机械原理自测题及答案

Revisedasof23November2020机械原理自测题及 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 第二章　机构的结构分析一．填空题1．组成机构的基本要素是构件和运动副。机构具有确定的运动件是：。2．在平面机构中，每一个高副引入1个约束，每一个低副引入2个约束，所以平面机构自由度的计算公式为F=。应用该公式时，应注意的事项是：正确计算运动负的数目　　　。3．机构中各构件都应有确定的运动，但必须满足的条件是：。二．综合题1．根据图示机构，画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。设标有箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么1n=7，pl=9，ph=1从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。2．计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指明所在之处。2．（a）D、E处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B处滚子的运动为局部自由度；构件F、G及其联接用的转动副会带来虚约束。n=8，pl=11，ph=13．计算图示各机构的自由度。．（c）n=6，pl=7，ph=3（e）n=7，pl=10，ph=04．计算机构的自由度，并进行机构的结构分析，将其基本杆组拆分出来，指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。．（a）n=5，pl=7，ph=0Ⅱ级组Ⅱ级组因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅱ级机构。（b）5．计算机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。如果在该机构中改选FG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。n=7，pl=10，ph=0Ⅱ级组Ⅲ级组当以构件AB为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。Ⅱ级组Ⅱ级组Ⅱ级组当以构件FG为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。6．试验算图示机构的运动是否确定。如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。（a）（b）（a）n=3，pl=4，ph=1因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。而要使机构具有确定的运动，必须使机构有1个自由度（与原动件个数相同）。其修改方案可以有多种，下面仅例举其中的两种方案。n=4，pl=5，ph=1此时机构的自由度数等于原动件数，故机构具有确定的运动。平面机构的运动分析一、综合题1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号直接在图上标出）。2、已知图示机构的输入角速度1,试用瞬心法求机构的输出速度3。要求画出相应的瞬心，写出3的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式，并标明方向。由相对瞬心的定义可知：所以方向为逆时针转向，（如图所示）3、在图示的齿轮--连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。1）计算此机构所有瞬心的数目K=N（N-1）/2=6（6-1）/2=15；2）如图所示，为了求传动比ω1/ω2，需找出瞬心P16、P36、P12、P23，并按照三心定理找出P13；3)根据P13的定义可推得传动比ω1/ω2计算公式如下由于构件1、3在K点的速度方向相同，从而只和同向。4、在图示的四杆机构中，=60mm,=90mm,==120mm,=10rad/s，试用瞬心法求：（1）当=165°时，点C的速度；（2）当=165°时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及其速度的大小；（3）当时，角之值（有两个解）。解：1）以选定的比例尺作机构运动简图（图b）。2）求定出瞬心的位置（图b），因为为构件3的绝对瞬心，有==（rad/s）=(m/s)3)定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置因为BC线上的速度最小点必与点的距离最近，故从引BC的垂线交于点E，由图可得=（m/s）4)定出时机构的两个位置（见图c，注意此时C点成为构件3的绝对瞬心），量出1=°；2=°5、如图为一速度多边形，请标出矢量、、及矢量、、的方向6、已知图示机构各构件的尺寸，构件1以匀角速度ω1转动，机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图b)、c)所示。