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机械原理(第七版) 孙桓主编 第7章

机械原理(第七版)  孙桓主编 第7章
机械原理(第七版)  孙桓主编 第7章

十、机械的稳定运转及其速度波动的调节

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,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,同时还可获得的效果。

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,即稳定运转和稳定运转,在前一种情况,机器主轴速度是,在后一种情况,机器主轴速度是。

4.机器中安装飞轮的目的是和。

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等于rad/s,最小角速度ωmin等于rad/s。

6.某机器主轴的最大角速度ωmax=200rad/s,最小角速度ωmin=190rad/s,则该机器的主轴平均角速度ωm等于rad/s,机器运转的速度不均匀系数δ等于。

7.机器等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是根据的原则进行转化的,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。

8.机器等效动力学模型中的等效力(矩)是根据的原则进行转化的,等效质量(转动惯量)是根据的原则进行转化的。

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,还与有关。

10.若机器处于起动(开车)阶段,则机器的功能关系应是,机器主轴转速的变化情况将是。

11.若机器处于停车阶段,则机器的功能关系应是,机器主轴转速的变化情况将是。

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,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,为了重新达到稳定运转,需要采用来调节。

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,因为。

15.机器运转时的速度波动有速度波动和速度波动两种,前者采用,后者采用进行调节。

16.若机器处于变速稳定运转时期,机器的功能特征应有

,它的运动特征是。

17.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,若机器中包含机构时,等效质量(转动惯量)是机构位置的函数。

18.设作用于机器从动件上的外力(矩)为常量,且当机器中仅包含机构时,等效到主动件上的等效动力学模型中的等效力(矩)亦是常量,若机器中包含机构时,等效力(矩)将是机构位置的函数。

19.图示为某机器的等效驱动力矩M d(φ)和等效阻力矩M r(φ)的线图,其等效转动惯量为常数,该机器在主轴位置角φ等于时,主轴角速度达到ωmax,在主轴位置角φ等于时,主轴角速度达到ωmin。

题19图题20图

20.图示为某机器的等效驱动力矩M d(φ)和等效阻力矩M r(φ)的线图,其等效转动惯量为常数,该机器在主轴位置角φ等于时,主轴角速度达到ωmax,在主轴位置角φ等于时,主轴角速度达到ωmin。

21.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,方向。

22.为了使机器稳定运转,机器中必须安装飞轮。---------------()

23.机器中安装飞轮后,可使机器运转时的速度波动完全消除。--------( )

24.为了减轻飞轮的重量,最好将飞轮安装在转速较高的轴上。--------()

25.机器稳定运转的含义是指原动件(机器主轴)作等速转动。--------()

26.机器作稳定运转,必须在每一瞬时驱动功率等于阻抗功率。-------()

27.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。---------------()

28.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。---------()

29.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。--------------------------( )

30.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。------------()

31.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。------------------()

32.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。---------------( )

33.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。---------------------------------()

34.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;

(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。

35.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。

36.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。

37.为了减轻飞轮的重量,飞轮最好安装在。

(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。

38.设机器的等效转动惯量为常数,其等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化如图示,可判断该机器的运转情况应是。

题38图题39图

(A)匀速稳定运转;(B)变速稳定运转;(C)加速过程;(D)减速过程。

39.图示传动系统中,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。

(A)12倍;(B)144倍;(C)1/12 (D)1/144。

40.图示传动系统中,已知z1=20,z2=60,z3=20,z4=80如以轮1为等效构件,则齿轮4的等效转动惯量将是它自身转动惯量的。

(A)12倍;(B)144倍;(C)1/12; (D)1/144。

题40图题41图

41.图示传动系统中,已知z1=20,z2=60,z3=20,z4=80如以轮4为等效构件,则作用于轮1上力矩M1的等效力矩等于M1。

(A)12;(B)144;(C)1/12;(D)1/144。

42.图示传动系统中,已知z1=20,z2=60,z3=20,z4=80如以轮1为等效构件,则作用于轮4上力矩M4的等效力矩等于M4。

(A)12;(B)144;(C)1/12; (D)1/144。

43.在最大盈亏ΔW max和机器运转速度不均匀系数δ不变前提下,将飞轮安装轴的转速提高一倍,则飞轮的转动惯量J F将等于J F。

(A)2;(B)4;(C)1/2;(D)1/4

注:J F为原飞轮的转动惯量

44.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J F将近似等于J F。

(D):1100?£

(A)10;(B)100;(C):110£?

注:J F为原飞轮转动惯量。

45.有三个机械系统,它们主轴的ωmax和ωmin分别是:

(A)1025rad/s,975rad/s (B)512.5rad/s,487.5rad/s (C)525rad/s,475rad/s

其中运转最不均匀的是,运转最均匀的是。

46.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。

(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。

47.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。

48.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?

49.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。

50.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?

51.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?

52.机器等效动力学模型中,等效质量的等效条件是什么?试写出求等效质量的一般表达式。不知道机构的真实的运动,能否求得其等效质量?为什么?

53.机器等效动力学模型中,等效力的等效条件是什么?试写出求等效力的一般表达式。不知道机器的真实运动,能否求出等效力?为什么?

54.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J S,构件1的角速度ω1。又设该机构上作用有常量外力(矩)M1,R3,F2试:

(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?

题54图题55图

55.图示车床主轴箱系统中,带轮半径R0=40mm,R1=120mm,各齿轮齿数为z1=z2’=20,z2=z3=40,各轮转动惯量为J1’=J2’=0.01kgm2,J2=J3=0.04kgm2,J0=0.02kgm2,J1=0.08kgm2,作用在主轴Ⅲ上的阻力矩M3=60Nm。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M r。

56.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φ=90?时的等效转动惯量和等效阻力矩。

题56图题57图题58图

57.在图示导杆机构中,已知l AB=100mm,φ1=90?,φ2=30?,导杆3对轴C的转动惯量J C=0.016kgm2,其它构件质量和转动惯量忽略不计;作用在导杆3上的阻力矩M3=10Nm,设取曲柄1为等效构件,求等效阻力矩和等效转动惯量。

58.如图所示机构中,已知生产阻力F3,构件3的重量为G3,构件3的移动导路至A点的距离为h,其余构件质量不计。试写出机构在图示位置(构件1与水平线夹角为φ1)时,转化到构件1上的等效阻力矩M r和等效转动惯量J的解析表达式。

59.在图示轮系中,已知各轮的齿数:z 1=39,z 2=78,z 2’=39,z 3=20;各轮质量m i ,各轮的质心位于其几何轴心处,构件4的质心在轴Ⅲ上,以及转动惯量J si (i=2,2’,3,4),要求:(1)确定传动比i ⅠⅡ;(2)列出以构件4为等效构件时,此轮系的等效转动惯量计算式。

题59图 题60图

60.一传动系统如图,1为电动机,2为联轴器,3为飞轮,4、5为齿轮,已知z 4=20,z 5=40,各构件转动惯量为J 1=0.05kgm 2,J 2=0.003kgm 2,J 3=0.1kgm 2,J 4=0.004kgm 2,J 5=0.01kgm 2,电动机转速n1=1500r/min 。当电动机断电后,要求系统在10秒钟内停车,试问:(1)加于轴Ⅱ上的制动力矩M r Ⅱ等于多少?(2)如制动力矩施加在轴Ⅰ上,其值应多少?

61.已知图示轮系各齿轮的齿数为:z 1=z 2’=20,z 2=z 3=40。各构件的转动惯量为:J 1=J 2=0.4kgm 2,J 3=0.8kgm 2,。鼓轮半径R=0.1m ,吊起重量Q=1600N 。如电动机的恒驱动力矩M 1=500Nm ,试求:(1)起动时轮1的角加速度α1;(2)达到角速度ω=8πrad/s 所需的时间t 。

题61图 题62图 题63图

62.图示齿轮机构中,z 1=20,z 2=40,J 1=0.01kgm 2,J 2=0.04kgm 2,作用在齿轮1上的驱动力矩M 1=10Nm ,齿轮2上的阻力矩等于零,设齿轮2的角加速度α2为常数。试求齿轮2从角速度ω2=0上升到ω2=100rad/s 时所需的时间t 。

63.如图示减速器中,已知:n 1=1000r/min ,各轴转动惯量为J Ⅰ=0.1kgm 2,J Ⅱ=0.2kgm 2,J

Ⅲ=0.25kgm 2,J Ⅳ=0.22kgm 2,停车时作用在Ⅳ轴上的制动力矩M r =60Nm ,求:几秒钟后机器

完全停止?

64.如图所示,AB 为一机器的主轴,在机器稳定运转时,一个运动循环对应的转角φd =2π,等效驱动力矩M d 以及转化转动惯量J 均为常数,等效阻力矩M r 的变化如图b 所示。试求:

(1) M d 的大小。

(2)当主轴由φ0=0转至φ1=7π/8时,M d 与M r 所作的盈亏功(剩余功)W=?

(3)若ω0=20rad/s ,J=0.01kgm 2,当主轴由φ0~φ1时主轴角速度ω1=?

