C、原動(dòng)件D、

從動(dòng)件

簡(jiǎn)答題

1、什么是機(jī)構(gòu)、機(jī)器和機(jī)械？

機(jī)構(gòu)：在運(yùn)動(dòng)鏈中，其中一個(gè)件為固定件（機(jī)架），一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件為

原動(dòng)件，其余構(gòu)件具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈稱為機(jī)構(gòu)。

機(jī)器：能代替或減輕人類的體力勞動(dòng)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(jì)的實(shí)物組合體。

（2）各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

（3）能代替或減輕人的體力勞動(dòng)，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(jì)的實(shí)物組合體。

（2）各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

4、什么是構(gòu)件和零件？

構(gòu)件：是運(yùn)動(dòng)的單元，它可以是一個(gè)零件也可以是幾個(gè)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(gè)體。

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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(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先除去局

部自由度。(J)

2、具有虛約束的機(jī)構(gòu)，在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先除去虛約束。

(V)

3、虛約束對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用，也不能增加構(gòu)件的剛性。(X)

4、六個(gè)構(gòu)件組成同一回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副，則該處共有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。

(X)

選擇填空

1、原動(dòng)件的自由度應(yīng)為B。

A、0B、1C、2

2、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是

A、自由度＞0B、自由度=原動(dòng)件數(shù)C、自由度＞1

3、由K個(gè)構(gòu)件匯交而成的復(fù)合較鏈應(yīng)具有個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。

A、K-1B、KC、K+1

4、一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有上個(gè)自由度。

A、1B、3C、6

5、通過點(diǎn)、線接觸構(gòu)成的平面運(yùn)動(dòng)副稱為o

A、轉(zhuǎn)動(dòng)副B、移動(dòng)副C、局副

6、通過面接觸構(gòu)成的平面運(yùn)他副稱為上。

A、低副B、高副C、移動(dòng)副

7、平面運(yùn)動(dòng)副的最大約束數(shù)是

A、1B、2C、3

8、原動(dòng)件數(shù)少于機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，機(jī)構(gòu)將B。

A、具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)B、無規(guī)則地亂動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接稱為運(yùn)動(dòng)

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副O(jiān)

2、平面機(jī)構(gòu)中的低副有和回轉(zhuǎn)副兩

種。

3、機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件可分為三類：原動(dòng)件、從動(dòng)件和機(jī)

_________o

4、在平面機(jī)構(gòu)中若引入一個(gè)高副將引入」個(gè)約束。

5、在平面機(jī)構(gòu)中若引入一個(gè)低副將引入二個(gè)約束。

6、平面運(yùn)動(dòng)副按組成運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)副稱為低副；兩構(gòu)件間

為點(diǎn)接觸或線接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為局副O(jiān)

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=3r-2Pi-Pho

8、機(jī)構(gòu)具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)條件是原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自

由度數(shù)。

簡(jiǎn)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(yùn)動(dòng)。

2、什么是運(yùn)動(dòng)副？平面運(yùn)動(dòng)副分幾類，各類都有哪些運(yùn)動(dòng)副？其約束

等于幾個(gè)？

運(yùn)動(dòng)副：兩個(gè)構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接叫運(yùn)動(dòng)副。

平面運(yùn)動(dòng)副分兩類：

（1）平面低副（面接觸）包括：轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副，其約束為2o

（2）平面高副（點(diǎn)、線接觸）包括：滾子、凸輪、齒輪副等，約束為1o

3、什么是運(yùn)動(dòng)鏈，分幾種？

若干個(gè)構(gòu)件用運(yùn)動(dòng)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(dòng)件和從動(dòng)件？

機(jī)架：支承活動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的固定構(gòu)件。

原動(dòng)件：運(yùn)動(dòng)規(guī)律給定的構(gòu)件。

從動(dòng)件：隨原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，并且具有確定運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。

5、機(jī)構(gòu)確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么？什么是機(jī)構(gòu)自由度？

條件：原動(dòng)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)具有確定運(yùn)動(dòng)所需要的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

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6、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算式是怎樣表達(dá)的？其中符號(hào)代表什么？

F=3n-2PL-PH其中：

n--活動(dòng)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(jì)算公式時(shí)應(yīng)注意些什么？

應(yīng)注意復(fù)合較鏈、局部自由度、虛約束。

8、什么是復(fù)合校鏈、局部自由度和虛約束，在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)如

何處理？

復(fù)合較鏈：多個(gè)構(gòu)件在同一軸線上組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，計(jì)算時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目為

m-1個(gè)

局部自由度：與整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度，計(jì)算時(shí)將滾子與其組成轉(zhuǎn)

動(dòng)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(dú)立限制作用的約束，計(jì)算時(shí)除去不計(jì)。

9、什么是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，有什么用途？

拋開構(gòu)件的幾何形狀，用簡(jiǎn)單的線條和運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)，按比例尺畫出構(gòu)

件的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，用來表達(dá)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況的圖形。

用途：對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析和力分析。

習(xí)題

2-1如圖所示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)的思路是：動(dòng)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(yùn)動(dòng)以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,

分析其是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖？并提出修改方案。

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2-2如圖所示為一具有急回運(yùn)動(dòng)的沖床。圖中繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)的菱形

盤1為原動(dòng)件，其滑塊2在B點(diǎn)較接，通過滑塊2推動(dòng)撥叉3繞固定

軸心C轉(zhuǎn)動(dòng)，而撥叉3與圓盤4為同一構(gòu)件，當(dāng)圓盤4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過

連桿5使沖頭6實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)。試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

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A

4

D3

5

E

K/

kK

6

2-3試計(jì)算圖示齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度。

解：⑻A為復(fù)合較鏈n=4,PL=5,Ph=1.