（1）分别写出其速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小，（2）试在图b)、c)上分别标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向。6、解：（1）把B点分解为B2和B3两点，运用相对运动原理列出速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小如下：方向AB⊥AB向下ABV1123n’AB(B1,B2,B3)V1123ε3ω32’2C5612347η1η2η5η6η7η3η4Pr’Pr’’240mm600mm400mm500mm28mm52mm50mm72mm50mm40mm20mm60mm50mm40mm150mm200mm800mm500mm600mm25mm5mm10mm3mm3mm3mm60mm360mm10mm140mm310mm408mm知各齿轮的齿数为Z1=20,Z2=40,Z2ˊ=30,Z3=40,Z3′=20,Z4=90轮1的转速n1=1400r/min,转向如图示，试求系杆H的转速nH的大小和方向:13、如图十三所示的周转轮系中,已知各轮齿数为Z1=39,Z2=78,Z2ˊ=39,Z3=20,试求传动比iH3。　　　　　　　图十三　　　　　　　　　　　　　　　图十四14、在图十四所示复合轮系中，已知各齿轮的齿数为Z1=17，Z2=23，Z2ˊ=20，Z3=60，Z3′=20，Z4=40，构件H的转速nH=200r/min,转向如图示，试求轮4的转速n4的大小和转向。15、如图十五所示，一大传动比的减速器。已知其各轮的齿数为Z1=20，Z2=40，Z2ˊ=20，Z3=60,Z3′=30,Z4=80，求该轮系传动比i1H。图十五　　　　　　　　　　　　　　图十六10、齿轮1—2—3—4、组成周转轮系与方向相同齿轮4—5与齿轮组成定轴轮系与方向相反。16、如图十六所示轮系中，各齿轮为渐开线标准圆柱齿轮，作无侧隙传动，他们的模数也均相等，其转向见图，且已知齿轮1、2，及2′齿数分别为Z1=20，Z2=48，Z2′=20，求齿轮3齿数和传动比i1H。17、如图示行星轮系，已知各轮的齿数：Z1=Z3′=80，Z3=Z5=20，以及齿轮1的转速n1=70r／min,方向如图示。试求：齿轮5的转速n5的大小和方向。解：因同轴安装原因齿轮1—2—2‘—3、组成周转轮系参考答案第二章　机械的结构分析二、综合题1．n=7，pl=9，ph=1从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。2．（a）D、E处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B处滚子的运动为局部自由度；构件F、G及其联接用的转动副会带来虚约束。n=8，pl=11，ph=13．（c）n=6，pl=7，ph=3（e）n=7，pl=10，ph=04．（a）n=5，pl=7，ph=0Ⅱ级组Ⅱ级组因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅱ级机构。（c）n=5，pl=7，ph=0SHAPE\*MERGEFORMATⅢ级组因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅲ级机构。5．n=7，pl=10，ph=0Ⅱ级组Ⅲ级组当以构件AB为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。Ⅱ级组Ⅱ级组Ⅱ级组当以构件FG为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。6．（a）n=3，pl=4，ph=1因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。而要使机构具有确定的运动，必须使机构有1个自由度（与原动件个数相同）。其修改方案可以有多种，下面仅例举其中的两种方案。n=4，pl=5，ph=1此时机构的自由度数等于原动件数，故机构具有确定的运动。　第三章　平面机构的运动分析一、综合题1、解：2、由相对瞬心的定义可知：所以方向为逆时针转向，（如图所示）。3、解：1）计算此机构所有瞬心的数目K=N（N-1）/2=6（6-1）/2=15；2）如图所示，为了求传动比ω1/ω2，需找出瞬心P16、P36、P12、P23，并按照三心定理找出P13；3)根据P13的定义可推得传动比ω1/ω2计算公式如下：由于构件1、3在K点的速度方向相同，从而只和同向。4、解：1）以选定的比例尺作机构运动简图（图b）。