(4)在一个运动循环中,主轴最大和最小角速度发生在哪些位置?(在图b中标出。)

1

题64图题65图

65.图示机构中,齿轮1、2的齿数z1=20,z2=40,l AB=0.1m,l BC=0.25m,φ=90?,滑块的质量m4=50kg,齿轮2绕轴线A的转动惯量J S2=1kgm2,忽略其他构件的质量和转动惯量。又知作用在轮1上的驱动力矩M1=50Nm,滑块上作用有力F5=500N。设机构在图示位置起动,求起动时轮1的角加速度α1。

66.在图示机构中,φ=45?,l AB=0.1m,杆AB对轴A的转动惯量J1=0.1kgm2,m3=20kg,忽略其他构件质量和转动惯量。F5=10N,M1=5Nm,方向如图示。设此机构在图示位置起动,求构件1的角加速度α1

1

题66图题67图

67.图示机构中,作用有驱动力F3=1000N,工作阻力矩M1=90Nm,曲柄AB长l AB=0.1m,它对轴A的转动惯量J1=0.05kgm2,位置角φ0=90?,滑块质量m3=10kg,忽略其他构件的质量,试求曲柄开始回转时的角加速度α1。

68.已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩M r如图所示,等效驱动力矩M d为常数,等效构件的最大及最小角速度分别为:ωmax=200rad/s,ωmin=180rad/s。试求:

(1)等效驱动力矩M d的大小;

(2)运转的速度不均匀系数δ;

(3)当要求δ在0.05范围内,并不计其余构件的转动惯量时,应装在等效构件上的飞轮的转动惯量J F。

题68图题69图

69.一机械系统,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M r 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1000rad/s。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J F=? 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)?

70.图示为某机械等效到主轴上的等效阻力矩M r在一个工作循环中的变化规律,设等效驱动力矩M d为常数,主轴平均转速n=3000r/min,等效转动惯量J=25kgm2。试求:

(1)等效驱动力矩M d;

(2)ωmax,ωmin的位置;

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)运转速度不均匀系数[δ]=0.1时,安装在主轴上的飞轮转动惯量J F。

题70图题71图

71.一机器作稳定运动,其中一个运动循环中的等效阻力矩M r与等效驱动力矩M d的变化线如图示。机器的等效转动惯量J=1kgm2,在运动循环开始时,等效构件的角速度ω=20rad/s,试求:

(1)等效驱动力矩M d;

(2)等效构件的最大、最小角速度ωmax,ωmin;并指出其出现的位置;确定运转速度不均匀系数;

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)若运转速度不均匀系数[δ]=0.1,则应在等效构件上加多大转动惯量的飞轮?

72.图示为机器在稳定运动阶段一个循环(对应于主轴一转)的等效阻力矩M r曲线,等效驱动力矩M d=常数,等效转动惯量J=0.1kgm2,主轴ωm=40rad/s。试求:

(1)未加飞轮时的速度不均匀系数δ

(2)在主轴上安装转动惯量为J F=1.57kgm2的飞轮后的速度不均匀系数δ

题72图题73图

73.图示为作用在机器主轴上一个工作循环内驱动力矩M d的变化规律。设阻力矩M r为常数,平均转速n m=1000r/min,试求:

(1)阻力矩M r;

(2)最大盈亏功ΔW max;

(3)若速度不均匀系数为0.05,应装在主轴上飞轮的转动惯量J F。

74.在图示机构中,当曲柄推动分度圆半径为r的齿轮3 沿固定齿条5滚动时,带动活动齿条4平动,设构件长度及质心位置S i,质量mi及绕质心的转动惯量J si(I=1,2,3,4)均已知,作用在构件1上的力矩M1和作用在齿条4上的力F4亦已。忽略构件的重力。求:

(1)以构件1为等效构件时的等效力矩;

(2)以构件4为等效构件时的等效质量。

题74图题75图

75.图示为齿轮一凸轮机构,已知齿轮1、2的齿数z1,z2和它们对其转轴O1,O2的转动惯量分别为J1,J2,凸轮为一偏心矩为e的圆盘,与齿轮2相连,凸轮对其质心S3的转动惯量是J3,其质量为m3,从动杆4的质量为m4,作用在齿轮1上的驱动力矩M1=M(ω1),作用在从动杆上的压力为Q。若以轴O2上的构件(即齿轮2和凸轮)为等效构件,试求在此位置时:

(1)等效转动惯量;

(2)等效力矩。

76.已知插床机构的机构简图,生产阻力Q=1000N,求将它等效到构件1上的等效阻力

F r为多少?其指向如何?(F r作用在垂直于AB的nn线上)

题76图题77图

77.在图示机构中,齿轮2和曲柄O2A固连在一起。已知l AO2=l O1O2=300mm,φ2=30 ,z1=40,z2=80,J O1=0.01kgm2,J O2=0.15kgm2,m4=10kg,阻力F4=200N,试求:

(1)阻力F4换算到O1轴上的等效力矩M r的大小与方向;

(2)m4,J O1,J O2换算到O1轴上的等效转动惯量J。

78.在图a所示机构中,已知l AB=l BC,l CD=2l BC;各杆的质量分别为m1,m2,m3,质心分别在S1,S2,S3,l BS2=l BC/2,l CS3=l CD/2,各杆绕质心的转动惯量分别为J1,J2,J3,构件1为主动件,ω1=常数。在构件3上作用有阻力矩M3。机构的速度多边形如图b所示。若以构件1为等效构件,试求:

(1)等效转动惯量J;

(2)等效阻力矩M r(不考虑重力)。

题78图题79图

79.如图示提升机中,已知各轮的传动比i1H=1.2,i12=0.75,l H=0.04m,i45=2,绳轮5’的半径R=200mm,重物A的重量G=50N,齿轮1、2和2’,4,5,5’对轮心的转动惯量分别为J1=0.2kgm2,J2=0.1kgm2,J4=0.1kgm2,J5=0.3kgm2,行星轮2和2’的质量m2=2kg,其余各构件的转动惯量和质量不计。试确定以构件1为等效构件时,

(1)等效阻力矩M r;

(2)等效转动惯量J。

80.图示行星轮系中,各轮质心均在其中心轴线上,已知J1=0.01kgm2,J2=0.04kgm2,J2’=0.01kgm2,,系杆对转动轴线的转动惯量J H=0.18kgm2,行星轮质量m2=2kg,m2’=4kg,l H=0.3m,i1H=-3,i12=-1。在系杆H上作用有驱动力矩M H=60Nm。作用在轮1上的阻力矩M1=10Nm。试求:

(1)等效到轮1上的等效转动惯量;

(2)等效到轮1上的等效力矩。

H

H

题80图题81图

81.图示一行星轮系起吊装置。给定各轮的传动比为i14=4,i12=-2,i15=80,l H=0.04m,各轮质心均在相对转动轴线上,J1=J2=0.001kgm2,J4=0.016kgm2,J5=1.6kgm2,m3=3kg,W=100N,R=0.1m试求:

(1)以轮1为等效构件时的等效转动惯量;

(2)使重物等速上升,在轮1上应施加多大的力矩M d?(计算中不计摩擦)

(3)所加力矩的方向如何?

82.在图示机构位置时,已知各构件长度,及机构的速度多边形如图b。m1=4kg,质心在A点,J S1=0.02kgm2,m2=5kg,质心S2在构件2上的C2点,转动惯量J S2=0.05kgm2,m3=1kg,,质心S3点在C点,J S3=0.01kgm2,m5=1.4kg,,质心S5在E点,J S5=0.21kgm2。忽略滑块4的质量。试求转化到构件1上B点的等效质量。

题82图题83图

83.在图示机构中,构件3的质量为m3,曲柄AB长为r,滑块3的速度v3=ω1rsinθ,ω1为曲柄的角速度。当θ=0?~180?时,阻力F=常数;当θ=180?~360?时,阻力F=0。驱动力矩M为常数。曲柄AB绕A轴的转动惯量J A1,不计构件2的质量及各运动副中的摩擦。设在θ=0?时,曲柄的角速度为ω0。求:

(1)取曲柄为等效构件时的等效驱动力矩M d和等效阻力矩M r;

(2)等效转动惯量J;

(3)在稳定运转阶段,作用在曲柄上的驱动力矩M d

(4)写出机构的运动方程式。

84.图示为一工作台的传动系统,已知z1=20,z2=60,z2’=20,z3=80,m=3mm,α=20?。各轮均为标准齿轮,各轮对转动轴的转动惯量分别为J1=0.1kgm2,J2=0.04kgm2,J2’=0.02kgm2,J3=0.05kgm2。工作台4(包括工件)的重量W4=500N。设加于轮1上的驱动力矩为常数,工作台4与导轨的摩擦系数f=0.1,其它运动副中的摩擦不考虑,要求系统在启动后的5秒末,工作台的速度由零达到v4=1m/s,求加于轮1的驱动力矩M d1。

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题84图题85图

85.在图示曲柄滑块机构中,已知构件2和3的质量分别为m2=10kg,m3=30kg;曲柄1和构件2的转动惯量分别为J A1=0.5kgm2,J S2=1kgm2;机构的有关尺寸为:l AB=0.2m,l BC=0.6m,l BS2=0.2m。当φ=0?时,曲柄角速度ω0=10rad/s。转化到曲柄上的等效驱动力矩M d=50Nm 为常数,等效阻力矩M r=20Nm亦为常数。试求φ=90?时曲柄的角速度。

86.在图示轮系中,各传动比为i1H=5,i12=-85/63,l H=0.31m。行星轮2的数目k=2,对称安放。每个行星轮的质量为10kg,轮1、2、2'及系杆H对各自的轴线的转动惯量分别

为:J1=0.005kgm2,J2=J2’=0.01kgm2,J H=0.02kgm2。当系杆在ωH0=100rad/s时停止驱动,用制动器T制动。要求系杆在转一周内停下来,问应加的制动力矩MT至少为多大?