F=3n-2PL-Ph=3X4-2X5-1=1

(b)BCD為復(fù)合錢鏈n=6,PL=7,Ph=3

F=3n-2PL-Ph=3X6-2X7-3=1

2-4試計(jì)算圖示凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度。圖a中校接在凸輪上D

處的滾子可在CE桿上的曲線槽中滾動(dòng)；圖b中在D處為錢接在一起的

兩個(gè)滑塊。

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夕

F口叫

3

KZZ]K//1

F77ICF77I

(b)

解：(a)LD為局部自由度

方法1：n=9PL=11Ph=2F=2

F=3n-2PL-Ph-F'

=3X9-2X11-2-

=1

方法2：n=7PL=9Ph=2

F=3n-2PL-Ph

=3X7-2X9-2

=1

(b)局部自由度E,Bo虛約C

方法1：n=7PL=8Ph=2F=2

F=3n-2PL-Ph-F'

=3X7-2X8-2-

=1

訪法2：n=5PL=6Ph=

F=3n-2PL-Ph

=3X5-2X6-

=1

2-5試計(jì)算如圖所示各平面機(jī)構(gòu)的自由度。

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解：(a)

局部自由度C

簡(jiǎn)化法：n=4,pi=5,ph=1.

F=3X4-2X5-1

=1

(b)

局部自由度F

簡(jiǎn)化：n=6,PL=8ph=1

F=3X6-2X8-1

=1

2-6計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度，圖中標(biāo)箭頭的構(gòu)件為原動(dòng)件（應(yīng)注明活動(dòng)件、低

副、高副的數(shù)目，若機(jī)構(gòu)中存在復(fù)合較鏈，局部自由度或虛約束，也須

注明）。

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解：局部自由度E,復(fù)合較鏈C。

簡(jiǎn)化：n=7,PL=9,ph=1

F=3X7-2X9-1=2

2-7計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組、確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。

n—5,pi_=7,ph=O.

F=3X5-2X7-0

=1

J

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解：n=9,p=13,p=0.

F=3X9-2X13-0

第三章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

判斷題

1、兩構(gòu)件組成一般情況的高副即非純滾動(dòng)高副時(shí)，其瞬心就在高副接

觸點(diǎn)處。（X）

2、平面連桿機(jī)構(gòu)的活動(dòng)件數(shù)為n,則可構(gòu)成的機(jī)構(gòu)瞬心數(shù)是n（n+1）

/2o（V）

3、在同一構(gòu)件上，任意兩點(diǎn)的絕對(duì)加速度間的關(guān)系式中不包含哥氏加

速度。（V）

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(diǎn)的絕對(duì)速度均不

為零。（X）

選擇填空

1、在兩構(gòu)件的相對(duì)速度瞬心處，瞬時(shí)重合點(diǎn)間的速度應(yīng)有

A、兩點(diǎn)間相對(duì)速度為零，但兩點(diǎn)絕對(duì)速度不等于零；

B、兩點(diǎn)間相對(duì)速度不等于零，但其中一點(diǎn)的絕對(duì)速度等于零；

C、兩點(diǎn)間相對(duì)速度不等于零且兩點(diǎn)的絕對(duì)速度也不等于零；

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D、兩點(diǎn)間的相對(duì)速度和絕對(duì)速度都等于零。

2、速度影像原理適用于

A、不同構(gòu)件上各點(diǎn)B、同一構(gòu)件上所有點(diǎn)C、同一構(gòu)件上

的特定點(diǎn)。

3、速度瞬心是指兩構(gòu)件上0^。

A、絕對(duì)速度相等的點(diǎn)B、相對(duì)速度為零的點(diǎn)C、等速重合

點(diǎn)

4、加速度影像原理不能用于

A、同一構(gòu)件上的某些點(diǎn)B、同一構(gòu)件上各點(diǎn)C、不同構(gòu)件

上的點(diǎn)。

填空題：

1、速度瞬心可以定義為相互作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件上瞬時(shí)速度相等

重合點(diǎn)。

2、相對(duì)瞬心與絕對(duì)瞬心的相同點(diǎn)是都是等速重合點(diǎn)，不同點(diǎn)是絕對(duì)

速度是否為零；在由N個(gè)構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)中，有N(N-1)/2一(N?1)

個(gè)相對(duì)瞬心，有N-1個(gè)絕對(duì)瞬心。

3、當(dāng)兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，其相對(duì)瞬心在轉(zhuǎn)動(dòng)中心處;組成移動(dòng)副

