2014浙江工业大学机械原理习题卡
第二章 机构的机构分析
一、填空题
1. 平面运动副的最大约束数为____2_____，最小约束数为_____1_____。
2. 平面机构中若引入一个高副将带入_____1____个约束，而引入一个低副将带入
_____2____个约束。平面机构中约束数与自由度数的关系是_约束数+自由度数=3_。 3. 在机器中，零件是 最小制造 的单元，构件是 最小运动 的单元。 4. 点或线 接触的运动副称为高副，如 齿轮副 、 凸轮副 等。 5．机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由 多个零件 装配成的刚性结构。 6． 两 个构件 相互 接触形成的 具有确定相对运动的一种 联接称为运动副。 7． 面 接触的运动副称为低副，如 转动副 、 移动副 等。 8．把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为是运动链，若 运动链的各构件构成了首末封闭的系统 称为闭链，若 运动链的构件未构成首末封闭的系统 称为开链。
9．平面机构是指组成机构的各个构件均在 同一平面内 运动。 10．在平面机构中，平面低副提供 2 个约束，平面高副提供 1 个约束。 11．机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目 称为机构的自由度。 12．机构具有确定运动的条件是 机构的原动件数等于自由度数 。
二、简答题
1. 机构具有确定运动的条件是什么？
答：1.要有原动件；2.自由度大于0；3.原动件个数等于自由度数。
2. 何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？在计算机构自由度时应如何处理？ 答：复合铰链是三个或更多个构件组成两个或更多个共轴线的转动副。
在有些机构中, 其某些构件所能产生的局部运动并不影响其他构件的运动, 我们把这些构件所能产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。
虚约束是在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束。
在计算机构自由度时, K个构件汇交而成的复合铰链应具有（K-1）个转动副，同时应将机构中的局部自由度、虚约束除去不计。
第三章 平面机构的运动分析
3－１ 填空题：
1．速度瞬心是两刚体上 瞬时速度相等 的重合点。 2．若 瞬心的绝对速度为零 ，则该瞬心称为绝对瞬心； 若 瞬心的绝对速度不为零 ，则该瞬心称为相对瞬心。
3．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于 垂直于导路方向的无穷远 处。当两构件组成高副时，两个高副元素作纯滚动，则其瞬心就在 接触点处 ；若两个高副元素间有相对滑动时，则其瞬心在 过接触点两高副元素的公法线上 。 4．当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用 三心定理 来求。
5．3个彼此作平面平行运动的构件间共有 3 个速度瞬心，这几个瞬心必定位于 一条直线 上。
6．机构瞬心的数目K与机构的构件数N的关系是 K＝N(N－1)/2 。 7．铰链四杆机构共有 6 个速度瞬心，其中 3 个是绝对瞬心。
8．速度比例尺μν表示图上 每单位长度所代表的速度大小 ，单位为： (m/s)/mm 。 加速度比例尺μa表示图上每单位长度所代表的加速度大小 ，单位为 (m/s2)/mm。 9．速度影像的相似原理只能应用于 构件 ，而不能应用于整个机构。
10．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为 平 动，牵连运动为 转 动时（以上两空格填转动或平动），两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为2×相对速度×牵连角速度；方向为 相对速度沿牵连角速度的方向转过90°之后的方向 。
第四章 机构力分析
一、填空题：
1. 作用在机械上的力分为 驱动力 和 阻抗力 两大类。 2．对机构进行力分析的目的是：
(1) 确定运动副中的反力 ；(2) 确定机械上的平衡力或平衡力矩 。
3．确定构件惯性力的一般性方法中，对作平面移动的物体，其惯性力为 -ma ； 对绕定轴转动的构件，若转动轴线不通过质心，则其惯性力为 -ma ，而惯性力偶矩为 -Jα ；若转动轴线通过质心，则只存在 -Jα 。
4. 质量代换法是指把构件质量按一定条件用 集中于构件上某几个选定点的假想集中质量 来代替。假想的集中质量称为 代换质量 ，其所在的位置称为 代换点 。 5. 质量代换应满足三个基本条件：
① 代换前后构件的质量不变 ；
② 代换前后构件的质心位置不变 ；
③ 代换前后构件对质心轴的转动惯量不变 。
6. 质量代换中，动代换是指满足质量不变、质心位置不变以及对质心轴的转动惯量不变；而静代换则是指只满足 构件的质量不变和质心位置不变 。
7. 在滑动摩擦系数相同条件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是槽面摩擦的当量摩擦系数为f??f，明显大于f ，因此，机械中三角带传动比平型带传动用得更为广泛，sin?而联接用的螺纹更多地采用三角形为螺纹牙型。
4．考虑摩擦的移动副，当发生加速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 大于摩擦角 ，当发生匀速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 等于摩擦角 ，当发生减速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 小于摩擦角 。 4．考虑摩擦的转动副，当发生加速运动时，说明外力的作用线 在摩擦圆之外 ，当发生匀速运动时，说明外力的作用线 与摩擦圆相切 ，当发生减速运动时，说明外力的作用线 与摩擦圆相割 。
1. 凡是驱动机械产生运动的力统称为 力，其特征是该力与其作用点的速度方向 或成 ，其所作的功为 。
A．驱动； B．平衡； C．阻抗； D．消耗功； E．正功；
F．相同； G．相反； H．锐角； I．钝角； J．负功 答：AFHE
2. 简述进行质量代换需要满足的三个条件？动代换和静代换各应满足什么条件？ 答：质量代换法需满足三个条件：
1、 代换前后构件的质量不变； 2、 代换前后构件的质心位置不变；
3、 代换前后构件对质心轴的转动惯量不变；
其中：动代换需要满足前面三个条件；静代换满足前两个条件便可。
3. 什么是当量摩擦系数？分述几种情况下的当量摩擦系数数值。
答：为了计算摩擦力简便，把运动副元素几何形状（接触面形状）对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦系数中，这种转化后的摩擦系数称为当量摩擦系数。 对单一平面 fV?f；槽角为2?时fv?f；半圆柱面接触时fV?kf，k?1~?/2 sin?
