一、填空題

1.平面運動副的最大約束數為2，最小約束數為一L。

2.平面機構中假設引入一個高副將帶入個約束，而引入一個低副將帶入__2_個約束。

平面機構中約束數與自由度數的關系是約束數+自由度數=30

3.在機器中，零件是最小制迨的單元,構件是最小運動的單元。

4.點或線接觸的運動副稱為高副,如齒輪副、凸輪副等。

5.機器中的構件可以是單一的零件，也可以是由多個零件裝配成的剛性結構，

6.J個構件相互接觸形成的具有確定相對運動的一種聯接稱為運動副。

7.而接觸的運動副稱為低副,如轉動副、移動副等。

8.把兩個以上的構件通過運動副的聯接而構成的相對可動的系統稱為是運動鏈,假設運動以的各構件

構成了首末封閉的系統稱為閉鏈,假設運動鏈的構件未構成首末封閉的系統稱為開鏈。

9.平面機構是指組成機構的各個構件均在同一平面內運動。

10.在平面機構中，平面低副提供2個約束,平面高副提供1個約束。

1：.機構具有確定運動時所必須給定的獨立運動參數的數H稱為機構的自由度。

12.機構具有確定運動的條件是機構的原動件數等于自由度數。

二、簡答題

1.機構具有確定運動的條件是什么？

答：1.要有原動件；2.自由度大于0；3.原動件個數等于自由度數。

2.何謂復合較鏈、局部自由度和虛約束？在計算機構自由度時應如何處理？

答：復合較鏈是三個或更多個構件組成兩個或更多個共軸線的轉動副。

在有些機構中，其某些構件所能產生的局部運動并不影響其他構件的運動，我們把這些構件所能產

生的這種局部運動的自由度稱為局部自由度。

虛約束是在機構中與其他約束重復而不起限制運動作用的約束。

在計算機構自由度時,K個構件匯交而成的復合較鏈應具有（K-1）個轉動副，同時應將機構中的局部自

由度、虛約束除去不計。

三、計算題

1.試計算圖1所示凸輪一一連桿組合機構的自由度。

解由圖I可知，B,E兩處的滾子轉動為局部自由度，即F=2；而虛約束p=0,那么n=7,p1=8（C,F處

雖各有兩處接觸，但都各算一個移動副），ph=2,于是由式（L2）得

,,

F=3n-（2pi+ph-p）-F=3X7-（2X8+2-O）-2=1

這里應注意：該機構在D處雖存在軌跡重合的問題，但由于D處相較接的雙滑塊為一個H級桿組，

未引入約束，故機構不存在虛約束。如果將相較接的雙滑塊改為相固聯的十字滑塊時，該機構就存在一

個虛約束或變成含有一個公共約束m=4的閉環機構了。

圖1

2.試計算圖2所示的壓床機構的自由度。

解由圖2可知，該機構存在重復結構局部，故存在虛約束。實際匕從傳遞運動的獨立性來看，有機

構ABCDE就可以了，而其余局部為重復局部，那么引入了虛約束。

直接由圖2知，n=14,p尸22（其中C,C”,C均為復合較鏈），ph=O,p'=3,F'=0,由式（）得

,

F=3n-（2pi+ph-p）-F'=3x14-（2x22+0-3）-0=1

這里重復局部所引入的虛約束數目p'可根據該重復局部中的構件數目n\低副數目pr和高副數目

Ph'來確定，即

P'=2p「+p『—3n'=2x15—0-3x9=3

計算機構中的虛約束的數目在實際工程中是很有意義的，但就計算機構自由度而言，此類型題用前一種

解法顯得更省事。

圖2

3試計算圖3所示機構的自由度。

解此機構為公共約束不同的多閉環串聯機構。由圖3可知，閉環【（6J-2-6）和閉環H（62-3-4-6）

的公共約束為m尸mn=3,而閉環HI16-4-5-6）的公共約束為m川=4。此機構的自由度計算應按公共約束

不同分別進行計算。即

由第I和第H閉環組成的機構，n=4,p）=4,ph=2,p，=0,F=1（D處滾子3的轉動），有

F=3n-（2p）+ph-p5）-F,=3X4-（2X4+2-0）-1=1

由閉環HI組成的機構為楔塊機構，n=2,p尸3,那么

F2=2n-pi=2x2-3=1

因為前局部與后局部機構為串聯，即構件4為前一機構的從動件，同時又為后一機構的原動件，且機構