時(shí)，其瞬心在垂直于導(dǎo)路處;組成兼有滑動(dòng)和滾動(dòng)的高副時(shí)，其瞬

心在|過接觸點(diǎn)的公法線上I處O

4、作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件的三個(gè)瞬心必在同一條直線上

5、平面四桿機(jī)構(gòu)共有相對(duì)瞬心3個(gè),絕對(duì)瞬心3個(gè)。

6、用矢量方程圖解法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，影像原理只能應(yīng)用于」亙

一構(gòu)件上的各點(diǎn)。

簡(jiǎn)答題

1、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的內(nèi)容、目的和方法是什么？

內(nèi)容：構(gòu)件的位置、角位移、角速度、角加速度、構(gòu)件上點(diǎn)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(jì)新機(jī)械，

方法：圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法。

2、什么是速度瞬心，機(jī)構(gòu)瞬心的數(shù)目如何計(jì)算？

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瞬心：兩個(gè)構(gòu)件相對(duì)速度等于零的重合點(diǎn)，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(dòng)副的軸心。

(2)兩構(gòu)件組成移動(dòng)副，瞬心在無窮遠(yuǎn)處。

(3)純滾動(dòng)副的按觸點(diǎn)，

(4)高副接融點(diǎn)的公法線上。

4、用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求構(gòu)件的速度和加速度的基本原理是什么？

基本原理是理論力學(xué)中的剛體平面運(yùn)動(dòng)和點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

5、什么是基點(diǎn)法？什么樣的條件下用基點(diǎn)法？動(dòng)點(diǎn)和基點(diǎn)如何選擇？

基點(diǎn)法：構(gòu)件上某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可以認(rèn)為是隨其上任選某一點(diǎn)的移動(dòng)和繞

其點(diǎn)

的4^-gjfj的y去

求同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系時(shí)用基點(diǎn)法，動(dòng)點(diǎn)和基點(diǎn)選在

運(yùn)動(dòng)要素己知的錢鏈點(diǎn)。

6、用基點(diǎn)法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析的步驟是什么？

(1)選長(zhǎng)度比例尺畫機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

(2)選同一構(gòu)件上已知運(yùn)動(dòng)要素多的較鏈點(diǎn)作動(dòng)點(diǎn)和基點(diǎn)，列矢量方

程，標(biāo)出已知量的大小和方向。

(3)選速度和加速度比例尺及極點(diǎn)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。

(4)對(duì)所求的量進(jìn)行計(jì)算和判定方向。

7、什么是運(yùn)動(dòng)分析中的影像原理？注意什么？

影像原理：已知同一構(gòu)件上兩點(diǎn)的速度或加速度求另外一點(diǎn)的速度和加

速度，則這三點(diǎn)速度或加速度矢端所圍成的三角形與這三點(diǎn)在構(gòu)件上圍

成的三角形相似，這就稱作運(yùn)動(dòng)分析中的影像法，又稱運(yùn)動(dòng)分析中的相

擬性原理。

注意：三點(diǎn)必須在同一構(gòu)件上，對(duì)應(yīng)點(diǎn)排列的順序同為順時(shí)針或逆時(shí)針

方向。

8.什么是速度和加速度極點(diǎn)？

在速度和加速度多邊形中，絕對(duì)速度為零或絕對(duì)加速度為零的點(diǎn)，并且

是絕對(duì)速度或絕對(duì)加速度矢量的出發(fā)點(diǎn)。

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9、速度和加速度矢量式中的等號(hào)，在速度和加速度多邊形中是哪一點(diǎn)？

箭頭對(duì)頂?shù)狞c(diǎn)。

10、在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析中在什么情況下應(yīng)用應(yīng)用重合點(diǎn)法？

兩個(gè)活動(dòng)構(gòu)件有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，求重合點(diǎn)的速度和加速度。

11、應(yīng)用重合點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，什么情況下有哥氏加速度？

當(dāng)牽連角速度和重會(huì)點(diǎn)間相對(duì)速度不等于零時(shí)，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=2U)2VB1B2

方向?yàn)椋篤B1B2的矢量按牽連角速度32方向旋轉(zhuǎn)90°o

12、應(yīng)用重合點(diǎn)法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)的步驟是什么？

(1)選擇比例尺畫機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

(2)選運(yùn)動(dòng)要素已知多的較鏈點(diǎn)為重合點(diǎn)，列速度，加速度矢量方程。

(3)選速度比例尺和速度極點(diǎn)畫速度多邊形。

(4)選加速度比例尺和加速度極點(diǎn)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(shí)的全部瞬心的位置。

P13(P23)

(a)

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Pl3M

3-2在圖示的機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件長(zhǎng)度(機(jī)構(gòu)比例尺四=實(shí)際構(gòu)件長(zhǎng)度

/圖上長(zhǎng)度=0.002m/mm),原動(dòng)件以等角速度cm=10rad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),

試用圖解法求在圖示位置時(shí)點(diǎn)E的速度VE和加速度aE,構(gòu)件2的角速

2

度32和角加速度。2。建議?。簗Jy=0.005(m/s)/mm；pa=0.05(m/s)/mmo

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方向±CD±AB±BC

大??？3山?*

速度比例尺uv=0.005(m/s)/mm

VR=O.3A?Z/SVc=0.2m/s

①3二—=4r/53)=——=2r/s

-I

ICDBC

求VE：

作△bces/XBCE用影像法得出

VE—Pv.p6=0.35m/s

加速度分析。(1)求ac

%—ac+ac—aB+aCB+aCB

方向C-D±CDB-AC-B

±BC

大小g】cD??■

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(用影像法求.石)

a_&CB_兒?〃BC?C

^CB_Na?Pe-IBCIBC

3

3-3在圖示的機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件長(zhǎng)度(|JL=0.002m/mm),原動(dòng)件