题86图题87图

87.图示行星轮系中,给定各对齿轮的传动比为:i1H=-3,i2H=3,l H=0.3m,各构件的质心均在其各自回转轴线上,且J1=0.01kgm2,两行星轮绕其回转轴线的总转动惯量J2=0.05kgm2,J H=0.28kgm2,两行星轮的总重量为G2=20N,重力加速度g取为10m/s2。作用在系杆H上的驱动力矩M d=60Nm,作用在轮1上的阻力矩M1=10Nm。试求起动0.5秒后系杆的角速度ω。

88.图示行星轮系中,三个双联行星轮均匀分布。各对齿轮的传动比为:i1H=9,i12=-3,l H=0.3m,J1=0.196kgm2,每个双联行星轮对其轴线的转动惯量J2=0.588kgm2,J H=0.785kgm2,每个双联齿轮的重量G2=196N,ω0=78rad.s。在轮1上作用有不变的驱动力矩M1=98.1Nm,在系杆上作用有不变的阻力矩M H=941Nm,当取齿轮1为等效构件时,求:(1)等效转动惯量J

(2)等效力矩M

(3)齿轮1的角加速度α1

(4)要经过多少时间,齿轮1才从ω0变为静止不动。

题88图题89图

89.图示机构中,已知z1=20,z2=30,l BC=100mm,齿轮1、2对各自中心的转动惯量分别为J S1=0.01kgm2,J S2=0.02kgm2,m4=2kg,忽略滑块3的质量。齿轮1、2的角速度为ω1,ω2。杆4的速度为v4=ω2l BC sinφ2。在杆4上作用有阻力F4=100N,轮1上作用有驱动力矩M1=10Nm,F4均为常数。在φ2=30 时,且以齿轮1为等效构件,求:

(1)等效转动惯量J和等效阻力矩Mr;

(2)齿轮1的角加速度α1

(3)根据M1,F4为常量,是否能判断齿轮1的运动为等加速或等减速运动规律?为什么?

90.在图示机构中,已知齿轮1、2的齿数z1=20,z2=40,其转动惯量分别为J1=0.001kgm2,J2=0.002kgm2,导杆4对轴C的转动惯量J4=0.004kgm2。其余构件质量不计。在轮1上作用有驱动力矩M1=5Nm,在杆4上作用有阻力矩M d=25Nm,l AB=0.1m,其余尺寸见图。试求在图示位置起动时,与轮2固联的杆AB的角加速度α2。

题90图题91图

91.如图所示,已知等效到主轴上的等效驱动力矩M d=75Nm为常数,,等效阻力矩M r 按直线递减变化;在主轴上的等效转动惯量J=2kgm2为常数,。稳定运动循环开始时主轴的转角和角速度分别为φ0=0?,ω0=100rad/s。试求主轴转到φ=90?时主轴的角速度ω和角加速度α。此时主轴是加速还是减速运动?为什么?

92.一重量G1=450N的飞轮支承在轴径直径d=80mm的轴承上,在轴承中摩擦阻力矩作用下,飞轮转速在14秒内从200r/min均匀地下降到150r/min。若在飞轮轴上再装上重量G2=350N的鼓轮,其对转动轴线的转动惯量J2=2.6kgm2,此时在轴承摩阻力矩作用下,飞轮连同鼓轮的转速在20秒内从200r/min均匀下降到150r/min,设轴承摩擦系数为常数,试求:

(1)飞轮的转动惯量;

(2)轴承的摩擦系数。

93.在图示的剪床机构中,作用在主轴O2上的等效阻力矩Mr的变化规律如图所示,其大小为M r’=20Nm,M r”=1600Nm,轴O1上施加的驱动力矩M1为常量。主轴O2的平均转速为n2=60r/min;要求的速度不均匀系数δ=0.04,大齿轮与曲柄固联,对O2的转动惯量J2=29.2kgm2,大齿轮齿数z2=88,小齿轮齿数z1=22。忽略小齿轮及连杆、滑块的质量和转动惯量。试求:

(1)在稳定运动时驱动力矩M1的大小;

(2)在轴O1上应加的飞轮转动惯量J F1;

(3)如将飞轮装在O2轴上,所需的飞轮转动惯量是增加还是减少?为什么?

题93图题94图

94.一机组作稳定运动,原动件的运动周期为2π。若取原动件为等效构件,则等效阻力矩M r如图所示,等效驱动力矩M d为常数。等效构件的平均转速为1000r/min,若忽略各构件的等效转动惯量,只计装在原动件上的飞轮转动惯量,求:

(1)等效驱动力矩M d的大小;

(2)若速度不均匀系数δ=0.05,则等效构件的最大角速度ωmax和最小角速度ωmin为多少?它们相应的位置φ各为何值?

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)飞轮转动惯量J F。

95.单缸四冲程发动机近似的等效输出转矩M d如图示。主轴为等效构件,其平均转速n m=1000r/min,等效阻力矩M r为常数。飞轮安装在主轴上,除飞轮以外构件的质量不计。试求:

(1)等效阻力矩M r的大小和发动机的平均功率;

(2)稳定运转时ωmax,ωmin的位置;

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)欲使运转速度不均匀系数δ=0.05,在主轴上安装的飞轮的转动惯量JF;

(5)欲使飞轮的转动惯量减小1/2,仍保持原有的δ值,应采取什么措施?

题95图题96图

96.已知机器在一个运动循环中主轴上等效阻力矩M r的变化规律如图示。设等效驱动力矩M d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M d;

(2)主轴角速度的ωmax,ωmin及其出现的位置(以φ角表示);

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)应装在主轴上的飞轮转动惯量J F。

97.某机械系统以其主轴为等效构件。已知主轴稳定运转一个周期的等效阻力矩变化规律如图所示。等效转动惯量J=0.5kgm2,平均角速度ωm=40rad/s,等效驱动力矩为常数。试求:

(1)等效驱动力矩M d;

(2)最大盈亏功ΔW max;

(3)ωmax,ωmin的位置和大小;

(4)运转速度不均匀系数δ。

题97图题98图

98.一机械系统在稳定运转的一个周期内,等效阻力矩M r的变化规律如图示,等效驱动力矩M d为常数,等效转动惯量J=0.1kgm2,等效构件的平均转速n m=900 r/min,试求:(1)等效构件上的驱动力矩M d;

(2)ωmax,ωmin的位置;

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)运转速度不均匀系数δ;

(5)若要求δ=0.01,在等效构件上安装飞轮的转动惯量J F应为多少?

99.某机械在稳定运转的一个运动循环中,等效构件上等效阻力矩M r(φ)线图如图示。等效驱动力矩M d为常数,等效转动惯量J=1.5kgm2,平均角速度ωm=25rad/s,要求运转速度不均匀系数δ<0.05。试求:

(1)等效驱动力矩Md;

(2)ωmax,ωmin的位置;

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)应安装飞轮的转动惯量J F。

题99图题100图

100.在机器稳定运动的周期中,转化到主轴上的等效驱动力矩M d(φ)的变化规律如图示。设等效阻力矩为常数,各构件等效到主轴的等效转动惯量J=0.5kgm2。要求机器的运转速度不均匀系数δ≤0.05,主轴的平均转速n m=1000r/min,试求:

(1)等效阻力矩M r;

(2)最大盈亏功ΔW max;

(3)安装在主轴上的飞轮转动惯量J F。

101.某机械在稳定运转的一个运动周期中,等效构件上的等效阻力矩M r(φ)线图如图示。等效驱动力矩M d为常数,等效转动惯量J=0.014kgm2,等效构件平均角速度ωm=25rad/s,运转速度不均匀系数δ=0.04。试求:

(1)等效驱动力矩M d;

(2)ωmax,ωmin位置;

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)安装在主轴(等效构件)上的飞轮转动惯量J F。

题101图题102图102.一稳定运转的机械系统,以主轴为等效构件时,其等效阻力矩M r的变化规律如图示。设等效驱动力矩为常数,运动周期φD=2π。系统的等效转动惯量,不包括飞轮的为常数,J=1kgm2。主轴平均转速n m=1500r/min,运转速度不均匀系数δ=0.01。试求:(1)等效驱动力矩M d;

(2)主轴最大和最小角速度的位置;

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)安装在主轴上的飞轮转动惯量J F。

103.已知一机组的主轴平均转速n m=1500r/min,作用在其上的等效阻力矩如图所示。设等效驱动力矩M d为常数,主轴为等效构件。除装在主轴上的飞轮转动惯量J F外,忽略其余构件的等效转动惯量。机组的运转速度不均匀系数δ=0.05。试求:

(1)等效驱动力矩M d;

(2)最大盈亏功ΔW max;

(3)主轴的最大角速度ωmax和最小角速度ωmin等于多少?发生在何处(即相应的主轴转角为何值)?