2）求定出瞬心的位置（图b），因为为构件3的绝对瞬心，有==（rad/s）=(m/s)3)定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置因为BC线上的速度最小点必与点的距离最近，故从引BC的垂线交于点E，由图可得=（m/s）4)定出时机构的两个位置（见图c，注意此时C点成为构件3的绝对瞬心），量出1=°；2=°5、解：6、解：（1）把B点分解为B2和B3两点，运用相对运动原理列出速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小如下：方向AB⊥AB向下n’AB(B1,B2,B3)V1123ε3ω32’3c5612347η1η2η5η6η7P2’P2’’η3η4Pr’Pr’’3’3’2’2’3’CR32BR122AR21BR411M1ω1R21R212BCR12R32A1PR41BR21C3QR23R43RR12φRα/2α/215kgm，则kg，相位在左上方，与竖直方向夹角。第七章　机械的运转及其速度速度的调节一、填空题1、；位置，运动2、功率等效；动能等效3、等速；周期变化；恒等；一个周期内相等4、安装飞轮；调速器5、调节周期性速度波动；渡过死点6、盈功；亏功；等速二、简答题1、答：（1）周期性速度波动：作用在机械上的等效驱动力矩，等效阻力矩和等效转动惯量均呈周期性变化；在公共周期内，驱动功等于阻抗功，机械能增量为零，则等效构件的角速度在公共周期的始末是相等的，即机械运转的速度呈周期性波动，即周期性速度波动。（2）波动幅度大小调节:加装飞轮。（3）不能完全消除周期性速度波动。因为不可能加装转动惯量=的飞轮，只要一定，总有速度波动量。2、答：（1）等效质量的等效条件：等效机构所具有的动能与原机械系统所具有的动能相等。（2）若不知道机构的真实运动也能够求得等效质量，因为其中，和仅余机构类型和尺寸相关，与原远东件的真实运动状况无关。3、答：（1）机器的运转通常分为三个阶段：起动、稳定运转和制动。起动阶段：，总有正功，机械的动能和速度越来越大，最后接近稳定运转阶段。稳定运转阶段：在一段时间内，驱动力所作功等于工作阻力矩所作的功，速度接近常数（速度在一定范围内上下波动），机械的动能接近常数。制动阶段：，工作阻力矩所作的功大于驱动力所作的功，机械的动能和速度由大减小，直到为零，机械停止运转。（2）等速稳定运转是指驱动力作的功等于工作阻力矩所作的功，速度为常数，机械的动能为常数。周期性变速稳定运转是指当作用在机械上的等效驱动力（力矩）和等效工作阻力（力矩）周期性变化时，机械的动能和速度是周期性变化的，在一段时间内，驱动力所作功等于工作阻力矩所作的功，速度接近常数（速度在一定范围内上下波动），机械的动能接近常数。4、答：（1）机器在启动阶段、稳定运转阶段和停车阶段的功能关系的表达式：起动阶段：，稳定运转阶段：，停车阶段：（2）原动件角速度的变化情况：起动阶段：由令逐渐上升，直至达到正常运转的平均角速度为止。稳定运转阶段：围绕其平均值作不大的上下波动。停车阶段：由令逐渐减小为零5、答：等效力的等效条件是将等效力（力矩）作用在等效构件上，其所作的功（功率）与机械系统在所有力作用下所作的功（功率）相等。6、答：（1）机器运转的周期性及非周期性速度波动的性质的区别：如果在等效力矩和等效转动惯量变化的公共周期内，驱动功等于阻抗功，则机械能增量为零，于是经过等效力矩和等效转动惯量变化的公共周期，机械的动能恢复到原来的值，因而等效构件的角速度也恢复到原来的值，这种等效构件的角速度在稳定运转过程中的速度将出现周期性波动。如果机械在运转过程中等效力矩的变化出现非周期性波动，则机械运转的速度将出现非周期性波动。（2）调节方法：周期性速度波动不会破坏机械的稳定运转状态，它可以采用安装飞轮来调节。非周期性速度波动将会破坏机械的稳定运装状态，可能会出现飞车或停车的现象，可采用调速器进行调节。三、综合题1、解：1）由功率等效原则可建立如下方程：即2）由动能等效原则可建立如下方程所以注：利用瞬心，可进一步求得：2、解：（1）（2）由及可得、，（3）3、解：（1）求作等效图（2）求由等效图可求得：，作能量指示图由能量指示图可以得到，（3）求、由，得到，4、解：机组阻抗功为机组驱动功：（因为为常数）则由在机组稳定运转阶段的一个周期内，驱动功与阻抗功相等即可以得到，，所以由题图所示，在的一个周期内，最大盈亏功为由题意，转速误差不超过，所以，因此飞轮的等效转动惯量为5、解：（1）最大盈亏功由题图，可建立如下方程解之得到所以其中，最大角速度对应角在a位置，最小角速度对应角在b位置。（2）安装飞轮进行调节。6、（略）7、解：（1）等效转动惯量和等效力矩根据得到根据得到（2）等效力矩的方向如图示（3）等效转动惯量或等效力矩是机构位置的函数。8、解：（1）飞轮转动惯量等效驱动力矩最大盈亏功飞轮转动惯量：（2）在不计摩擦损失时，驱动此机器的原动机的功率：由及可以得到所以第八章　平面连杆机构及其设计1、图a为导杆机构，或为曲柄摇杆机构。图b为曲柄滑块机构。