以等角速度0)1=10rad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，試用圖解法求點(diǎn)D的速度VD和

2

加速度aD。建議?。簆v=0.03(m/s)/mm；pa=0.6(m/s)/mmo

Ao_///////////////////ojE

4

D

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解：（1）選F點(diǎn)為重合點(diǎn)，則出=匕

v%=5+vs-尸

方向±EF±AF〃AF

大小?Wi?

作速度多邊形，如圖所示。

%=N??P于2

(2)求V。，D是EF上的一點(diǎn)。用影像法求解。

ED_pci___

EF=p,2%=氏?Pd

加速度分析

d/￡7IdJrC^L匚Id/r-*JrI>7TT

(1\七f2和七六1卜24

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方向F—E-LEFF—A-LAF//AF

大小短環(huán)?①"F2可1/耐?

（2）求aD

用速度影像法求解。

EDp'd'——

三萬一萬萬.?■旬=Av?P'd'

3-4在圖示的機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸及原動(dòng)件1的角速度coi（為

常數(shù)），試以圖解法求在（P1=90。時(shí)構(gòu)件3的角速度33及角加速度。3（比

例尺任選）。

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解：選B點(diǎn)為重合點(diǎn)，噓2二噓1

速度分析力3約83約

方向±BD±AB//CD

大小?①JAB?

作速度多邊形,如圖所示：

b2VP

當(dāng)

3?

-3=，BD（沿逆時(shí)針方向）

加速度分析

--n.--T_-J72_1_Kk_1_K廠

C/LnIDaDIaDDICLDD

*383約占約“382

方向B-D±BDB-A±CD//CD

大?、?1BD?aIAB2電魄也?

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作加速度多邊形，如圖所示:

*3=Na"%I”（順時(shí)針方向）

3-5在圖示的搖塊機(jī)構(gòu)中，已知l_AB=30mm,LAC=100mm,LBD=

50mm,LDE=40mm,曲柄以等角速度的=10rad/s回轉(zhuǎn)，試用圖用

法求機(jī)構(gòu)在0=45。位置時(shí)，點(diǎn)C和點(diǎn)E的速度和加速度，以及構(gòu)件2

的角速度和角加速度。

解：選擇B點(diǎn)為重合點(diǎn)

速度分析北=匕2

vs="嗎+"嗎?

3

方向_LBC_LAB〃BC

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大?。?Tli9

做速度多邊形，如圖所示：

P(c)

?

e

助一3?---------------

,BC曦(順時(shí)針方向)

..%=°

V

求EMZABEC^Ab3ep

?.?VE=A3

一拉.一7—-n.-k.-r

aoIaDd口ICLnoIao〃

力口速度分析，"3與％與B?B3B2

方向B-C±BCB-A±BC〃

BC

21

大小03%C?"lAB233VB加?9

■

作加速度多邊形，如圖所示：

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求作影像圖，取△BECs/^b'e'p'

則

3-6在圖示六桿機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖以及原動(dòng)件的角速度0）1為

常數(shù)，試用矢量方程圖解法求：

（1）構(gòu)件2的角速度32；

（2）速度VD及角速度35。

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。

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解：速度分析

(1)求“

瑪=心十瑪A

方向±BC±A0±AB

大?。?

作速度多邊形，如圖所示

CD?1----------------

(AB(AB逆時(shí)針方向

(2)求AB桿上的匕o

影像法，作△ABDsZXabd

則VD2-44°2方向如圖。

vv-

(3)求小D，重合點(diǎn)法，口D

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vvv

r>4=r>2+r>4r>2

方向±DEJ〃AB

大小？J?

由速度多邊形可知_______

_-----co="=N\Pda

5

叱。5=〃、-P&4lOElnE（逆時(shí)

針）

3-7在圖不六桿機(jī)構(gòu)中，已知：IBC=ICD=I1=/a=420rnrn,IAB=^40rnm,

/2=180mm,u）i=20rad/So

（1）分析該機(jī)構(gòu)的自由度以及機(jī)構(gòu)的級(jí)別；

（2）用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求解在圖示位置時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)的速度；

（3）構(gòu)件2的角速度32。

解：(1)求自由度

N=5,PL=7Ph=0

F=3X5-2X7-0

=1

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V

（2）求右（基點(diǎn)法）

遲=瑪十%

方向±CD±AB_LBC

大??？?*

作速度多邊形，如圖所示:

（逆時(shí)針方向）

（3）求2桿上的E點(diǎn)速度,

作影像圖，則E2的大小,方向可求。

（4）求5桿上的E點(diǎn)速度，（重合點(diǎn)法）

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vr=v+底

七5乜2乜5乜2

方向〃EFV//BC

大小？V?

