2011年春季学期机械原理第二次作业

一、单项选择题（本大题共20分，共 10 小题，每小题 2 分） 1. 定轴轮系的自由度为( )。 A. 1 B. 2

C. 大于2 D. 大小不定

2. 在曲柄滑块机构中改变( )的形状形成偏心轮机构。 A. 曲柄 B. 连杆 C. 摇杆 D. 滑块

3. 曲柄为原动件的曲柄摇杆机构，若知摇杆的行程速比系数K=1.5，那么极位夹角等于 ( )。 A. 18 B. -18 C. 36 D. 72

4. 机械平衡研究的内容是( )

A. 驱动力与阻力间的平衡各构件作用力间的平衡 B. 惯性力系间的平衡

C. 输入功率与输出功率间的平衡

5. 要使常用凸轮机构正常工作，必须以凸轮（）。 A. 作从动件并匀速转动 B. 作主动件并变速转动 C. 作主动件并匀速转动 D. 作从动件并变速转动 6. 摩擦圆的大小与( ) 有关。 A. 外载荷 B. 摩擦系数

C. 摩擦系数和轴颈尺寸

7. 铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄( )是最短构件。 A. 一定 B. 不一定 C. 一定不

8. 关于刚性转子的静平衡和动平衡，下列说法正确的是( ) 。

A. 经过静平衡的转子一定是动平衡的，经过动平衡的转子也一定是静平衡的 B. 经过静平衡的转子不一定是动平衡的，经过动平衡的转子也不一定是静平衡的

C. 经过静平衡的转子不一定是动平衡的，经过动平衡的转子一定是静平衡的 D. 经过静平衡的转子一定是动平衡的，经过动平衡的转子不一定是静平衡的 9. 摆动导杆机构，当导杆处于极限位置时，导杆( )与曲柄垂直。 A. 一定 B. 不一定 C. 一定不

10. 对于平底从动件盘形凸轮机构，若出现运动失真，则其原因是( )。

A. 基圆半径太小 B. 凸轮轮廓外凸

C. 凸轮轮廓内凹或平底宽度不够

二、判断题（本大题共15分，共 15 小题，每小题 1 分） 1. 机构就是机器，机器也就是机构。( ) 2. 机器中运动的单元体，称为零件。

3. 在高速凸轮机构中，当推杆进入停歇状态时，推杆会静止不动。( )

4. 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。( )

5. 轮系中的惰轮对轮系传动比的大小没有影响,所以可以去掉。( ) 6. 机构是一种用来传递运动和力或改变运动形式的机械装置。( ) 7. 平面机构的级别取决于机构能够分解出的基本杆组的级别。( )

8. 经过动平衡校正的刚性转子，任一回转面内仍可能存在偏心质量。( ) 9. 铰链四杆机构是由平面低副组成的四杆机构。 ( )

10. 串联系统的总效率必定小于系统中任意一个组成部分的效率，并且组成的机械的数目越多，其总效率将越小。 ( )

11. 在平面铰链四杆机构中，只要两个连架杆都能相对机架作整周转动，则必然是双曲柄机构。（ ）

12. 两个构件组成多个转动副，且轴线平行时有虚约束。 ( ) 13. 摩擦圆大小与外力大小成正比关系。( )

14. 正号机构由于其效率很低，只实用于要求传动比很大，而结构紧凑，并要求传递运动的场合。 ( )

15. 蜗轮蜗杆传动中，蜗轮的转向按以下法则确定：蜗杆螺旋线是右旋（左旋）用右（左）手，四个手指的方向与蜗杆的转向相同，大拇指所指的方向就是蜗轮上啮合点的线速度方向，并由此确定蜗轮的转向。 ( ) 三、填空题（本大题共20分，共 10 小题，每小题 2 分）

1. 根据机构的组成原理，任何机构都可以看作是由 ______ 和 ______ 组成的。

2. 棘轮机构主要由 ______ 、 ______ 、 ______ 组成。

3. 在一铰链四杆机构中，共有 ______ 个速度瞬心，其中 ______ 个是绝对瞬心。

4. 完全平衡是 ______ 。

5. 惰轮对 ______ 无影响，但却能改变从动轮的 ______ 。

6. 两个构件以一定的表面相互接触所形成的可动联接，称为 ______ 。两个构件上相互接触的表面，称为 ______ 。

7. 平面连杆机构中，连杆作平面运动，连杆上不同位置的点在一个运动循环所经过的运动轨迹描绘成一条曲线。这条曲线就称为 ______ 。将不同位置的连杆曲线集合起来，就是一张 ______ 。

8. 包含有III级杆组的机构，最多可构成具有 ______ 个自由度的机构。 9. 在曲柄滑块机构中，当其曲柄处在与滑块的移动方向垂直时，其传动角γ为 ______ ，在导杆机构中，滑块对导杆的方向始终垂直于导杆，其传动角γ为 ______ 。

10. 直动从动件盘形凸轮机构从动件是等速运动时将产生 ______ 冲击，故适用于 ______ 场合。

四、作图题（本大题共15分，共 3 小题，每小题 5 分）

1. 设计曲柄摇杆机构ＡＢＣＤ。已知摇杆ＣＤ 的长度ｌＣＤ ＝２９０ｍｍ，摇杆两极限位置间的夹角ψ＝３２°，行程速比系数Ｋ＝１．２５，连杆ＢＣ的长度ｌＢＣ ＝２６０ｍｍ。试求曲柄ＡＢ 的长度ｌＡＢ 和机架ＡＤ 的长度ｌＡＤ 。

2. 确定如图所示机构当构件８为原动件时机构的级别。

3. 如图所示为按μL=0.001m/mm画的机构运动简图，滑块3为原动件，驱动力P=80N 。各转动副处的摩擦圆如图中所示，滑块与导路之间的摩擦角j=200。求在图示位置，构件AB上所能克服的阻力矩MQ的大小和方向。

五、计算题（本大题共30分，共 3 小题，每小题 10 分）

1. 在如图所示的轮系中,已知z1=30,z2=90,z3=60,又知iAB=－2,试确定z4=?

