机械原理习题卡答案(8)

在φ=φE=7π/108=11.667o处，曲柄有最小转速nmin 在φ=φF=125π/216=104.167o处，曲柄有最大转速nmax 由ωmax=ωm(1+δ/2) ωmin=ωm(1-δ/2) 知 nmax=nm(1+δ/2)=620×(1+0.01/2)=623.1 r/min 最大盈亏功⊿Wmax=s2=6125π/216=89.085

?Wmax2??m装在曲柄上的飞轮转动惯量JF=

?900?Wmax2?2nm?=2.11 kg·m2

2. 图a所示为某机械系统的等效驱动力矩效阻抗力矩

Med及等

Mer对转角?的变化曲线，?T为其变化的

2A?200mmab周期转角。设己知各下尺面积为，

Abc?260mm2，Acd?100mm2，Ade?190mm2，Aef?320mm2，

Afg?220mm2，

Aga??500mm2，

2??10N?mmmA而单位面积所代表的功为，试求

系统的最大盈亏功平均转速为

?Wmax。又如设己知其等效构件的

nm?1000rmin。等效转动惯量为

Je?5kg?m2。

试求该系统的最大转速解：1）求

nmax及最小转速nmin，并指出最大转束及最小转速出现的位置。

?Wmax

作此系统的能量指示图（图b），由图b知：此机械系统的动能 最小及最大值分别出现在b及e的位置，即系统在分别有

?b及?e处，

nmax及nmin。

?Wmax??A?Abc?Acd?Ade??10?260?100?190??3500N?m2)求运转不均匀系数

31

JF?Je?900?Wmax2?2nm?

设JF?0 求

??900?Wmax900?3500??0.06392222?nmJe??1000?5

nmax和nmin

mnmax?1??nmin

?2?n??1?0.06392??1000?1031.95rmin ?????1???n??1?0.0639??1000?968.05rmin ?22mma?x??e

mi?n??b3. 已知某轧机的原动机功率等于常数：N1=300KW，钢板通过轧辊时消耗的功率为常数：N2=900KW，钢材通过轧辊的时间t2=5s，主轴平均转速n1=50r/min, 机械运转不均匀系数δ=0.2，设轧钢机的全部转动惯量集中在飞轮上。求： (1) 此轧钢机的运转周期； (2) 飞轮的最大转速和最小转速；

(3) 安装在主轴上的飞轮的转动惯量。(13分) 答案：

(1) 设运动周期为T，则有： T×N1 = N2×t2 所以：T= N2×t2/N1 = 900×5/300 = 15s (2) 平均转速：ωm = n1×2π/60 = 5.23 rad/s 最大转速：ωmax =ωm(1+δ/2) = 5.75 rad/s 最小转速：ωmin =ωm(1-δ/2) = 4.71 rad/s (3) 最大盈亏功：Amax = (N2-N1)×t2 = 3×106 Nm 飞轮的转动惯量：

(Kg.m2)

第八章 平面连杆机构及其设计

一、 填空题：

32 1. 平面连杆机构是由一些刚性构件用 转动 副和 移动 副连接组成的。 2. 在铰链四杆机构中，运动副全部是 低 副。

3. 在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为 曲柄 。 4. 在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为 摇杆 。 5. 在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为 连杆 。

6. 某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用 行程速度变化 系数表示。 7. 对心曲柄滑块机构 无 急回特性。

8. 平行四边形机构的极位夹角?? 00 ，行程速比系数K? 1 。

9. 对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复直线运动的连杆机构，是否有急回

特性，取决于机构的极位夹角是否为零。 10. 机构处于死点时，其传动角等于0?。

11. 在摆动导杆机构中，若以曲柄为原动件，该机构的压力角?? 00 。 12. 曲柄滑块机构，当以 滑块 为原动件时，可能存在死点。 13. 组成平面连杆机构至少需要 4 个构件。 二、 判断题：

14. 平面连杆机构中，至少有一个连杆。

15. 在曲柄滑块机构中，只要以滑块为原动件，机构必然存在死点。 16. 平面连杆机构中，极位夹角?越大，K值越大，急回运动的性质也越显著。 17. 有死点的机构不能产生运动。 18. 曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。 19. 双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。 20. 平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。

（ √ ） （ √ ） （ √ ） （ × ） （ √ ） （ × ） （ √ ）

21. 在摆动导杆机构中，若以曲柄为原动件，则机构的极位夹角与导杆的最大摆角相等。

22. 机构运转时，压力角是变化的。 三、 选择题：

23. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和。 A ?