(4)安装在主轴上的飞轮转动惯量J F。

题103图题104图

104.已知某机器主轴转动一周为一个稳定运动循环。取主轴为等效构件,其等效阻力矩M r如图所示,等效驱动力矩为常数,机器的等效转动惯量J为常数。试求:(1)等效驱动力矩M d;

(2)主轴最大角速度ωmax和最小角速度ωmin对应的主轴转角位置φ;

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)为减小速度波动,可采取什么措施?

105.某机器一个运动循环对应于等效构件转一周。已知等效阻力矩M r的变化曲线如图示,等效驱动力矩M d为常数,等效构件的平均转速为100r/min,其运转速度不均匀系数不超过0.02。忽略除飞轮以外的构件质量和转动惯量。试求:

(1)等效驱动力矩Md;

(2)等效构件最大角速度ωmax和最小角速度ωmin的位置;

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)装在等效构件上的飞轮转动惯量J F。

题105图题106图题107图106.已知某机器的运动周期为4π,等效阻力矩的变化规律如图所示。若等效驱动力矩M d为常数,平均角速度ωm=30rad/s,等效转动惯量J=3kgm2。试求:

(1)等效驱动力矩M d;

(2)最大盈亏功ΔW max;

(3)最大和最小角速度ωmax,ωmin的位置;

(4)运转速度不均匀系数δ。

107.已知机器一个运动循环内的等效阻力矩Mr的变化曲线如图示,其等效驱动力矩为恒定值,平均角速度ωm=20rad/s,要求运转速度不均匀系数δ=0.05。若忽略除飞轮以外的等效转动惯量,试问:

(1)等效驱动力矩M d=?

(2)等效构件的ωmax,ωmin发生在什么位置?

(3)最大盈亏功ΔW max=?

(4)安装在等效构件上的飞轮转动惯量J F的大小。

108.已知主轴的平均角速度ωm=20rad/s,以主轴为等效构件的等效驱动力矩M d和等效阻力矩M r的变化曲线如图。等效转动惯量J=0.3kgm2。求在稳定运转时,主轴的ωmax,ω等于多少?其相应的主轴位置φ为何值?

min

题108图题109图109.某机械在稳定运转时的一个运动循环中,等效阻力矩M r的变化规律如图所示,设等效驱动力矩M d为常数,等效转动惯量J=3kgm2,主轴平均角速度ωm=30rad/s。试求:(1)等效驱动力矩M d;

(2)最大盈亏功ΔW max;

(3)要求运转速度不均匀系数δ=0.05,则安装在等效构件上的飞轮转动惯量J F应为多少?

(4)ωmax,ωmin的位置。

110.图示为等效力矩在稳定运动的一个周期中的变化规律,运动周期为2π。设等效驱动力矩Md为常数,等效构件(主轴)的平均转速n m=300r/min,许用速度不均匀系数δ=0.05。若机器中除飞轮以外的构件的等效转动惯量均略去不计,试求:

(1)等效驱动力矩M d;

(2)n max,n min出现的位置;

(3)安装在主轴上的飞轮转动惯量J F。

题110图题111图111.已知机组在稳定运转时期主轴上的等效阻力矩变化曲线M r(φ)如图所示,等效驱动力矩为常数,主轴的平均角速度ωm=10rad/s。为减小主轴的速度波动,现加装一个飞轮,其转动惯量J F=9.8kgm2,不计主轴及其它构件的质量和转动惯量。试求:

(1)等效驱动力矩M d;

(2)运转速度不均匀系数δ;

(3)主轴的ωmax,ωmin,它们发生在何处(即相应的φ值)。

112.某机械在稳定运转阶段内的一个运动循环中,其主轴上的等效阻力矩M r(φ)如图所示,等效驱动力矩M d为常值,等效转动惯量J=1.5kgm2,平均角速度ωm=30rad/s,试求:(1)等效驱动力矩M d;

(2)ωmax,ωmin的位置;

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)运转速度不均匀系数δ。

题112图题113图

113.某机械在稳定运动的一个周期中,作用在等效构件上的等效阻力矩M r的变化规律如图示,等效驱动力矩M d为常数,平均角速度ωm=20rad/s,要求运转速度不均匀系数δ=0.05,忽略除飞轮以外构件的等效转动惯量。试求:

(1)等效驱动力矩M d;(2)最大盈亏功ΔW max;

(3)应在等效构件上安装的飞轮转动惯量J F。

114.一多缸发动机驱动某工作机时,其等效驱动力矩M d和等效阻力矩Mr与等效构件的转角φ的关系如图示。图中画出稳定运转时期一个运动周期的变化。两曲线之间的各块面积标注在图中,单位为mm2。图的横坐标比例尺μφ=πrad/30/mm,纵坐标比例尺为μ=2Nm/mm。等效转动惯量为常数。试求:

M

(1)等效构件的最大、最小角速度ωmax,ωmin所对应的转角,说明并标注在图上。

(2)最大盈亏功ΔW max。

π

题114图题115图

115.图示为一机器的等效驱动力矩M d和等效阻力矩M r的线图,图中阴影面积表示盈亏功,其大小用所标明的数字表示,单位为J,设等效转动惯量为常数,试确定:(1)ωmax,ωmin的位置;(2)最大盈亏功ΔW max;

116.某机器在稳定运转的一个周期中的等效驱动力矩M d和等效阻力矩M r如图所示。由M d和M r所围成的各块面积所代表的功分别为F1=1500J,F2=1000J,F3=400J,F4=1000J,F5=100J,设等效转动惯量为常数,试确定:

(1)最大及最小角速度ωmax,ωmin对应的等效构件的转角φ在什么位置?

(2)机器的最大盈亏功是多少?

题116图题117图117.某机器在稳定运动阶段的一个运动周期中,等效驱动力矩M d(φ)(实线)和等效阻力矩M r(φ)(虚线)曲线如图示。两曲线所围成的各块面积上标出的数字表示相应的盈亏功的绝对值,设等效转动惯量J为常数,试求:

(1)等效构件的最大、最小角速度ωmax,ωmin分别位于何处(相应的转角位置)?

(2)最大盈亏功ΔW max。

118.一机组在稳定运转的一个周期中,等效驱动力矩M d和等效阻力矩M r的变化曲线如图示,等效阻力矩为常数。两曲线间围成的各块面积如下:F1=340,F2=810,F3=600,F4=910,F5=555,F6=470,F7=695,面积单位为mm2,图中横坐标比例尺μφ=1rad/s/mm,纵坐标比例尺μM=1Nm/mm,等效转动惯量为常量。试求:

(1)等效构件最大、最小角速度ωmax,ωmin的位置;(2)最大盈亏功ΔW max。

题118图题119图

119.已知机器在稳定运转一周期内等效驱动力矩M d(φ)和等效阻力矩M r(为常值)如图示。两曲线间所包容的面积表示盈亏功的大小,自左至右分别为2000,3000,2000,3000,2000,单位为J,等效转动惯量为常量。试求:

(1)等效构件最大、最小角速度ωmax,ωmin的位置;(3)最大盈亏功ΔW max。

120.在图示的传动机构中,轮1为主动件,其上作用有驱动力矩M1=常数,轮2上作用有阻力矩M2,它随轮2转角φ2的变化关系示于图b中。轮1的平均角速度ωm=50rad/s,两轮的齿数为z1=20,z2=40。试求:

(1)以轮1为等效构件时,等效阻力矩M r;

(2)在稳定运转阶段(运动周期为轮2转360 ),驱动力矩M1的大小;

(3)最大盈亏功ΔW max;

(4)为减小轮1的速度波动,在轮1轴上安装飞轮,若要求速度不均匀系数δ=0.05,而不计轮1、2的转动惯量时,所加飞轮的转动惯量J F至少应为多少?