叱尸=HvPG

3-8圖示為干草壓縮機(jī)中的六桿機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件長(zhǎng)度/^B=600mm,

150mm,/BC=120mm,IBD=500mm,/CE=600mm及XD=400mm,

yp=500mm,ye=600mm,cui=10rad/So欲求活塞E在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)

中的位移、速度和加速度，試寫出求解步驟并畫出計(jì)算流程圖。

F=3X52X7

=1

(2)

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(3)求?(基點(diǎn)法)

土B=2

方向±BD±A0±BA

大小?51

作速度多邊形，如圖所示:

Aa

(逆時(shí)針方向)

(4)求?用影像法求解，Vc=〃"C

(5)求VE

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VE=匕S+EC

方向水平V±EC

大小？V?

乙=QPe

EC4?ec

/二

（順時(shí)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(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的慣性力一定是阻力。（X）

2、在車床刀架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)使與刀架固聯(lián)的螺母作移動(dòng)，

則絲杠與螺母之間的摩擦力矩屬于生產(chǎn)阻力。（X）

3、考慮摩擦的轉(zhuǎn)動(dòng)副，不論軸頸在加速、等速、減速不同狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn),

其總反力的作用線一定都切于摩擦圓。（4）

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。

（d）

選擇填空題

1、作變速運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件上的慣性力，B

A、當(dāng)構(gòu)件加速運(yùn)動(dòng)時(shí)它是驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)構(gòu)件減速運(yùn)動(dòng)時(shí)它是阻力；

B、當(dāng)構(gòu)件加速運(yùn)動(dòng)時(shí)它是阻力，當(dāng)構(gòu)件減速運(yùn)動(dòng)時(shí)它是驅(qū)動(dòng)力；

C、無論構(gòu)件是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它總是阻力；

D、無論構(gòu)件是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它總是驅(qū)動(dòng)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,

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Ao

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(duì)構(gòu)件1的相

對(duì)運(yùn)動(dòng)方向所成角度恒為C。

A、0°B、90°C、車屯角D、

銳角

4、在機(jī)械中阻力與其作用點(diǎn)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(jī)械中驅(qū)動(dòng)力與其作用點(diǎn)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(jī)械中，因構(gòu)件作變速運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的慣性力o

A、一定是驅(qū)動(dòng)力B、在原動(dòng)機(jī)中是驅(qū)動(dòng)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(shí)是驅(qū)動(dòng)

力，有時(shí)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(dòng)的軸頸，在外力的作用下，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

是CO

A、勻速運(yùn)動(dòng)B、仍然靜止不動(dòng)

C、加速運(yùn)動(dòng)D、減速運(yùn)動(dòng)

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(dòng)副中，總反力RBAA。

A、必切于摩擦圓，且RBA對(duì)軸心的力矩方向與3AB的方向相反；

B、必切于摩擦圓，且RBA對(duì)軸心的力矩方向與U)BA的方向相反；

C、必與摩擦圓相割，且RBA對(duì)軸心的力矩方向與3AB的方向相反。

10、考慮摩擦的轉(zhuǎn)動(dòng)副，不論軸頸在加速、等速、減速不同狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn),

其總反力的作用線C切于摩擦圓。

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A、都不可能B、不全是C、一定都

填空題

1、對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析的目的是：(1)確定運(yùn)動(dòng)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(jì)的情況。

3所謂動(dòng)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

杭________________________________________________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(dòng)比平型帶傳動(dòng)用得更為廣泛，從摩擦角度來看，

其主要原因是一相同情況下，三角帶傳動(dòng)摩擦力大于平型帶傳動(dòng)摩

擦力O

簡(jiǎn)答題

1、什么是機(jī)構(gòu)的動(dòng)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)行分析

計(jì)算，這種考慮慣性力的機(jī)構(gòu)受力分析的方法稱為動(dòng)態(tài)靜力分析，在高

速重載機(jī)械中必須考慮慣性力，因?yàn)閼T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(yùn)動(dòng)構(gòu)件質(zhì)心上的虛構(gòu)的外力。Pi=-mas

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(duì)質(zhì)心的力

矩等于慣性力矩。PihpL=-Js這時(shí)的慣性力稱總慣性力。

3、構(gòu)件組的靜定條件是什么？

3n-2PL=0o

4、機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析的目的是什么、步驟、方法是什么？

目的：確定各云動(dòng)副中的反力，確定機(jī)械上的平衡力或平衡力矩。

步驟：

(1)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，求出質(zhì)點(diǎn)s的加速度as和各構(gòu)件的角

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加速度。

（2）按R=-mas和M=-Js￡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(gè)運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)方向

的反力中和沿桿長(zhǎng)垂直方向的反力R,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中。最

后用各構(gòu)件的力平衡條件求出內(nèi)端副的法向反力。

（4）確定原動(dòng)件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)行計(jì)算。

5、圖示軸頸7在軸承2中沿3方向轉(zhuǎn)動(dòng)，Q為驅(qū)動(dòng)力，P為摩擦圓半

徑。

（1）試判斷圖A、B、C中哪個(gè)圖的總反力R21是正確的？

（2）針對(duì)正確圖形，說明軸頸是勻速、加速、減速運(yùn)動(dòng)還是自鎖？

題5題6

6、圖a、b給出運(yùn)轉(zhuǎn)著軸頸受力的兩種情況，Q為外力，P為摩擦圓半

徑。試畫出軸承對(duì)軸頸的總反力R21,并說明在此兩種情況下該軸的運(yùn)

