机械原理期末考试及答案

1、机械原理试卷参考答案开课单位：机械工程学院，考试形式：闭卷，允许带 计算器、绘图仪器 入场题序一二三四五六七八总 分得分评卷人一、是非题（共10分，每小题2分，对者在括号内打“”，错者打“”）得分 1、( ) 当机构的自由度数小于机构的原动件数时，机构将具有确定的相对运动。2、( ) 不论刚性转子上有多少个不平衡质量，也不论它们如何分布，只需在任意选定的两个平面内，分别适当地加一平衡质量，即可达到动平衡。3、( ) 在其他参数不变的前提下，槽面摩擦较平面摩擦的摩擦力较大，是因为前者摩擦系数较大。4、( ) 在移动副中，当驱动力作用线在摩擦锥之内，则发生自锁。5、( ) 对于单自由度的机械系统，

2、若选定等效构件为移动件时，其等效质量是按等效前后动能相等的条件进行计算的。二、填空题（共10分，每空1分）得分 1、飞轮主要用以调节 周期性 速度波动，若不考虑其他因素，只为了减小飞轮尺寸和重量，应将其安装在 高速 轴上。2、刚性转子的静平衡就是要使 惯性力 之和为零；而刚性转子的动平衡则要使 惯性力 之和及 惯性力偶矩 之和均为零。3、三个彼此作平面相对运动的构件共有 3 个瞬心，且必位于 同一直线 上。4、在机构运动分析的速度多边形中，机架的速度影像是 极点 。速度影像和加速度影像原理只适用于 同一构件 。 5、当机械的效率时，机构则发生 自锁 。三、（共10分）计算图1所示机构的自由度，

3、并判断机构的运动确定性，如机构中存在复合铰链、局部自由度和虚约束，请在图上示出。得分 图1 虚约束 局部自由度 复合铰链 复合铰链 b) a) 请预览后下载！解：a)（计5分）或 机构自由度数等于原动件数，故机构运动确定。b)（计5分）机构自由度数不等于原动件数，故机构运动不确定。四、（共20分）图2所示为铰链四杆机构的机构运动简图，已知连架杆1为主动件，匀速转动，角速度rad/s，转向如图示。各构件长度分别为：AB=30，BC=40，CD=50，AD=60 (单位为：mm)，构件AB的方位角为60o，ABE为等边三角形。试用图解法求解该运动位置：1）构件1的速度影像；2）找出该瞬时在连杆2和

4、摇杆3上，与连架杆1上E点速度相同的点E2和E3。（要求注明速度比例尺，并对绘图过程作简要说明）得分 图2 B A C D 1 2 3 4 E 0.0025m/s b c e E3 E2 P（a,d）请预览后下载！解：1）计算B点的速度，选取合适的比例尺，如图示。任选一点作为速度多边形的极点，作出线段pb表示B点速度。作三角形，即得构件1的速度影像。2）求C点的速度 = + 大小 ? ?方向 CD AB CB作出速度多边形pbc，方向pc由速度影像，求出连杆2上，与连架杆1上E点速度相同的点E2作，可得点E2；由速度影像，求出摇杆3上，与连架杆1上E点速度相同的点E3作，可得点E3五、（共20

5、分）图3所示为曲柄滑块机构运动简图。各转动副的摩擦圆如图所示，已知移动副的摩擦系数 作用在滑块上的生产阻力为Q，若忽略机构中各构件的重力和惯性力及惯性力偶矩，试：1) 在该简图上画出各运动副总反力（包括方向和作用线位置）； 2）分别写出构件1、3的力平衡方程式，并画出其力多边形（可任选力的比例尺）。得分 请预览后下载！解：1）各运动副总反力的方向和作用线位置如图所示。 摩擦角2）构件3的力平衡方程式大小 ? ? 方向 任选力的比例尺，画出其力多边形如图所示。3）构件3的力平衡方程式大小 ? ？方向 画出其力多边形如图所示。请预览后下载！六、（共10分）一机械系统稳定运转的运动周期为，等效阻力矩

6、的变化规律如图所示，等效驱动力矩为常数，等效构件的平均转速r/min，等效转动惯量。试求：1）等效驱动力矩；2）最大盈亏功；3）最大和最小角速度和的位置；4）运转速度不均匀系数。得分 W1W2W3W4W5abcde图4 请预览后下载！解：1）根据一个运动周期，外力所做的功等于零，可知：，2） 作能量指示图，求最大盈亏功最大盈亏功3）最大角速度的位置：即a位置，处。最小角速度的位置：即b和d位置，和处。4）运转速度不均匀系数七、（共10分）已知某刚性转子在同一平面内分布有两个不平衡质量，其大小为：，分布半径为mm，mm，位置角如图所示，欲使该转子达到静平衡，试求：应加的平衡质量的质径积的大小和方向。解法一：欲使该转子达到静平衡，应满足各质量的质径积的向量和等于零。运用解析法求解如下：两个不平衡质量的质径积分别为：；求解上述方程，可得应加的平衡质量的质径积的大小和方向：图5 a ) 解法二：欲使该转子达到静平衡，应满足各质量的质径积的向量和等于零。运用图解法求解如下：两个不平衡质量的质径积分别为：；取质径积的比例尺如图5b)所示，并作出矢量多边形。于是可得可得应加的平衡质量的质径积的大小和方向。，其方位角图5 b) 请预览后下载！八、（共10分）试求图示机构在图示位