微机原理习题解答第四章-

第四章 1.在下列程序运行后,给相应的寄存器及存储单元填入运行的结果: MOV AL,10H MOV CX,1000H MOV BX,2000H MOV [CX],AL XCHG CX,BX MOV DH,[BX] MOV DL,01H XCHG CX,BX MOV [BX],DL HLT 解:寄存器及存储单元的内容如下: AL=10H BL=00H BH=20H CL=00H CH=10H DL=01H

DH=10H (1000H=10H (2000H=01H 2.要求同题4.1,程序如下: MOV AL,50H MOV BP,1000H MOV BX,2000H MOV [BP],AL MOV DH,20H MOV [BX],DH MOV DL,01H MOV DL,[BX] MOV CX,3000H HLT 解:寄存器及存储单元的内容如下: BL=00H BH=20H CL=00H CH=30H

DL=20H DH=20H BP=1000H (1000H=50H (2000H=20H 3.自1000H单元开始有一个100个数的数据块,若要把它传送到自2000H开始的存储区中去,可以采用以下三种方法实现,试分别编写程序以实现数据块的传送。 (1不用数据块传送指令。 (2用单个传送的数据块传送指令。 (3用数据块成组传送指令。 解:(1LEA SI,1000H LEA DI,2000H MOV CX,100 L1: MOV AX,[SI] MOV [DI],AX LOOP L1 HLT (2LEA SI,1000H LEA DI,2000H

(新)机械原理浙工大习题卡第4章答案

§4 机构力分析 填空题: 1. 作用在机械上的力分为 驱动力 和 阻抗力 两大类。 2.对机构进行力分析的目的是: (1) 确定运动副中的反力 ; (2) 确定机械上的平衡力或平衡力矩 。 3. 质量代换中,动代换是指满足质量不变、质心位置不变以及对质心轴的转动惯量不变;而静代换则是指只满足 构件的质量不变和质心位置不变 。 4. 在滑动摩擦系数相同条件下,槽面摩擦比平面摩擦大,其原因是槽面摩擦的当量摩擦系数为θ sin f f =?,明显大于f ,因此,机械中三角带传动比平型带传动用得更为广泛,而联接用的螺纹更多地采用三角形为螺纹牙型。 5. 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 大于摩擦角 ,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 等于摩擦角 ,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 6. 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 ,当发生匀速运动时,说明外力的作用线 与摩擦圆相切 ,当发生减速运动时,说明外力的作用线 与摩擦圆相割 。 选择题: 1. 在车床刀架驱动机构中,丝杠的转动使与刀架固联的螺母作移动,则丝杠与 螺母之间的摩擦力矩属于 。 A)驱动力; B)生产阻力; C)有害阻力; D)惯性力。 2. 风力发电机中的叶轮受到流动空气的作用力,此力在机械中属于 。 A)驱动力; B)生产阻力; C)有害阻力; D)惯性力。 3. 在空气压缩机工作过程中,气缸中往复运动的活塞受到压缩空气的压力,此 压力属于 。 A)驱动力; B)生产阻力; C)有害阻力; D)惯性力。 4. 在外圆磨床中,砂轮磨削工件时它们之间的磨削力是属于 。

机械原理第七版

机械原理第七版 不同的机器往往由有限的几种常用机构组成,如内燃机、压缩机和冲床等的主体机构都是曲柄滑块机构。这些机构的运动不同于一般力学上的运动,它只与其几何约束有关,而与其受力、构件质量和时间无关。1875年,德国的F.勒洛把上述共性问题从一般力学中独立出来,编著了《理论运动学》一书,创立了机构学的基础。书中提出的许多概念、观点和研究方法至今仍在沿用。1841年,英国的R.威利斯发表《机构学原理》。19世纪中叶以来,机械动力学也逐步形成。进入20世纪,出现了把机构学和机械动力学合在一起研究的机械原理。1934年,中国的刘仙洲所著《机械原理》一书出版。1969年,在波兰成立了国际机构和机器原理协会,简称IFTOMM。 机构学的研究对象是机器中的各种常用机构,如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、螺旋机构和间歇运动机构(如棘轮机构、槽轮机构等)以及组合机构等。它的研究内容是机构结构的组成原理和运动确定性,以及机构的运动分析和综合。机构学在研究机构的运动时仅从几何的观点出发,而不考虑力对运动的影响。 机械动力学的研究对象是机器或机器的组合。研究内容是确定机器在已知力作用下的真实运动规律及其调节、摩擦力和机械效率、惯性力的平衡等问题。

按机械原理的传统研究方式,一般不考虑构件接触面间的间隙、构件的弹性或温差变形以及制造和装配等所引起的误差。这对低速运转的机械一般是可行的。但随着机械向高速、高精度方向发展,还必须研究由上述因素引起的运动变化。因而从40年代开始,又提出了机构精确度问题。由于航天技术以及机械手和工业机器人的飞速发展,机构精确度问题已越来越引起人们的重视,并已成为机械原理的不可缺少的一个组成部分。

机械原理习题附答案

第二章 一、单项选择题: 1.两构件组成运动副的必备条件是。 A.直接接触且具有相对运动;B.直接接触但无相对运动; C.不接触但有相对运动;D.不接触也无相对运动。 2.当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时,该机构将确定的运动。 A.有;B.没有;C.不一定 3.在机构中,某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为。 A.虚约束;B.局部自由度;C.复合铰链 4.用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有个自由度。 A.3;B.4;C.5;D.6 5.杆组是自由度等于的运动链。 A.0;B.1;C.原动件数 6.平面运动副所提供的约束为 A.1;B.2;C.3;D.1或2 7.某机构为Ⅲ级机构,那么该机构应满足的必要充分条件是。 A.含有一个原动件组;B.至少含有一个基本杆组; C.至少含有一个Ⅱ级杆组;D.至少含有一个Ⅲ级杆组。 8.机构中只有一个。 A.闭式运动链;B.原动件;C.从动件;D.机架。 9.要使机构具有确定的相对运动,其条件是。 A.机构的自由度等于1;B.机构的自由度数比原动件数多1; C.机构的自由度数等于原动件数 二、填空题: 1.平面运动副的最大约束数为_____,最小约束数为______。 2.平面机构中若引入一个高副将带入_______个约束,而引入一个低副将带入_____个约束。 3.两个做平面平行运动的构件之间为_______接触的运动副称为低副,它有_______个约束;而为_______接触的运动副为高副,它有_______个约束。 4.在平面机构中,具有两个约束的运动副是_______副或_______副;具有一个约束的运动副是_______副。 5.组成机构的要素是________和________;构件是机构中的_____单元体。 6.在平面机构中,一个运动副引入的约束数的变化范围是_______。 7.机构具有确定运动的条件是____________________________________________。 8.零件与构件的区别在于构件是的单元体,而零件是的单元体。 9.由M个构件组成的复合铰链应包括个转动副。 10.机构中的运动副是指。 三、判断题: 1.机构的自由度一定是大于或等于1。 2.虚约束是指机构中某些对机构的运动无约束作用的约束。在大多数情况下虚约束用来改善机构的受力状况。 3.局部自由度是指在有些机构中某些构件所产生的、不影响机构其他构件运动的局部运动的自由度。4.只有自由度为1的机构才具有确定的运动。 5.任何机构都是自由度为零的基本杆组依次连接到原动件和机架上面构成的。 6.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数。

机械原理第4章习题答案

讨论题与习题 习题 4-1试求出题图4-1 所示的各机构的全部瞬心。 解: 4-2在题图4-2所示的凸轮机构中,若已知凸轮2以等角速度顺时针转动,试求从动件上点B的速度。假设构件3在2上作纯滚动,求点B'的速度。 4-3在题图4-3所示的机构中,已知曲柄1顺时针方向匀速转动,角速度1=100rad/s,试求在图示位置导杆3的角速度3的大小和方向。 解: 由 V p ◎12 3 l qP i3 V B3 l qB 可得:V B 1 l O2P13 l O1P13 l qB 2吩12 V B' 2 l p24B 可得:V B I P24B占 l P P

解: 因已知曲柄2的运动,而所求构件4的运动,所以要求取构件2和4的瞬心P24。根据瞬心的性 4-4所示的机构中,已 知:图示机构的尺寸, 1 )在图上标出机构 的全部瞬心; 原动件1以匀角速度i沿逆时针 (2 )用瞬心法确定点M的速度VM,需质,得P24 2 P24P12 4 P24P14 所以4 P24 R2 2 P24 R4 方向顺时针运 动。 解: 题图4-4 P4 P24 4-4在题图 方向转动。试确定:写出表达 式,并标出速度的方向。 题图4-3

P4M 1"P4P2 l B4P2 G M 4-5在题图4-5所示的机构中,已知: 方向转动。试确定:(1 )在图上标出机构的全部瞬心; 的角速度3,需写出表达式,并标出速度的方向。 图示机构的尺寸,原动件1以匀角速度1沿顺时针 2 )用瞬心法确定在此位置时构件 3 解:相应的瞬心和求解过程可以参考4—4,只需要利用V P13列出等式即可求解。 4-8在题图4-8所示是铰链四杆机构中,各杆件长度分别为 l AD=72mm 若取 min。 AD为机架,作图求该机构的极位夹角e,杆 l AB=28mm l Bc=70mm l cD=50mm CD的最大摆角和最小传动角 解: (1 )取比例尺 示。由图上量得 (2)由于I AB 题图4-8 i,画出机构的极限位置及传动角的极值位置图, 分别如图( 玄)和(b)所 13 71。 l AD l BC l CD,故存在曲柄。 又由于AB为最短杆,故机构演化为双曲柄机构, ( 另外,本题也可以利用三角形的边角关系求解具体数值。 C, D都是摆转 副。>但在计算 min的时候,要注意: . o min min min ,180 max max max max ,180 4-9已知一偏置曲柄滑块机构,如题图4-9所示。其中,曲柄长度偏距 e=10mm (1)画出滑块的两个极限位置;(2)标出极位夹角程速比系数 K; (4)标出并计算最小传动角min 。 min l AB=15mm 连杆l Bc=50mm 及行程H; (3)计算行