動(dòng)狀態(tài)（勻速、加速或減速轉(zhuǎn)動(dòng)）。

習(xí)題

4-1圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的三個(gè)位置，P為作用在滑塊上的驅(qū)動(dòng)力，

摩擦圓摩擦角如圖所示。試在圖上畫出各運(yùn)動(dòng)副反力的真實(shí)方向。（構(gòu)

件重量及慣性力略去不計(jì)）。

解題步驟：1,判斷受拉？受壓？

2,判斷321,323,的方向。

3,判斷總反力切于摩察圓上方還是下方。

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4-2在圖示的較鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)的位置、各構(gòu)件的尺寸和驅(qū)動(dòng)

力F,各轉(zhuǎn)動(dòng)副的半徑和當(dāng)量摩擦系數(shù)均為,和。。若不計(jì)各構(gòu)件的重

力、慣性力，求各轉(zhuǎn)動(dòng)副中反作用力的作用線和作用在從動(dòng)件3上的阻

力偶矩M3的方向。

內(nèi)容提要：（1）,2桿受壓（2）,321,323都是逆時(shí)針轉(zhuǎn)向

（3）,3桿：力矩平衡（4）,1桿：三力匯交

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R21

4-3在圖示的較鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)的位置和各構(gòu)件的尺寸，驅(qū)動(dòng)

力為Pd,圖中的虛線小圓為摩擦圓，不計(jì)各構(gòu)件的重力和慣性力，要求

各轉(zhuǎn)動(dòng)副中反作用力的作用線和機(jī)構(gòu)能克服的作用在從動(dòng)件3上的阻力

偶矩M3的轉(zhuǎn)向。

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Rl2

4-4在圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知"s=90mm,/BC=240mm；曲柄上

E點(diǎn)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（p=8°,

錢鏈A、B、C處的虛線小圓為摩擦圓，其半徑分別為pA=8mm,pB=pc=6

mm；滑塊上作用有水平驅(qū)動(dòng)力F=1000N。設(shè)不計(jì)各構(gòu)件的重力和慣性

力，求當(dāng)曲柄處于6=50。位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)力F所能克服的生產(chǎn)阻力Q的大

小

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(3),取1桿研究：&+。+&=°

4-5＞在圖示雙滑塊機(jī)構(gòu)中，已知工作阻力Q=500N,轉(zhuǎn)動(dòng)副A、B處

摩擦圓及移動(dòng)副中的摩擦角(P如圖所示。試用圖解法求出所需驅(qū)動(dòng)力P。

［規(guī)定］：取力比例尺|Jp=10N/mmo

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4

解：(1)取2桿研究：為二力桿，52壓，321，323均為逆時(shí)

針轉(zhuǎn)向

(2)取3桿研究：0+息+鼠=。二力匯交

\43

⑶取1塊研究

P+61+R?]—0：

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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(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，若輸入功為Wd，輸出功為Wr,

損失功為Wf,則機(jī)器的機(jī)械效率為-A_______o

A、Wr/WdB、Wf/WdC、Wr/Wf

2、機(jī)械出現(xiàn)自鎖是由于Ao

A、機(jī)械效率小于零B、驅(qū)動(dòng)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(diǎn)分析，機(jī)械自鎖的條件為B0

A、機(jī)械效率20B、機(jī)械效率WOC、機(jī)械效率

4、在由若干機(jī)器并聯(lián)構(gòu)成的機(jī)組中，若這些機(jī)器中單機(jī)效率相等均為

n。，則機(jī)組的總效率n必有如下關(guān)系_0_。

A、r|>r|oB、q<qoC、n=OoD、n=nr|o（n為單機(jī)

臺(tái)數(shù)）

5、在由若干機(jī)器并聯(lián)構(gòu)成的機(jī)組中，若這些機(jī)器的單機(jī)效率均不相同，

其中最高效率和最低效率分別為nmax和nmin,則機(jī)組的總效率R必有

如下關(guān)系D。

A、r|<nminB、P|>nmaxC、r|min—Q—QmaxD、

nminVr]Vr|max

6、在由若干機(jī)器串聯(lián)構(gòu)成的機(jī)組中，若這些機(jī)器的單機(jī)效率均不相同,

其中最高效率和最低效率分別為F]max和r>in,則機(jī)組的總效率Q必有如

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下關(guān)系上_______。

A、n〈nminB、f|>r|maxC、r|min—Q—QmaxD、

nminVn〈nmax

7、反行程自鎖的機(jī)構(gòu)，其正行程效率C,反行程效率

Do

A、q>1B、q=1C、0<n<1D、r|<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。

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(shè)機(jī)器中的實(shí)際驅(qū)動(dòng)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(dòng)力為Po,則機(jī)器效率的計(jì)算式是n=Po/P。

