机械原理试卷(手动组卷)19

4．(10分)如图所示机构中，已知生产阻力 ，构件3的重量为 ，构件3的移动导路至 点的距离为 ，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 )时，转化到构件1上的等效阻力矩 和等效转动惯量 的解析表达式。
5．(10分)在图示轮系中，已知各轮的齿数： ；各轮质量 ，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 2、2'、3、4），要求：(1)确定传动比 ；(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。
6．(10分)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 ，各构件转动惯量为 , ，电动机转速 。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 等于多少？(2)如制动力矩施加在轴Ⅰ上，其值应多少？
7．(10分)已知图示轮系各齿轮的齿数为： = =20, = =40。各构件的转动惯量为： , 。鼓轮半径 m，吊起重量Q=1600N。如电动机的恒驱动力矩 =500 ，试求：(1)起动时轮1的角加速度 ；(2)达到角速度 = rad/s所需的时间 。
题目部分，(卷面共有98题,804.0分,各大题标有题量和总分)
一、填空题(10小题,共31.0分)
1．(10分)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。
2．(2分)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。
7．(2分)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。
8．(2分)图示为某机器的等效驱动力矩 和等效阻力矩 的线图，其等效转动惯量为常数，该机器在主轴位置角 等于时，主轴角速度达到 ,在主轴位置角 等于时，主轴角速度达到 。
A、匀速稳定运转；
B、变速稳定运转；
C、加速过程；
D、减速过程。
6．(2分)图示传动系统中，已知 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、
D、1 / 144。
7．(2分)图示传动系统中，已知 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。
11．(2分)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。
12．(2分)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。
三、选择题(12小题,共24.0分)
1．(2分)在机械稳定运转的一个运动循环中，应有。
5．(2分)机器作稳定运转，必须在每一瞬时驱动功率等于阻抗功率。
6．(2分)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。
7．(2分)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。
9．(2分)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。
10．(5分)有三个机械系统，它们主轴的 和 分别是：
A、1025 rad/s，975 rad/s;
B、512.5 rad/s，487.5rad/s;
10．(10分)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 ,等效驱动力矩 以及转化转动惯量 均为常数，等效阻力矩 的变化如图b所示。试求：
(1) 的大小。
(2)当主轴由 转至 时， 与 所作的盈亏功(剩余功) ?
(3)若 ， ，当主轴由 转至 时主轴角速度 ?
(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。)
A、10；
B、100；
C、
D、
注： 为原飞轮转动惯量。
12．(2分)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。
D、机器中各运动副的位置布置不合理。
3．(2分)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。
4．(2分)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。
5．(2分)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。
A、12倍；
B、144倍；
C、 ;
D、 。
8．(Байду номын сангаас分)图示传动系统中，已知 如以轮4为等效构件，则作用于轮1上力矩 的等效力矩等于 。
A、12；
B、144；
C、 ；
D、 。
9．(2分)图示传动系统中，已知 如以轮1为等效构件，则作用于轮4上力矩 的等效力矩等于M4。
A、12；
B、144；
C、 ;
D、 。
4．(5分)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？
5．(5分)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？
6．(5分)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？
(1)等效驱动力矩 ；
(2) 与 的位置；
(3)最大盈亏功 ；
(4)运转速度不均匀系数 时，安装在主轴上的飞轮转动惯量 。
17．(10分)一机器作稳定运动，其中一个运动循环中的等效阻力矩 与等效驱动力矩 的变化线如图示。机器的等效转动惯量J=1kg ，在运动循环开始时，等效构件的角速度 20 rad/s，试求：
(1)当要求运转的速度不均匀系数 时，应在主轴上安装一个 ?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) ?
16．(10分)图示为某机械等效到主轴上的等效阻力矩 在一个工作循环中的变化规律，设等效驱动力矩 为常数，主轴平均转速n=300r/min，等效转动惯量 kg 。
试求：
13．(10分)图示机构中，作用有驱动力 N，工作阻力矩 N ，曲柄AB长 m，它对轴A的转动惯量 kg ,位置角 ，滑块质量m3=10 kg，忽略其他构件的质量，试求曲柄开始回转时的角加速度 。
14．(10分)已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩 如图所示，等效驱动力矩 为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为： 及 。试求：
(1)等效驱动力矩 的大小；
(2)运转的速度不均匀系数 ；
(3)当要求 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 。
15．(10分)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 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1000r/min。若不计其余构件的转动惯量，试问：
11．(10分)图示机构中，齿轮1、2的齿数 ， ， m， m，
=90o，滑块的质量 kg，齿轮2绕轴线A的转动惯量 ，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 N ，滑块上作用有力 N。设机构在图示位置起动，求起动时轮1的角加速度 。
12．(10分)在图示机构中， ， m，杆AB对轴A的转动惯量 ， kg，忽略其他构件质量和转动惯量。 N， ，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 。
2．(15分)图示为对心对称曲柄滑块机构，已知曲柄 ，曲柄对 轴的转动惯量为 ，滑块 及 的质量为 ，连杆质量不计，工作阻力 ，现以曲柄为等效构件，分别求出当 时的等效转动惯量和等效阻力矩。
3．(10分)在图示导杆机构中，已知 mm, , ，导杆3对轴 的转动惯量 ，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 ，设取曲柄1为等效构件，求等效阻力矩和等效转动惯量。
C、525rad/s，475 rad/s;
其中运转最不均匀的是，
运转最均匀的是。
二、是非题(12小题,共24.0分)
1．(2分)为了使机器稳定运转，机器中必须安装飞轮。
2．(2分)机器中安装飞轮后，可使机器运转时的速度波动完全消除。
3．(2分)为了减轻飞轮的重量，最好将飞轮安装在转速较高的轴上。
4．(2分)机器稳定运转的含义是指原动件(机器主轴)作等速转动。
8．(2分)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。
9．(2分)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。
10．(2分)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。
3．(2分)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。
4．(2分)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。
5．(2分)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。
6．(2分)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。