机械原理(第七版)试题及概念总结

机械原理(第七版)重要概念总结(附)及复习试题 (认真看完,考试必过) 卷一 一、填空题(每小题2分,共20分) 1、 平面运动副的最大约束数为 2 个 ,最小 约束数为 1 个。 2、 当两构件组成转动副时,其相对速度瞬心在 转动副中心 处。 3、 对心曲柄滑块机构,若以连杆为机架,则该机构演 化为 曲柄摇块机构 。 4、 传动角越大,则机构传力性能越 好 。 5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中,二次多项式运动 规律具有 柔性 冲击。 6、 蜗杆机构的标准参数从 中间平面 中取。 7、 常见间歇运动机构有: 棘轮机构 、 槽轮 机构 等。 8、 为了减小飞轮的重量和尺寸,应将飞轮装在 高 速 轴上。 9、 实现往复移动的机构有: 曲柄滑块机 构 、 凸轮机构 等。 10、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为: 212121n n n n m m ααββ==-=,, 。 二、简答题(每小题5分,共25分) 1、何谓三心定理? 答:三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一 直线上 。 2、 简述机械中不平衡惯性力的危害? 答:机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动 压力,这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应 力,降低机械效率和使用寿命,而且会引起机械及其基 础产生强迫振动。 3、 铰链四杆机构在死点位置时,推动力任意增大也不 能使机构产生运动,这与机构的自锁现象是否相 同?试加以说明? 答:(1)不同。 (2)铰链四杆机构的死点指:传动角=0度时,主动 件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心, 而不能使从动件转动,出现了顶死现象。 死点本质:驱动力不产生转矩。 机械自锁指:机构的机构情况分析是可以运动 的,但由于摩擦的存在,却会出现无论如何增大驱动力, 也无法使其运动的现象。 自锁的本质是:驱动力引起的摩擦力 大于等 于 驱动力的有效分力。 4、 棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间 歇转动,但在具体的使用选择上,又有什么不同? 答:棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合,而且 棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平 稳,但转角不能改变。 5、 简述齿廓啮合基本定律。 答:相互啮合传动的一对齿轮,在任一位置时的传动比, 都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分 成的两段成反比。 三、计算题(共45分) 1、绘制偏心轮机构简图(草图),并求机构自由度。(10分) 1 2 3 4 A B C

机械原理课后答案第7章

第7章作业 7—1等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么? 7—2在什么情况下机械才会作周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节? 答: 当作用在机械上的驱动力(力矩)周期性变化时,机械的速度会周期性波动。机械的速度波动不仅影响机械的工作质量,而且会影响机械的效率和寿命。调节周期性速度波动的方法是在机械中安装一个具有很大转动惯量的飞轮。 7—3飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动,为什么? 答: 飞轮可以凋速的原因是飞轮具有很大的转动惯量,因而要使其转速发生变化.就需要较大的能量,当机械出现盈功时,飞轮轴的角速度只作微小上升,即可将多余的能量吸收储存起来;而当机械出现亏功时,机械运转速度减慢.飞轮又可将其储存的能量释放,以弥补能最的不足,而其角速度只作小幅度的下降。 非周期性速度波动的原因是作用在机械上的驱动力(力矩)和阻力(力矩)的变化是非周期性的。当长时问内驱动力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等,机械就会越转越快或越转越慢.而安装飞轮并不能改变驱动力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改变驱动功与阻力功不相等的状况,起不到调速的作用,所以不能利用飞轮来调节非周期陛速度波动。 7—4为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用? 解: 因为安装飞轮后,飞轮起到一个能量储存器的作用,它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。对于锻压机械来说,在一个工作周期中,工作时间很短.而峰值载荷很大。安装飞轮后.可以利用飞轮在机械非工作时间所储存能量来帮助克服其尖峰载荷,从而可以选用较小功率的原动机来拖动,达到节能的目的,因此可以说安装飞轮能起到节能的作用。 7—5由式J F =△W max /(ωm 2 [δ]),你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)? 答:①当△W max 与ωm 一定时,若[δ]下降,则J F 增加。所以,过分追求机械运转速度的均匀性,将会使飞轮过于笨重。 ②由于J F 不可能为无穷大,若△W max ≠0,则[δ]不可能为零,即安装飞轮后机械的速度仍有波动,只是幅度有所减小而已。 ③当△W max 与[δ]一定时,J F 与ωm 的平方值成反比,故为减小J F ,最好将飞轮安装在机械的高速轴上。当然,在实际设计中还必须考虑安装飞轮轴的刚性和结构上的可能性等因素。 7—6造成机械振动的原因主要有哪些?常采用什么措施加以控制? 7—7图示为一机床工作台的传动系统。设已知各齿轮的齿数,齿轮3的分度圆半径r 3,各齿轮的转动惯量J 1、,J 2、,J 2’、J 3,齿轮1直接装在电动机轴上,故J 1中包含了电动机转子的转动惯量;工作台和被加工零件的重量之和为G 。当取齿轮1为等效构件时,试求该机械系统的等效转动惯量J e 。 解:根据等效转动惯量的等效原则.有 2 2 222 11122`2331 1111()22 222e G J J J J J v g ωωωω= + +++ 则 2 2 2 32122` 3 1 1 1 1()()() ( ) 2 e G v J J J J J J g ωωωω ω =++++ 2 22 2 1 12`12`122`33 223231 ()()()()2e z z z z z G J J J J J J r z z z g z z =+ +++ 7-8图示为DC 伺服电机驱动的立铣数控工作台,已知工作台及工件的质量为m 4=355 kg,滚珠丝杠的导程d=6 mm ,转动惯量J 3=1.2×10-3kg.m 。,齿轮1、2的转动惯量分别为J 1=732 ×

《机械原理》(于靖军版)第4章习题答案

《机械原理》(于靖军版)第4章习题答案

讨论题与习题 习题 4-1 试求出题图4-1所示的各机构的全部瞬心。 1 2 3 4 (a)正切机构 (b)凸轮机构 1 2 3 题图4-1 解: 4-2 在题图4-2所示的凸轮机构中,若已知凸轮2以等角速度顺时针转动,试求从动件上点B 的速度。假设构件3在2上作纯滚动,求点B'的速度。 1 2 1 B' 3 4 B O O 2 题图4-2 解:

B O 2 P 13 P 12 P 24B' O 1 3 ω1 ω1 3 2 由13 113213 l l 31P O P O P V ?=?=ωω B O B V 1l 3?=ω 可得: B O P O P O B V 113113 2l l l 1??=ω 12 2412 212 l l 21P P P O P V ?=?=ωω ' 24' l 2B P B V ?=ω 可得:12 2412 2' 24' l l l 1P P P O B P B V ?? =ω 4-3 在题图4-3所示的机构中,已知曲柄1顺时针方向匀速转动,角速度ω1=100rad/s ,试求在图示位置导杆3的角速度ω3的大小和方向。 3 B 4C 12A 题图4-3 解: 因已知曲柄2的运动,而所求构件4的运动,所以要求取构件2和4的瞬心24 P 。根据瞬心的性质,得14 244 12 242 24 P P P P P ωωω==

所以14 2412242 4P P P P ωω= 方向顺时针运动。 4-4 在题图4-4所示的机构中,已知:图示机构的尺寸,原动件1以匀角速度ω1沿逆时针方向转动。试确定:(1)在图上标出机构的全部瞬心;(2)用瞬心法确定点M 的速度v M ,需写出表达式,并标出速度的方向。 1 2 3 4 M ω1 题图4-4 解: 1 2 1 ω P 12 P 14 P 24 P 34 M P 23 P 13 ∞ 3 121412 2412 l l 12P P P P P V ?=?=ωω M P P P P P M P M V 2412 24121424l l l l 12??=?=ωω 4-5 在题图4-5所示的机构中,已知:图示机构的尺寸,原动件1以匀角速度ω1沿顺时针方向转

西北工业大学机械原理课后答案第4章

第四章 平面机构的力分析 题4-7 机械效益Δ是衡量机构力放大程度的一个重要指标,其定义为在不考虑摩擦的条件下机构的输出力(力矩)与输入力(力矩)之比值,即Δ=d r d r F F M M //=。试求图示各机构在图示位置时的机械效益。图a 所示为一铆钉机,图b 为一小型压力机,图c 为一剪刀。计算所需各尺寸从图中量取。 (a ) (b) (c) 解:(a)作铆钉机的机构运动简图及受力 见下图(a ) 由构件3的力平衡条件有:02343=++R R r F F F 由构件1的力平衡条件有:04121 =++d R R 按上面两式作力的多边形见图(b )得 θcot ==?d r F F (b )作压力机的机构运动简图及受力图见(c ) 由滑块5的力平衡条件有:04565=++R R F F G 由构件2的力平衡条件有:0123242 =++R R R 其中 5442R R = 按上面两式作力的多边形见图(d ),得t F G = ? (c) 对A 点取矩时有 b F a F d r ?=? a b =? 其中a 、b 为F r 、F d 两力距离A 点的力臂。t F G = ?