4．移动副中总反力的方位如何确定？
答：1）总反力与法向反力偏斜一摩擦角2）总反力的偏斜方向与相对运动方向相反。
5. 移动副的自锁条件是 驱动力作用在移动副的摩擦角内 。
6. 转动副的自锁条件是 驱动力臂≤摩擦圆半径 。
7. 判定机械自锁的条件有哪些？
答：1)驱动力位于摩擦锥或摩擦圆内； 2）机械效率小于或等于0
3）能克服的工作阻力小于或等于0
8.判断对错，在括号中打上 √ 或 ×：
在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。 （√ ）
第五章 机械效率
一、填空题：
r1．设机器中的实际驱动力为P，在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动力为P0，则
机器效率的计算式是? = P0/P 。
2．设机器中的实际生产阻力为Q，在同样的驱动力作用下不考虑摩擦时能克服的理 想生产
rrrrrrr阻力为Q0,则机器效率的计算式是 ?? Q/Q0 。
3．假设某机器由两个机构串联而成，其传动效率分别为?1和?2，则该机器的传动效率为
?1*?2 。
4．假设某机器由两个机构并联而成，其传动效率分别为?1和?2，则该机器的传动效率为 （P1*η1+ P2*η2）/(P1+P2) 。
5. 从受力观点分析，移动副的自锁条件是 外力的作用线与运动方向法线的夹角小于等于摩擦角 ；转动副的自锁条件是 外力的作用线与摩擦圆相切或相割 ；从效率观点来分析，机械自锁的条件是 效率小于等于零 。
第六章 机械的平衡
一、填空题：
1.研究机械平衡的目的是部分或完全消除构件在运动时所产生的 惯性力和惯性力偶矩 ，减少或消除在机构各运动副中所引起的 附加动压 力，减轻有害的机械振动，改善机械工作性能和延长使用寿命。 2.回转构件的直径D和轴向宽度b之比D/b符合?5条件或有重要作用的回转构件，必须满足动平衡条件方能平稳地运转。如不平衡，必须至少在 2 个校正平面上各自适当地加上或去除平衡质量，方能获得平衡。
3.只使刚性转子的 惯性力 得到平衡称静平衡，此时只需在 1个 平衡平面中增减平衡质量；使 惯性力和惯性力偶矩 同时达到平衡称动平衡，此时至少要在 2 个选定的平衡平面中增减平衡质量，方能解决转子的不平衡问题。
4. 刚性转子静平衡的力学条件是 质径积向量和等于零 ，而动平衡的力学条件是 质径积向量和等于零，离心力引起的合力矩等于零 。
5.符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在 回转轴线上 。静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在 质心最低处 位置静止，由此可确定应加上或去除平衡质量的方向。
6. 图a、b、c中，S为总质心，图 a, b 中的转子具有静不平衡，图 c 中的转子是动不平衡。
7.机构总惯性力在机架上平衡的条件是 机构的总质心静止不动 。 8.在图示a、b、c三根曲轴中，已知m1r1?m2r2?m3r3?m4r4，并作轴向等间隔布置，并且各曲拐
都在同一轴平面内，则其中 a, b, c 轴已达静平衡， c 轴已达动平衡。
1. 在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用 相对地表示。 答：质径积
2. 刚性转子的动平衡的条件是 。
答：偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为0
3.转子静平衡和动平衡的力学条件有什么异同？ 答：静平衡：偏心质量产生的惯性力平衡
动平衡：偏心质量产生的惯性力和惯性力矩同时平衡
4．造成转子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？
答：原因：转子质心与其回转中心存在偏距；
平衡目的：使构件的不平衡惯性力和惯性力矩平衡以消除或减小其不良影响。
5. 造成转子动不平衡的原因是什么？如何平衡？
答：转子的偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩不平衡；
平衡方法：增加或减小配重使转子偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡。 6. 回转构件进行动平衡时，应在 两 个平衡基面上加平衡质量。
7. 质量分布在同一平面内的回转体，经静平衡后_______________（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后___________（一定、不一定、一定不）满足静平衡；质量分布于不同平回转面内的回转体，经静平衡后____________（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后____________（一定、不一定、一定不）满足静平衡。 答：一定 一定 不一定 一定