2. 在如图所示的铰链四杆机构中，各构件的长度为：

试问：（1）当取杆4为机

架时，是否有曲柄存在？（2）若各杆长度不变，能否以不同杆位机架而获得双

曲柄和双摇杆机构，如何获得？

3. 如图所示的同一轴上有四个圆盘1，2，3，4，各盘间距离相等，各圆盘上不平衡质量及不平衡向径分别为r1=r2=20 mm ，m1=20g ，m2=30g ，r3=r4=30 mm，m3=50 g ，m4=60 g 。现选1，3作校正面，求mb2 rb1= ？mb3 rb3= ？

答案：

一、单项选择题（20分，共 10 题，每小题 2 分）

1. A 2. A 3. C 4. C 5. C 6. B 7. B 8. C 9. A 10. C

二、判断题（15分，共 15 题，每小题 1 分）

1. × 2. × 3. × 4. × 5. × 6. √ 7. × 8. √ 9. √ 10. √ 11. √ 12. × 13. × 14. √ 15. √

三、填空题（20分，共 10 题，每小题 2 分） 1.

参：

原动件、机架 若干基本杆组 解题方案：

评分标准： 2.

参： 棘爪 棘轮 摇杆 解题方案：

评分标准： 3.

参： 6 3

解题方案：

评分标准： 4.

参：

使机构的总惯性力为零，为此需使机构的质心恒固定不动 解题方案：

评分标准： 5.

参：

传动比大小 转向 解题方案：

评分标准： 6.

参：

运动副；运动副元素

解题方案：

评分标准： 7.

参：

连杆曲线；连杆曲线图谱 解题方案：

评分标准： 8.

参： 3

解题方案：

评分标准： 9.

参： 最小值 ９０° 解题方案：

评分标准： 10.

参： 刚性 低速运动 解题方案：

评分标准：

四、作图题（15分，共 3 题，每小题 5 分） 1.

参：

解 θ＝１８０°（Ｋ－１）／（Ｋ＋１）＝１８０°（１.２５－１）／（１.２５＋１）＝２０°取相应比例尺μｌ （2分）

取一点 Ｄ，使 ∠Ｃ１ＤＣ２ ＝３２°，Ｃ１Ｄ ＝Ｃ２Ｄ ＝ｌＣＤ／μｌ，连Ｃ１Ｃ２，作 ∠Ｃ１Ｃ２Ｐ ＝９０°－θ＝７０°；作Ｃ１Ｐ ⊥Ｃ１Ｃ２ 交Ｃ２Ｐ 于Ｐ 点；作△Ｃ１Ｃ２Ｐ 的外接圆。在 △Ｃ１Ｃ２Ａ 中，（Ｃ１Ｃ２）2＝ （ｌＢＣ－ｌＡＢ）２＋（ｌＢＣ＋ｌＡＢ）２－２（ｌＢＣ －ｌＡＢ）（ｌＢＣ ＋ｌＡＢ）ｃｏｓθ

其中，Ｃ１Ｃ２ ＝２ｌＣＤｃｏｓ∠Ｃ１Ｃ２Ｄ ＝２×２９０×ｃｏｓ７４°＝１５９.８７ｍｍ 解得 ｌＡＢ ＝６７ｍｍ（6分）

以Ｃ１ 为圆心，ｌＢＣ －ｌＡＢ 为半径作弧交△Ｃ１Ｃ２Ｐ 的外接圆于Ａ 点，故ｌＡＤ ＝μｌＡＤ ≈２５０ｍｍ （4分） 解题方案：

此题属于已知行程速比系数设计四杆机构问题，因此可先作出固定铰链Ａ 所处的圆，再根据Ｃ１Ｃ２ 及θ角，由三角形的余弦定理解得ｌＡＢ，作图求出ｌＡＤ

评分标准： 2.

参：

解：确定机构的级别关键是要拆出机构中所含的基本杆组。当构件８为原动件时，拆基本杆组首先应当从最远离原动件的构件1拆起，可以拆出Ⅱ级基本杆组ABC，然后，又依次可以拆出Ⅱ级基本杆组DEF和GHI。如下图示。所以该机构为Ⅱ级机构。 解题方案：

以基本杆组的最高级别为机构的级别。 评分标准： 3.

参：

解题方案：

评分标准：

五、计算题（30分，共 3 题，每小题 10 分） 1.

参：

解题方案：

代入周转轮系传动比计算公式 评分标准： 2.

参：

解题方案：

评分标准： 3.

参：

解题方案：

依据动平衡条件，即合惯性力矩、惯性力为零建立方程 评分标准：