2、設(shè)機(jī)器中的實(shí)際生產(chǎn)阻力為Q,在同樣的驅(qū)動(dòng)力作用下不考慮摩擦

時(shí)能克服的理想生產(chǎn)阻力為Qo,則機(jī)器效率的計(jì)算式是1^=Q1

Qoo

3、在認(rèn)為摩擦力達(dá)極限值條件下計(jì)算出機(jī)構(gòu)效率n后，則從這種效率

觀點(diǎn)考慮，機(jī)器發(fā)生自鎖的條件是-

0O

4、設(shè)螺紋的升角入，接觸面的當(dāng)量摩擦系數(shù)為fv,則螺旋副自鎖的條

件是x<arctg。

5、并聯(lián)機(jī)組的效率與機(jī)組中與各機(jī)器效率，以及各機(jī)器所傳遞的功率大小有關(guān)。

簡(jiǎn)答題

1、寫出移動(dòng)副中的摩擦的幾種情況下其水平驅(qū)動(dòng)力與鉛垂載荷之間的

關(guān)系式。

(1)平面摩擦P=Qtg(p,tg(p=fo

(2)斜平面摩擦P=Qtg(a+(p)o

(3)平槽面摩擦P=Qtg(pv,tgq)v=fv=f/sin&6為槽形半角，⑺、

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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=Qtg（。+（pv）o

2、螺旋副中的水平驅(qū)動(dòng)力和鉛垂載荷關(guān)系如何？

（1）矩形螺紋P=Qtg（a+（p）,M=Pd2/2o

（2）三角螺紋P=Qtg（。+5）,M=Pd2/2,（pv=arctgfv.fv=

f/cosp,B為牙形半角。

3、轉(zhuǎn)動(dòng)副中軸頸摩擦的摩擦力或摩擦力矩公式如何？

A=fvQ式中的fv是轉(zhuǎn)動(dòng)副的當(dāng)量摩擦系數(shù)。Mf=pR2i=rfvQ=

pQ,p=rfvo

4、移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副中總反力的確定方法是什么？

移動(dòng)副：R21與V12成90。+0）。轉(zhuǎn)動(dòng)副：R21對(duì)摩擦圓中心力矩方向與312

轉(zhuǎn)向相反并切于摩擦圓。摩擦圓半徑p=rfv,fv=（1-1.5）fo

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(dòng)時(shí)的一個(gè)能量循環(huán)過程中，偷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(dòng)力（或力矩）實(shí)際工作阻力（或力矩）

n=---------------------------------=-----------------------------------

"實(shí)際驅(qū)動(dòng)力（或力矩）一理想工作阻力（或力矩）

7、串聯(lián)機(jī)組的機(jī)械效率如何計(jì)算？

等于各個(gè)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(diǎn)位置有什么區(qū)別？

自鎖：因?yàn)榇嬖谀Σ?，?dāng)驅(qū)動(dòng)力增加到無窮時(shí)，也無法使機(jī)械運(yùn)動(dòng)起來

的這種現(xiàn)象。

區(qū)別；死點(diǎn)位置不是存在摩擦而產(chǎn)生的，而是機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角等于零。自

鎖是在任何位置都不能動(dòng)，死點(diǎn)只是傳動(dòng)角等于零的位置不動(dòng)，其余位

置可動(dòng)。

9、判定機(jī)械自鎖的方法有幾種？

（1）平面摩擦：驅(qū)動(dòng)力作用在摩擦角內(nèi)。

（2）轉(zhuǎn)動(dòng)副摩擦：驅(qū)動(dòng)力作用在摩擦圓內(nèi)。

（3）機(jī)械效率小于等于零（串聯(lián)機(jī)組中有一個(gè)效率小于等于零就自鎖）。

（4）克服的生產(chǎn)阻力小于等于零。

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習(xí)題

5-1在圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄I在驅(qū)動(dòng)力矩⑷作用下等速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)

已知各轉(zhuǎn)動(dòng)副中的軸頸半徑r=10mm,當(dāng)量摩擦系數(shù)L=0.2,移動(dòng)副中

的滑動(dòng)摩擦系數(shù)左0.15,/AB=100mm,,/Bc=350mm,各構(gòu)件的質(zhì)量和

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)。當(dāng)Mi=20N?m時(shí)，試求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)所能克

服的有效阻力F3及機(jī)械效率no

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(dòng)力矩Mi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(jì)算其數(shù)值。

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5-2圖示為一對(duì)心偏心輪式凸輪機(jī)構(gòu)。已知機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)如圖所示，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(dòng)力矩，設(shè)「和內(nèi)分別為推桿與凸

輪之間及推桿與導(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

直徑為必）。試求當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角為e時(shí)該機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率小

提示：在考慮摩擦受力分析時(shí)，因fv及d2的值均相對(duì)很小，在所建立的力平衡方程式中含

有dzsincpv的項(xiàng)可忽略不計(jì)。

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5-3圖示為一帶式運(yùn)輸機(jī)，由電動(dòng)機(jī)1經(jīng)帶傳動(dòng)及一個(gè)兩級(jí)齒輪減速器帶動(dòng)運(yùn)輸帶8。設(shè)

已知運(yùn)輸帶8所需的曳引力F=5500N,運(yùn)送速度v=1.2m/s。帶傳動(dòng)（包括軸承）的效率

午0.95,每對(duì)齒輪（包括其軸承）的效率加=0.97,運(yùn)輸帶8的機(jī)械效率m=0.92。試求該系

統(tǒng)的總效率n及電動(dòng)機(jī)所需的功率。

5-4如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)及圓錐、圓柱齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)工作機(jī)A及B。設(shè)每對(duì)齒輪（包