有確定的運動，故該機構的自由度為1。

圖3

4試計算圖4所示機構的自由度。

解該機構為空間機構，且公共約束m=0,n=3,p5=2（A處為轉動副，C處為移動副），p3=2（B,D處

為球面副）；又由圖可知，連桿2及3繞自身轉動為局部自由度由式（L3）求得

F=6n-5P5-3P3-F'=6X3-5x2-3x2-1=1

故該機構的自由度為1。

圖4

5計算圖5所示平面機構的自由度，并指出復合校鏈、局部自由度及虛約束，在進行高副低代后，分析

機構級別。

解G處的滾子轉動為局部自由度，即F=l；而虛約束p'=0,那么n=10,p尸13（D處為復合皎鏈），ph=2,

于是由式（1.2）得

F=3n-（2pi+ph-p'）一F'=3x10-（2x13+2-0）-1=1

11級機構

圖5

6求圖6所示機構的自由度，并在圖中標明構件號，說明運動副的數目及其所在位置，最后分析機構為

幾級機構。

解B處的滾子轉動為局部自由度,即F=l；而虛約束p'=0,那么n=7,p.=9（O,B,C處為復合校鏈），

6=1，于是由式（1.2）得

F=3n-（Zpi+ph-p*）-F*=3x742x9+1-0）-1=1

HI級機構

圖6

7在圖7所木的運動鏈中,標上圓弧箭頭的構件為原動件。1AB=1CD?1AF=1DE?IBC=L\D=1FE°試求出該運

動鏈的自由度數目。

解虛約束p'=l（EF桿帶入一個虛約束），那么n=8,pi=12（C處為復合較鏈），ph=0,F=0；于是由式（1.2）

得

,

F=3n-（2pi+ph-p）-F*=3x8-（2x12+0-1）-O=l

圖7

8試計算圖8所示機構的自由度。

解n=5,pi=7〔B處為兔合較性），ph=0,那么

F=3n-2pi-ph=3x5-2x7-0=1

圖8

9試計算圖9所示運動鏈的自由度，如有復合較鏈、局部自由度、虛約束需明確指出,并判斷是否為機

構。

解視齒輪2,及4,引入虛約束，輪4,軸與機架三處接觸組成轉動副只算一處，得

F=3n-2pi-ph=3x5-2x5-4=1

圖9

10試計算圖10所示機構的自由度，假設有復合校鏈、局部自由度或虛約束時，應予以指出，并進行高

副低代，確定該機構的級別。

解B處的滾子轉動為局部自由度，即F=l；而虛約束p=O,那么n=9,pi=12（E處為復合較鏈），ph=l,

于是由式（1.2）得

,J

F=3n-（2pi+ph-p）-F=3x9-<2x|2+l-O）-l=l

HI級機構

圖10

11判別圖11所示機構的運動是否確定，為什么？對該機構進行高副低代，拆組分析，并確定機構的級

別。

解E處的滾子轉動為局部自由度，即F=l；而虛約束p，=0,那么n=6,pi=7,ph=l>于是由式（1.2）

得

F=3n-（2pi+ph-p'）-F,=3x6-（2x7+1-0）-1=2

機構運動確定，為II級機構。

圖II

12試計算圖12所示機構的自由度。

解該機構為空間機構，且公共約束m=0,n=4,p5=2[A處轉動副和D處移動副），p4=l（E處），p3=2

（B,C處球面副）；又由圖可知，連桿4的移動為局部自由度F=l。由式（1.3）求得

F=6n-5p5-3P3-F'=6x4-5x2-4x1-3x2-1=3

故該機構的自由度為3。

圖12

13圖a）所示為一簡易沖床的初擬設計方案。設計者的思路是：動力由齒輪1輸入，使軸A連續網轉;而

固裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機構使沖頭4上下運動，以到達沖壓的目的。試繪出其機構

運動簡圖（各尺寸由圖上量取），分析是否能實現設計意圖，并提出修改方案。

解1）選取適當比例尺〃/,繪制機構運動簡圖（見圖b）

2）分析是否能實現設計意圖

n=3

PL=4PH=1

p=0F=0

F=3n-12m+電一D')-F'

