机械原理期末考试及答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/26 3:11:09星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

东莞理工学院(本科)试卷(期中考试)

2014 --2015学年第 一 学期

《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 得分 评卷人 一 二 三 四 五 六 七 八 总 分

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,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??0时,机构则发生 自锁 。

三、(共10分)计算图1所示机构的自由度,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︳ 局部自由度

复合铰链

复合铰链

虚约束

a)

图1

b)

《机械原理》试卷参考答案(期中考试) 第1页 共7页

解: a)(计5分)

F?3n?2Pl?Ph?3?7?2?9?1?2 F?3n?(2Pl?Ph?p')?F'或 ?3?8?(2?11?1?2)?1

?2机构自由度数等于原动件数,故机构运动确定。

b) (计5分)

F?3n?2PL?PH ?3?5?2?6?1

?2

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?1?10rad/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︳ E3

b

0.0025m/s

C

c

E

2

B 1

P(a,d)

?160?A

4 图2

E2 3

e

D

《机械原理》试卷参考答案(期中考试) 第2页 共7页

解:1)计算B点的速度vB?lAB?1?0.03?10?0.3m/s, 选取合适的比例尺?v,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?abe∽?ABE,即得构件1的速度影像。 2)求C点的速度vC

???vC = vB + vCB

大小 ? √ ? 方向 ⊥CD ⊥AB ⊥CB

作出速度多边形pbc,vC??vpc,方向p→c

由速度影像?bce,求出连杆2上,与连架杆1上E点速度相同的点E2 作?BCE2∽?bce,可得点E2;

由速度影像?dce,求出摇杆3上,与连架杆1上E点速度相同的点E3 作?DCE3∽?dce,可得点E3

五、(共20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f?0.1, 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︳

《机械原理》试卷参考答案(期中考试) 第3页 共7页

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??arctanf?arctan0.1?5.7106?

2)构件3的力平衡方程式

R???43?R23?Q?0

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

R???P?41?R21?0

大小 ? √ ? 方向 √ √ √

画出其力多边形如图所示。

《机械原理》试卷参考答案(期中考试)第4页 共7页

六、(共10分)一机械系统稳定运转的运动周期为2?,等效阻力矩Mr的变化规律如图所示,等效驱动力矩Md为常数,等效构件的平均转速nm?900r/min,等效转动惯量J?0.1 Kg?m2。试求: 1)等效驱动力矩Md; 2)最大盈亏功?Wmax;

3)最大和最小角速度?max和?min的位置; 4)运转速度不均匀系数?。 得分︳

-W2 ○

+W1 ○a

b +W3 ○

-W4 ○

+W5 ○c

d

Mde

图4

??

?Wmax900?Wmax900?15?/2???0.027 22222J?mJ?nm0.1???900《机械原理》试卷参考答案(期中考试) 第5页 共7页