机械原理

2-1 何谓构件？何谓运动副及运动副元素？如何分类的？

（1）构件：机械中每个独立运动的单元体。

（2）运动副：由两构件直接接触而组成的可动连接。

运动副元素：两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。

（3）分类方法：1、根据约束的数目分类为Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、Ⅳ级副、Ⅴ级副。

2、根据两构件的接触形式：分为低副、高副。

3、根据两构件的相对运动形式可分为：转动副、移动副、螺旋副、球面

副等。

4、也可分为：平面运动副和空间运动副。

2-2 机构的运动简图有何用处？他能表示出原机构哪些方面的特征？

答：1、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、运动简图：可以正确的表达出机构的组成构件和构件间的连接运动副，即机构的组成形式。

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：1、自由度与原动杆的数目相等。

2、当少时：机构的运动将不确定。当多时：将导致机构中最薄弱的环节损坏。

3、少的我们称之为欠驱机构：它遵循最小阻力定律，所以人们制造了很多欠驱机构或装置，并增加机构的灵活性和自适性。多的称之为冗驱机构：若各部分原动件的运动彼此协调，则各原动件将同心协力来驱动从动件，从而增大了传动的可靠性，减小尺寸和重量，并利用克服机构处于某可异位形时受到的障碍。

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。

2-8 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：1、为使平面低副机构结构分析和运动分析的方法适用于所有平面机构，便于对含有高副的平面机构进行研究，要进行“高副低代”。

2、“高副低代”的条件：（1）代替前后机构的自由度不变。

（2）代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度不变。

3-1 何谓速度多边形和加速度多边形？他们有什么特点？

答：1、在用矢量方程法分析机构的运动时，首先根据合成原理列出机构的速度（加速度）矢量方程，然后按方程选定比例尺作图。所做的图即称为：速度（加速度）多边形。

2、在它们的多边形中，由极点P向外放射的的矢量，代表构件上相应点的绝对速度（加速度），而连接两绝对速度（加速度）末端的矢量，则代表构件上相应两点的相对速度（加速度）。而相对加速度又可分为法向加速度和切向加速度。

3-2 何谓速度影像和加速度影像？利用这一原理进行构件上某点的速度（加速度）图解时，应具备哪些条件？还应注意什么问题？

答：1、将同一构件各点间的相对速度（加速度）矢量构成的图形称为该构件图形的速度（加速度）影像。

2、条件是要知道构件上两点的速度或加速度。才可以用速度（加速度）影像原理来求出该构件上其他点的速度或加速度。

3、还应注意：这一原理只适用于构件，而不是整个机构。

3-10 何谓三心定理？何种情况下的瞬心需用三心定理来确定？

答：1、三心定理：三个彼此做平面运动的构件的三个瞬心一定在一条直线上。

2、对于求不是通过运动副直接相连两构件的瞬心，可以借助三心定理来求。

4-1 何谓机构的动态静力分析？对机构进行动态静力分析的步骤？

答：1、动态静力分析指的是将惯性力视为一般外力作用在相应构件上，再按照静力学分析方法进行分析。

2、步骤：1 计算各构件的惯性力。 2 确定机构动态静力学的起始构件，并进行杆组的拆分（有高副的要高副低代）。3 从离起始件最远的杆组进行计算，最后再推算到起始构件。4 对机构的一系列位置进行动态静力计算，求出各运动副中的反力和平衡力的变化规律。如要考虑摩擦力，需要在上诉的过程中加入摩擦力后反复的计算而得，此方法叫做逐步逼近法。

4-2 何谓质量代换法？进行质量代换的目的何在？动代换和静待换各应满足什么条件？各有何优缺点？静待换中两代换点与质心不在一条直线上可以吗？

答：1、质量代换法：将构件的质量，按一定的条件集中于构件上某几个点的假想集中质量来代替的方法。

2 、目的：质量代换法只需求各集中质量的的惯性力，而无需求惯性力偶矩，从而达到简化惯性力的目的。

3、动代换满足的条件：（1）代换前后构件的质量不变。（2）代换前后质心的位置不变。(3）代换前后构件对质心轴的转动惯量不变。

4、优点：代换后，构件的的惯性力和惯性力偶都不会发生变化。

缺点：一个点确定后，另一个点的位置不能随便选择，给工程计算带来了不便。

静代换满足的条件：（1）代换前后质量不变。（2）代换前后质心的位置不变。

优点：使用简单，常被工程上所用。

缺点：代换后，构件的惯性力偶会发生一定的误差。

4、静代换时，两代换点与构件的质心必在一条直线上，因为俩代换点的质心在两代换的连线上，如果两代换点不与质心在一条直线上，则无法满足代换前后的质心位置不变这一条件。

4-3 何谓平衡力与平衡力矩？平衡力是否总为驱动力？

答：1、平衡力与平衡力矩：与作用在构件上所有已知外力和惯性力相平衡的，作用在构件上上的未知外力或力矩。

2、平衡力不总是驱动力，驱动力是驱使机械运动的力。平衡力与已知外力相平衡，可以驱使外力运动，成为驱动力，也可以阻碍机械运动成为阻抗力。

4-4 构件组的静定条件是什么？基本杆件组都是静定条件吗？

答：1、条件：3n=2pl+ph。其中n为构件数目，pl为低副数，ph为高副数。

2、基本杆件组都符合3n-2pl-ph=0，所以基本杆组都是静定杆组。

4-5 采用摩擦系数f和当量摩擦角Ψv的意义何在？当量摩擦系数fv与实际摩擦系数f不同，是应为两物体接触面稽核形状改变，从而引起的摩擦系数改变的结果吗，对吗？

答：1、目的是用于简化计算，统一计算公式。

2、不对，不同。是因为两物体接触表面几何形状的改变，引起的摩擦力大小的变化，f 与构件的材料有关，而与形状无关。Fv是为了计算简单，把运动副元素几何形状对运动副摩擦力的影响计入后的摩擦系数，不是真正的f。

4-6 在转动副中，无论什么情况，总反力否始终与摩擦圆相切的论断是否正确？为什么？答：不正确，只有轴颈与轴承有相对滑动时，轴承对轴颈的总反力才始终切与摩擦圆。无滑动就无摩擦力，就没有总反力。