(d) (a)(b) d r R41 F R43 F d G 题4-8 在图示的曲柄滑块机构中,设已知l AB=0.1m,l BC=0.33m,n1=1500r/min(为常数),活塞及其附件的重量G3=21N,连杆质量G2=25N,J S2=0.0425kg·m2,连杆质心S2至曲柄销B的距离l BS2=l BC/3。试确定在图示位置时活塞的惯性力以及连杆的总惯性力。 解:1) 选定比例尺, mm m l 005 .0 = μ绘制机构运动简图。(图(a) ) 2)运动分析:以比例尺vμ作速度多边形,如图(b) 以比例尺 a μ作加速度多边形如图4-1 (c) 2 44 . 23 s m c p a a C ='' =μ2 2 2 2100 s m s p a a S = '' =μ 2 2 2 1 5150 s BC c n l a l a BC t B C= '' = = μ μ α 3) 确定惯性力 活塞3:) ( 3767 3 3 3 3 N a g G a m F C S I = - = - =方向与c p''相反。 连杆2:) ( 5357 2 2 2 2 32 N a g G a m F S S I = - = - =方向与 2 s p'相反。 ) (8. 218 2 2 2 m N J M S I ? = - =α(顺时针) 总惯性力:) ( 5357 2 2 N F F I I = = ') ( 04 .0 2 2 2 m F M l I I h = =(图(a) )

西北工业大学机械原理课后答案第4章

第四章 平面机构的力分析 题4-7 机械效益Δ是衡量机构力放大程度的一个重要指标,其定义为在不考虑摩擦的条件下机构的输出力(力矩)与输入力(力矩)之比值,即Δ=d r d r F F M M //=。试求图示各机构在图示位置时的机械效益。图a 所示为一铆钉机,图b 为一小型压力机,图c 为一剪刀。计算所需各尺寸从图中量取。 (a ) (b) (c) 解:(a)作铆钉机的机构运动简图及受力 见下图(a ) 由构件3的力平衡条件有:02343=++R R r F F F 由构件1的力平衡条件有:04121 =++d R R 按上面两式作力的多边形见图(b )得 θcot ==?d r F F (b )作压力机的机构运动简图及受力图见(c ) 由滑块5的力平衡条件有:04565=++R R F F G 由构件2的力平衡条件有:0123242 =++R R R 其中 5442R R = 按上面两式作力的多边形见图(d ),得t F G = ? (c) 对A 点取矩时有 b F a F d r ?=? a b =? 其中a 、b 为F r 、F d 两力距离A 点的力臂。t F G = ?

(d) (a) (b)d r R41 F R43 F d G 题4-8 在图示的曲柄滑块机构中,设已知l AB=0.1m,l BC=0.33m,n1=1500r/min(为常数),活塞及其附件的重量G3=21N,连杆质量G2=25N,J S2=0.0425kg·m2,连杆质心S2至曲柄销B的距离l BS2=l BC/3。试确定在图示位置时活塞的惯性力以及连杆的总惯性力。 解:1) 选定比例尺, 绘制机构运动简图。(图(a) ) 2(b) 4-1 (c) 3) 确定惯性力 活塞3 连杆2 (顺时针) (图(a) )

机械原理试题及答案4

第七章齿轮机构及其设计 一、选择题 1.渐开线在______上的压力角、曲率半径最小。 A.根圆 B.基圆 C.分度圆 D.齿顶圆 2.一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线相切于______。 A.两分度圆 B.两基圆 C.两齿根圆 D.两齿顶圆 3.渐开线齿轮的标准压力角可以通过测量_______求得。 A.分度圆齿厚 B.齿距 C.公法线长度 D.齿顶高 4.在范成法加工常用的刀具中,________能连续切削,生产效率更高。 A.齿轮插刀 B.齿条插刀 C.齿轮滚刀 D.成形铣刀 \ 5.已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮,齿数z=25,齿顶高系数h a*=1,齿顶圆直径D a=135mm,则其模数大 小应为________。 6.用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时,刀具的中线与齿轮的分度圆__________。 A.相切 B.相割 C.相离 D.重合 7.渐开线斜齿圆柱齿轮分度圆上的端面压力角__________法面压力角。 A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于 8.斜齿圆柱齿轮基圆柱上的螺旋角βb与分度圆上的螺旋角β相比_________。 A.βb >β B.βb =β C.βb <β D. βb =>β 9.用齿条型刀具加工,αn=20°,h a*n =1,β=30°的斜齿圆柱齿轮时不根切的最少数是_________。 \ 10.渐开线直齿圆锥齿轮的当量齿数z v=__________。 cosβcos2βcos3βcos4β 11.斜齿圆柱齿轮的模数和压力角之标准值是规定在轮齿的_________。 A.端截面中 B.法截面中 C.轴截面中 D.分度面中 12.在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时,齿廓接触处所受的法向作用力方_________。 A.不断增大 B.不断减小 C.保持不变 D.不能确定 13.渐开线齿轮齿条啮合时,其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时,其啮合角_____。 A.加大 B.不变 C.减小 D.不能确定 14.一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中,一对齿廓上的接触线长度________变化的。 A.由小到大 B.由大到小 C.由小到大再到小 D.保持定值 , 15.一对渐开线齿廓啮合时,啮合点处两者的压力角__________。 A.一定相等 B.一定不相等 C.一般不相等 D.无法判断 16在渐开线标准直齿圆柱齿轮中,以下四个参数中________决定了轮齿的大小及齿轮的承载能力。 A.齿数z B.模数m C.压力角α D.齿顶系数h a* 17.在渐开线标准直齿圆柱齿轮中,以下四个参数中________决定了齿廓的形状和齿轮的啮合性能。 A.齿数z B.模数m C.压力角α D.齿顶系数h a* 18和标准齿轮相比,以下变位齿轮的四个参数中________已经发生了改变。 A.齿距p B.模数m C.压力角α D.分度圆齿厚

机械原理第八版课后练习答案西工大版孙恒等

<机械原理>第八版西工大教研室编 第2章 2-1何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的? 答:参考教材5~7页。 2-2机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征? 答:机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况,可进行运动分析,而且也可用来进行动力分析。 2-3机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况? 答:参考教材12~13页。 2-4何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。 2-5在计算平面机构的自由度时,应注意哪些事项? 答:参考教材15~17页。 2-6在图2-20所示的机构中,在铰链C、B、D处,被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的,那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么? 答:不能,因为在铰链C、B、D中任何一处,被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用,所以只能算一处。 2-7何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答:参考教材18~19页。 2-8为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么? 答:参考教材20~21页。 2-9任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置),试画出其机构运动简图,并计算其自由度。1)折叠桌或折叠椅;2)酒瓶软木塞开盖器;3)衣柜上的弹簧合页;4)可调臂台灯机构;5)剥线钳;6)磁带式录放音机功能键操纵机构;7)洗衣机定时器机构;8)轿车挡风玻璃雨刷机构;9)公共汽车自动开闭门机构;10)挖掘机机械臂机构;…。 2-10请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图,并计算其自由度。 2-11图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j输入,使轴A连续回转;而固装在轴^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。 1)取比例尺绘制机构运动简图 2)分析是否能实现设计意图 解:

机械原理(第七版)概念总结

机械原理(第七版)重要概念总结 一、填空题(每小题2分,共20分) 1、 平面运动副的最大约束数为 2 个 ,最小约束数为 1 个。 2、 当两构件组成转动副时,其相对速度瞬心在 转动副中心 处。 3、 对心曲柄滑块机构,若以连杆为机架,则该机构演化为 曲柄摇块机构 。 4、 传动角越大,则机构传力性能越 好 。 5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中,二次多项式运动规律具有 柔性 冲击。 6、 蜗杆机构的标准参数从 中间平面 中取。 7、 常见间歇运动机构有: 棘轮机构 、 槽轮机构 等。 8、 为了减小飞轮的重量和尺寸,应将飞轮装在 高速 轴上。 9、 实现往复移动的机构有: 曲柄滑块机构 、 凸轮机构 等。 10、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为: 212121n n n n m m ααββ==-=,, 。 1、 平面机构中若引入一个高副将带入 1 个约束,而引入一个低副将带入 2 个约束。 2、 对心曲柄滑块机构,若以连杆为机架,则该机构演化为 曲柄摇块 机构。 3、 平面四杆机构具有整转副的条件: 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和 。 4、 压力角越大,则机构传力性能越 差 。 5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中, 正弦 运动规律既无刚性冲击也无柔刚性冲击。 6、 锥齿轮取 大端 的参数为标准参数。 7、 槽轮机构的主要组成构件为: 拨盘 、 槽轮 、机架等。 8、 为了减小飞轮的重量和尺寸,应将飞轮装在 高速 轴上。 9、 当两构件组成移动副时,其瞬心在 垂直于导路方向的无穷远 处。 10、 机构处于死点位置时,其传动角为 0 度。 二、简答题(每小题5分,共25分) 1、何谓三心定理? 答:三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一 直线上 。 2、 简述机械中不平衡惯性力的危害? 答:机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力,这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力,降低机械效率和使用寿命,而且会引起机械及其基础产生强迫振动。 3、 铰链四杆机构在死点位置时,推动力任意增大也不能使机构产生运动,这与机构的自锁现象是否相同?试加以说明? 答:(1)不同。 (2)铰链四杆机构的死点指:传动角=0度时,主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心,而不能使从动件转动,出现了顶死现象。 死点本质:驱动力不产生转矩。 机械自锁指:机构的机构情况分析是可以运动的,但由于摩擦的存在,却会出现无论如何增大驱动力,也无法使其运动的现象。 自锁的本质是:驱动力引起的摩擦力 大于等于 驱动力的有效分力。