括軸承）的效率中=0.97,帶傳動(dòng)的效率02=0.92（包括軸承效率），工作機(jī)A、B的功率分

別為PA=5kw,PB=1kw,效率分別為VA=0.8,件。5,試求電動(dòng)機(jī)所需的功率。若改為:

PA=1kw,PB=5kw,其余條件不變,又將如何?

n-ii-g-i

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5-5在圖示斜面機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知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。

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第六章機(jī)械的平衡

判斷題

1、若剛性轉(zhuǎn)子滿足動(dòng)平衡條件，這時(shí)我們可以說該轉(zhuǎn)子也滿足靜平衡

條件。（7）

2、不論剛性回轉(zhuǎn)體上有多少個(gè)平衡質(zhì)量，也不論它們?nèi)绾畏植?，只?/p>

要在任意選定兩個(gè)平面內(nèi)，分別適當(dāng)?shù)丶悠胶赓|(zhì)量即可達(dá)到動(dòng)平衡。

（X）

3、設(shè)計(jì)形體不對(duì)稱的回轉(zhuǎn)構(gòu)件，雖已進(jìn)行精確的平衡計(jì)算，但在制造

過程中仍需安排平衡校正工序。（q）

4、經(jīng)過動(dòng)平衡校正的剛性轉(zhuǎn)子，任一回轉(zhuǎn)面內(nèi)仍可能存在偏心質(zhì)量。

（v）

選擇填空題

1、機(jī)械平衡研究的內(nèi)容是.C。

A、驅(qū)動(dòng)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(duì)于靜平衡的回轉(zhuǎn)件，則Bo

A、一定是動(dòng)平衡的B、不一定是動(dòng)平衡的C、必定不

是動(dòng)平衡的

4、對(duì)于動(dòng)平衡的剛性回轉(zhuǎn)件，則B。

A、不一定是靜平衡的B、一定是靜平衡的C、必定不

是靜平衡的

5、在轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡中，B

A、只有作加速運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子才需要進(jìn)行動(dòng)平衡，因?yàn)檫@時(shí)轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生慣

性力矩M=—Jao

B、對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡，只要能夠使轉(zhuǎn)子的離心慣性力系的合力為零即

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可。

D、對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)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(jì)的剛性回轉(zhuǎn)件在理論上是完全平衡的，因而

Bo

A、不需作平衡試驗(yàn)B、仍需作平衡試驗(yàn)

填空題

1、研究機(jī)械平衡的目的是部分或完全消除構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的

不平衡慣性力，減少或消除在機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副中所引起的運(yùn)動(dòng)力

力，減輕有害的機(jī)械振動(dòng)，改善機(jī)械工作性能和延長(zhǎng)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N0.2

條件或有重要作用的回轉(zhuǎn)構(gòu)件，必須滿足動(dòng)平衡條件方能平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)。

如不平衡，必須至少在」二個(gè)校正平面上各自適當(dāng)?shù)丶由匣蛉コ?/p>

衡質(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(diǎn)可分為靜不平衡和動(dòng)不

平衡。

4、回轉(zhuǎn)整件的動(dòng)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。已知miri=m2r2=m3r3=m4r%并作軸向等

間隔布置，且都在曲柄的同一含軸平面內(nèi)，則其中a,b,c軸已達(dá)靜平

衡，c軸已達(dá)動(dòng)平衡。

加3廠3恤"刁71rl加3后丁〃3廠3

a)b)c)

簡(jiǎn)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(gè)平衡稱為機(jī)械平衡。

目的：是消除或部分的消除慣性力對(duì)機(jī)械的不良作用。

2、機(jī)械中的慣性力對(duì)機(jī)械的不良作用有哪些？

(1)慣性力在機(jī)械各運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生附加動(dòng)壓力增加運(yùn)動(dòng)副的磨擦磨損

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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)械及基礎(chǔ)發(fā)生振動(dòng)使

機(jī)械工作精度和可靠性下降，也造成零件內(nèi)部的疲勞損壞。當(dāng)振動(dòng)頻率

接近振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)會(huì)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。回轉(zhuǎn)件的平衡又分兩種：

?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)行計(jì)算。

?撓性轉(zhuǎn)子的平衡。

4、什么是剛性回轉(zhuǎn)件的靜平衡、動(dòng)平衡？?jī)烧叩年P(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(dòng)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/D0.2即不均勻質(zhì)量分布在不同

的回轉(zhuǎn)面上，用動(dòng)平衡。動(dòng)平衡必須在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行

平衡。

5、B/DW0.2的剛性回轉(zhuǎn)件只要進(jìn)行靜平衡就可以了，但是在該回

轉(zhuǎn)平面不能加平衡的質(zhì)徑積，若達(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(gè)相互平行的回轉(zhuǎn)平面內(nèi)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(dòng)平衡的方法來

進(jìn)行平衡。

6、動(dòng)平衡的構(gòu)件一定是靜平衡的，反之亦然，對(duì)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

?軸平面上，試說明兩者各處于何種平衡狀態(tài)？

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