B ?

C >

（ √ ） （ √ ）

24. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和，而

充分条件是取 A 为机架。

33 A 最短杆或最短杆相邻边 B 最长杆 C 最短杆的对边。

25. 铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 B 为机架时，

有两个曲柄。

A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。

26. 铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 A 为机架时，

有一个曲柄。

A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。

27. 铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 C 为机架时，

无曲柄。

A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。

28. 铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和 B 其余两杆长度之和，就一定是双摇杆

机构。

A < B > C =

29. 对曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置，当 C 为原动件时，此时机构处在死点位

置。

A 曲柄 B 连杆 C 摇杆

30. 对曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置，当 A 为原动件时，此时为机构的极限

位置。

A 曲柄 B 连杆 C 摇杆

31. 对曲柄摇杆机构，当以曲柄为原动件且极位夹角? B 时，机构就具有急回特性。 A <0 B >0 C =0

32. 对曲柄摇杆机构，当以曲柄为原动件且行程速度变化系数K B 时，机构就具有急

回特性。

A <1 B >1 C =1

33. 在死点位置时，机构的压力角α= C 。 A 0 o B 45o C 90o

34. 若以 B 为目的，死点位置是一个缺陷，应设法通过。 A 夹紧和增力 B传动

35. 若以 A 为目的，则机构的死点位置可以加以利用。 A 夹紧和增力； B传动。

36. 判断一个平面连杆机构是否具有良好的传力性能，可以 A 的大小为依据。 A 传动角 B 摆角 C 极位夹角 37. 压力角与传动角的关系是???= C 。 A 180o B 45o C 90o

34 38. 要将一个曲柄摇杆机构转化为双摇杆机构，可用机架转换法将原机构的 C 。

A曲柄作为机架

B连杆作为机架

C摇杆作为机架

39. 对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角为 C 。 A 30? 四、简答题：

B 45? C 90?

D 0?

40. 什么叫连杆、连架杆？ 不与机架连接的构件称为“连杆” 与机架相连接的构件称为“连架杆”

41. 什么叫连杆机构的急回特性？它用什么来表达？

原动件作等速定轴转动、从动件相对机架作往复运动的连杆机构，从动件正、反行程平均速度不相等的现象称为“连杆机构的急回特性”，它用行程速度变化系数来表达。 42. 什么叫极位夹角？它与机构的急回特性有什么关系？

从动件处于两个极限位置时对应的原动件(曲柄)位置所夹的角度，称为“极位夹角”，用?表示。 机构的急回特性用行程速度变化系数K来衡量，而K?180???。

180???43. 什么叫死点？它与运动链的自由度F?0有什么区别？ 机构的传动角为??0?的位置，称为“死点”。

运动链的自由度F?0意味着运动链不能成为机构，无法运动。而具有死点的机构能运动并且构件间的相对运动规律确定，即使机构处在死点位置，也可以通过一定的方式(如运用飞轮的惯性等)使机构克服死点位置而实现从动件预期的运动规律。

44. 什么叫连杆机构的压力角、传动角？研究传动角的意义是什么？

在不计摩擦时，主动件曲柄通过连杆作用在从动件上力的方向与该点速度方向之间所夹的锐角称为机构在此位置的压力角；压力角的余角称为“传动角”。

常用传动角来衡量机构传动性能的好坏，传动角越大，机构的传动效率就越高。 五、分析计算设计题：

45. 根据题45图中标注的尺寸判断各机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。

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