机械原理第七版西北工业大学课后习题答案(9和11章)

机械原理课后习题答案 第9章课后参考答案 9-1 何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击?试补全图示各段s 一δ、 v 一δ、α一δ曲线,并指出哪些地方有刚性冲击,哪些地方有柔性冲击? 答 凸轮机构传动中的刚性冲击是指理论上无穷大的惯性力瞬问作用到构件上, 使构件产生强烈的冲击;而柔性冲击是指理论上有限大的惯性力瞬间作用到构件上,使构件产生的冲击。 s-δ, v-δ, a-δ曲线见图。在图9-1中B ,C 处有刚性冲击,在0,A ,D ,E 处有柔性冲击。 9—2何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象?它对凸轮机构的工作有何影响?如何加以避免? 答 在用包络的方法确定凸轮的工作廓线时,凸轮的工作廓线出现尖点的现象称为变尖现象:凸轮的工作廓线使推杆不能实现预期的运动规律的现象件为失真现象。变尖的工作廓线极易磨损,使推杆运动失真.使推杆运动规律达不到设计要求,因此应设法避免。变尖和失真现象可通过增大凸轮的基圆半径.减小滚子半径以及修改推杆的运动规律等方法来避免。 9—3力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角的确定是否一样?为什么? a v s δ δ δ 03/π3/2ππ3/4π3/5ππ 2题9-1图

答 力封闭与几何封闭凸轮机沟的许用压力角的确定是不一样的。因为在回程阶段-对于力封闭的凸轮饥构,由于这时使推杆运动的不是凸轮对推杆的作用力F ,而是推杆所受的封闭力.其不存在自锁的同题,故允许采用较大的压力角。但为使推秆与凸轮之间的作用力不致过大。也需限定较大的许用压力角。而对于几何形状封闭的凸轮机构,则需要考虑自锁的问题。许用压力角相对就小一些。 9—4一滚子推杆盘形凸轮机构,在使用中发现推杆滚子的直径偏小,欲改用较大的滚子?问是否可行?为什么? 答 不可行。因为滚子半径增大后。凸轮的理论廓线改变了.推杆的运动规律也势必发生变化。 9—5一对心直动推杆盘形凸轮机构,在使用中发现推程压力角稍偏大,拟采用推杆偏置的办法来改善,问是否可行?为什么? 答 不可行。因为推杆偏置的大小、方向的改变会直接影响推杆的运动规律.而原凸轮机构推杆的运动规律应该是不允许擅自改动的。 9-6 在图示机构中,哪个是正偏置?哪个是负偏置?根据式(9-24)说明偏置方向对凸轮机构压力角有何影响 ? 答 由凸轮的回转中心作推杆轴线的垂线.得垂足点,若凸轮在垂足点的 速度沿推杆的推程方向.刚凸轮机构为正偏置.反之为负偏置。由此可知.在图 示机沟中,两个均为正偏置。由 220tan ()r e s α=-+ 可知.在其他条件不变的情况下。若为正偏置(e 前取减号).由于推程时(ds/d δ)为正.式中分子ds/d δ-eds /d δ。故压力角增大。负偏置时刚相反,即正偏置会使推程压力角减小,回程压力角增大;负偏置会使推程压力角增大,回程压力角减小。 9—7 试标出题9—6a 图在图示位置时凸轮机构的压力角,凸轮从图示位置转过90o后推杆的位移;并标出题9—6b 图推杆从图示位置升高位移s 时,凸轮的转角和凸轮机构的压力角。 解 如图 (a)所示,用直线连接圆盘凸轮圆心A 和滚子中心B ,则直线AB 与推杆导路之间所夹的锐角为图示位置时凸轮机构的压力角。以A 为圆心, AB 为半

机械原理第七版西北工业大学课后习题答(1-8章)讲解

机械原理作业集答案详解 第二章 平面机构的结构分析 题2-1 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)取比例尺,绘制机构运动简图。(图2-1a) 2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。尽管此机构有4个活动件,但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上,只能作为一个活动件,故 3=n 3=l p 1=h p 01423323=-?-?=--=h l p p n F 原动件数不等于自由度数,此简易冲床不能运动,即不能实现设计意图。 分析:因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。故需增加 构件的自由度。 3)提出修改方案:可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副,或用一个高副 来代替一个低副。 (1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-1b)。 (2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-1c)。 (3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-1d)。 1 1 (c) 题2-1 (d) 5 4 3 6 4 (a) 5 3 2 5 2 1 5 43 6 4 2 6 (b) 3 2 1 讨论:增加机构自由度的方法一 般是在适当位置上添加一个构件(相当于增加3个自由度)和1个低副(相当于引入2个约束),如图2-1(b )(c )所示,这样就相当于给机构增加了一个自由度。用一个高副代替一

西北工业大学机械原理课后答案第4章 (1)

第四章 平面机构的力分析 题4-7机械效益Δ是衡量机构力放大程度的一个重要指标,其定义为在不考虑摩擦的条件下机构的输出力(力矩)与输入力(力矩)之比值,即Δ=d r d r F F M M //=。试求图示各机构在图示位置时的机械效益。图a 所示为一铆钉机,图b 为一小型压力机,图c 为一剪刀。计算所需各尺寸从图中量取。 (a ) (b) (c) 解:(a)作铆钉机的机构运动简图及受力 见下图(a ) 由构件3的力平衡条件有:02343=++R R r F F F 由构件1的力平衡条件有:04121 =++d R R 按上面两式作力的多边形见图(b )得 θcot ==?d r F F (b )作压力机的机构运动简图及受力图见(c ) 由滑块5的力平衡条件有:04565=++R R F F G 由构件2的力平衡条件有:0123242 =++R R R 其中 5442R R = 按上面两式作力的多边形见图(d ),得t F G =? (c) 对A 点取矩时有 b F a F d r ?=?a b =? 其中a 、b 为F r 、F d 两力距离A 点的力臂。t F G = ?

F R42 F R12 θ A θF R21 2(d) F R45F R23 (a) F r (b) F d F R23R43 4 3B θ F r R41 F R21 5 E (c)G 4F 65 6F R45F R42 F R16 F R12 Fr F t F R411 A F R43F d 3 F R32C F R36 D 2G 1B F t F 65 F R32 题4-8在图示的曲柄滑块机构中,设已知l AB =0.1m ,l BC =0.33m ,n 1=1500r/min (为常数),活塞及其附件的重量G 3=21N ,连杆质量G 2=25N ,J S2=0.0425kg ·m 2,连杆质心S 2至曲柄销B 的距离l BS2=l BC /3。试确定在图示位置时活塞的惯性力以及连杆的总惯性力。 解:1) 选定比例尺, mm m l 005.0=μ 绘制机构运动简图。(图(a) ) 2)运动分析:以比例尺v μ作速度多边形,如图 (b) 以比例尺a μ作加速度多边形如图4-1 (c) 2 44.23s m c p a a C =''=μ2 2 22100s m s p a a S =''=μ 22215150s BC c n l a l a BC t B C =''==μμα 3) 确定惯性力 活塞3:)(37673 333N a g G a m F C S I =- =-= 方向与c p ''相反。 连杆2:)(535722 2232N a g G a m F S S I =- =-= 方向与2 s p '相反。 )(8.218222m N J M S I ?=-=α (顺时针) 总惯性力:)(535722N F F I I ==')(04.02 2 2m F M l I I h == (图(a) )

机械原理(填空题)--第七版

机械原理复习题 第2章 机构的结构分析 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 =32n p p --L H ,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

机械原理(第七版)孙桓主编第6章

九、机械平衡 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,此时只需在平衡平面中增减平衡质量;使同时达到平衡称动平衡,此时至少要在 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,而动平衡的力学条件 是。 5.图示两个转子,已知m1r1=m2r2,转子a是不平衡的,转子b是 不平衡的。 a) b) 6.符合静平衡条件的回转构件,其质心位置在。静不平衡的回转构件,由于重力矩的作用,必定在位置静止,由此可确定应加上或去除平衡质量的方向。 7.回转构件的直径D和轴向宽度b之比D/b符合条件的回转构件,只需满足静平衡条件就能平稳地回转。如不平衡,可在个校正平面上适当地加上或去除平衡质量就能获得平衡。 8.图a、b、c中,S为总质心,图中的转子具有静不平衡,图中的转子是动不平衡。 9.当回转构件的转速较低,不超过围,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围,回转构件出现明显变形,这类回转件的平衡问题称为回转件的平衡。 10.机构总惯性力在机架上平衡的条件是。 11.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,且都在曲轴的同一含轴平面,则其中轴已达静平衡,轴已达动平衡。

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