2、解：根据题意作图极位夹角θ=180°EQ\F(k-1,k+1)=180°×EQ\F,+1)=20°在ΔADCEQ\S\do3(1)中,ACEQ\S\do3(1)=EQ\R(,ADEQ\S\up5(2)+DCEQ\S\up5(2)-2AD·DCcosφ)其中AD=100㎜,DCEQ\S\do3(1)=75㎜,φ=45°故得ACEQ\S\do3(1)=㎜又EQ\F(DCEQ\S\do3(1),Sin∠CEQ\S\do3(1)AD)=EQ\F(ACEQ\S\do3(1),Sinφ)求得∠CEQ\S\do3(1)AD=°故∠CEQ\S\do3(2)AD=∠CEQ\S\do3(1)AD-θ=°-20°=°在ΔADCEQ\S\do3(2)中，已知两边一角，三角形可解，求得ACEQ\S\do3(2)=BC+AB=㎜ACEQ\S\do3(1)=BC-AB=㎜解方程组得AB=㎜,BC=㎜4、解：a=240㎜，b=600㎜，c=400㎜，d=500㎜，a+ba时，啮合角将增大。9、由于斜齿轮的法面齿形与刀具刀口的形状想对应，那就应该找出一个与斜齿轮的法面齿形相当的直齿轮来，然后按照这个直齿轮的齿数来决定刀具的刀口。这个虚拟的直齿轮就称为斜齿轮的当量齿轮，也是与斜齿轮法面齿形相当的虚拟直齿轮，其齿数就称为当量齿数，，z是斜齿轮的齿数，zv是斜齿轮的当量齿数，是斜齿轮的螺旋升角。10、齿廓必须满足的条件是：无论两齿廓在何位置接触，过接触点所作的两齿廓公法线必须与两齿轮的连心线相交于一定点。11、可采用斜齿轮传动，也可采用变位齿轮传动。三、综合题1、2、被加工齿轮的模数：m=P/Л=5Л/Л=5mm被加工齿轮的压力角：α=刀具的齿侧角=200加工时范成运动的速度：被加工齿轮的分度圆半径：被加工齿轮轴心至刀具分度线的距离：被加工齿轮的基圆：rb3、4、d1=mz1=10×18=180mmd2=mz2=10×54=540mmda1=d1+2ha=180+20=200mmda2=d2+2ha=540+20=560mm5、解；因为标准安装得6、齿轮为正常齿制，故得得小齿轮的5个基本参数为:m=4mm,,,,分度圆直径:齿轮齿顶圆直径:7、设该对齿轮为标准安装的渐开线齿轮传动综上可见，该对齿轮传动就是标准安装的渐开线齿轮传动故，，=200，，8、由得整数，故该齿轮齿条传动不是标准齿轮齿条传动。取，则有2）齿条移动的速度为：3）因为齿条的节线始终与齿轮分度圆相切，齿轮齿条的啮合角始终等于齿条齿轮的齿形角，所以他们的啮合角是200。第十一章齿轮系及其设计一、综合题2、1)蜗杆1与蜗轮2组成定轴轮系，i12=Z2/Z1=1×1500/37=方向关系如图尖头所示。设为正2）其余部分组成以2‘和4为中心轮，3—3‘为行星轮，2为系杆的行星轮系。对整个行星轮系转动方向与方向一致。4、1)齿轮1与齿轮2组成定轴轮系，i12=Z2/Z1=60/15=4方向关系如图尖头所示。2）其余部分组成以3和5为中心轮，4—4‘为行星轮，2为系杆的行星轮系。设为正方向转动，对整个行星轮系加上“-”则有：，；，因为，故与方向相同∴与方向如图所示5、由定轴轮系iEQ\S\do3(12)=EQ\F(nEQ\S\do3(1),nEQ\S\do3(2))=--EQ\F(zEQ\S\do3(2),zEQ\S\do3(1))EQEQ得nEQ\S\do3(2)=-n×EQ\F(zEQ\S\do3(1),zEQ\S\do3(2))=-120×EQ\F(20,40)=-60r/min将轮1除去后的轮系为一周转轮系iEQ\A\al(2,34)=EQ\F(nEQ\S\do3(3)-nEQ\S\do3(2),nEQ\S\do3(4)-nEQ\S\do3(2))=-EQ\F(zEQ\S\do3(4),zEQ\S\do3(3))故有EQ\F(nEQ\S\do3(3)-(-60),0-(-60))=-EQ\F(60,15)得nEQ\S\do3(3)=-300r/min故轮3的转速大小nEQ\S\do3(3)=300r/min,转向与轮1相反。7、给整个轮系加上一公共的-WEQ\S\do3(H)，则转化为定轴轮系。iEQ\A\al(H,13)=EQ\F(wEQ\S\do3(1)-wEQ\S\do3(H),wEQ\S\do3(3)-wEQ\S\do3(H))=-EQ\F(ZEQ\S\do3(3),ZEQ\S\do3(1));因此EQ\F(wEQ\S\do3(1)-wEQ\S\do3(H),0-wEQ\S\do3(H))=-EQ\F(100,20),wEQ\S\do3(1)=6WEQ\S\do3(H)；IiEQ\A\al(H,14)=EQ\F(wEQ\S\do3(1)-wEQ\S\do3(H),wEQ\S\do3(4)-wEQ\S\do3(H))=(-)EQ\S\up8(m)EQ\F(zEQ\S\do3(2)zEQ\S\do3(4),zEQ\S\do3(1)zEQ\S\do3(2)),m=1为外啮合次数因此有EQ\F(6wEQ\S\do3(H)-wEQ\S\do3(H),wEQ\S\do3(4)-wEQ\S\do3(H))=-EQ\F(40×90,20×30),WEQ\S\do3(4)=EQ\F(1,6)WEQ\S\do3(H)因此iEQ\S\do3(14)=EQ\F(WEQ\S\do3(1),WEQ\S\do3(4))=EQ\F(6WEQ\S\do3(H),EQ\F(1,6)WEQ\S\do3(H))=368、齿轮1—2与齿轮1‘—4‘、组成定轴轮系，齿轮1—2—2‘—4—4‘、组成周转轮系将代入得；10、齿轮1—2—3—4、组成周转轮系与方向相同齿轮4—5与齿轮组成定轴轮系与方向相反。16、因同轴安装原因齿轮1—2—2‘—3、组成周转轮系