=3x3-(2x4+1-0)-0

=0

機構有無確定運動？無

能否實現設計意圖？不能

3）提出修改方案（圖c）

6）〃尸300mm/mm

14傳動順序用數字1、2、3…在圖示機構上給構件編號。

2）計算自由度，并判斷有無確定運動：

在圖中指明復合較鏈、局部自由度和虛約束

n=9/?i=13/?h=0

jy=1F=Q

F=3n-⑵i+Db-p')-F'=3x9-(2x13+0-1)—0=1

機構原動件數目=1

機構有無確定運動？有

3）桿組拆分，并判斷機構級別：（從遠離原動件的方向開始拆分）

可見，該機構為n級機構。

15按傳動順序

用數字1、2、3…

在圖示機構上

給構件編號。

2）計算自由

度，并判斷有無

確定運動：

請在圖中指

明：復合較鏈、

局部自由度和

虛約束

n=7

pi尸10〃產0

r>=0F=0

F=3n-(2pi+ph-p")-F

=3x7—(2x10+0-0)-0=1

機構原動件數目=1機構有無確定運動？有

3）桿組拆分，并判斷機構級別：1從遠離原動件的方向開始拆分〕

可見，該機構為JL級機構。

3-1

填空題：

I.速度瞬

心是兩剛

體上

瞬時速度

相等

的重合點。

2.假設瞬心的絕對速度為零,那么該瞬心稱為絕對瞬心；

假設瞬心的絕對速度不為叱，那么該瞬心稱為相對瞬心。

3.當兩個構件組成移動副時，其瞬心位于垂宜.于導路方向的無窮遠處。當兩構件組成

高副時，兩個高副元素作純滾動，那么其瞬心就在接觸點處；假設兩個高副

元素間有相對滑動時，那么其瞬心在過接觸點兩高副元素的公法線上。

4.當求機構的不互相直接聯接各構件間的瞬心時，可應用三心定理來求。

5.3個彼此作平面平行運動的構件間共有^3個速度瞬心，這幾個瞬心必定位于

一條直線上。

6.機構瞬心的數日K與機構的構件數N的關系是K=MN—l）/2。

7.錢鏈四桿機構共有6個速度瞬心,其中3個是絕對瞬心。

8.速度比例尺U、表示圖上每單位長度所代表的速度大小,單位為：（m速/mir。

加速度比例尺3友示圖上每單位長度所代袤的加速度大小，單位為（iMd/mm.

9.速度影像的相似原理只能應用于構件，而不能應用于整個機構。

10.在擺動導桿機構中，當導桿和滑塊的相對運動為平動,牽連運動為轉動時（以

上兩空格填轉動或平動），兩構件的重合點之間將有哥氏加速度。哥氏加速度的大小為

2X相對速度X牽進角速度；方向為相對速度沿牽進角速度的方向轉過90°之后的

方向。

3-2試求出圖示各機構在圖示位置時全部瞬心的位置（用符號4直接標注在圖上）。

C

3）當叱=0時，Q隹2值（有兩個解）；

解：1）以選定的比例尺川作機構運動簡圖（圖b）。

2）求叱，定出瞬心打3的位置（圖b）

vc二巴匕4〃/

色

V*4名改,

=!()x6°x58x3—X174=418(mm/s)

83x3

3）定出構件3的BC線上

速度最小的點E的位置：

E點位置如下圖。

VE=出3后瓦X52X3

=374（mm/s）

4）定出叱=0時機構的兩個位置（作于圖c）,

量出：

01P45。92227。

3—4如下圖為一凸輪?■連桿組合機構，設凸輪1的角

加速度3，試用瞬心法確定在圖示位置時構件4的當

角加速度①4的大小和方向。

解：瞬心如下圖。

因P14內分/45，故Q與3反向，即沿

由于瞬心外4是構件1和4的等速重合點,

逆時針方向。

而Rs是構件4和5的絕對瞬心，故

3-5在圖示機構中，滾輪2與地面做純滾動，構件3以速度V3向左移動，試用瞬心法求

滑塊5的速度V5的大小和方向，以及輪2的角速度3的大小和方向.

解：匕》=匕

孫=，，方向為逆時針

■AB典

匕）5小=月耳4電，方向向左

匕=匕+匕雙）3,方向向左

3-6鉉鏈四桿機構的位置（圖a）及其加速度矢看

與構件3的角加速度也、力的表達式，并在圖a上

解：

。,=%=絲2，逆時針方向

-展BC內

比=絲線，逆時針方向

,coCD%

3—7：在圖示機構中，/AB=，3C=，CD=/，且構件I以助勻速轉動。AB、BC處于水平位置CD1BC,

試用相對運動圖解法求公」，⑷（小和因可任意選擇）。

解：屬「兩構件間重合點為問題

思路：因B?點的運動，故通過B2點求氏點的運動。

1）速度分析

方向：1BD1AB〃CD

大小：？3”？

在速度多邊形中，：b3與極點p重合，???VB3=0

且3尸\上3//I?I=O，由于構件2與構

件3套在一起，，32=33=0

2）加速度分析

方向：!BDBfA〃CD

大小：0?3：10?

uuct

在加速度多邊形中，矢量代表

④V2?忒12

那么有：。3=廠=一六一—=①1

'BDV2?/

uiwt

將矢量不瓦移至B3點，可見為23逆時針。

3-8在圖示擺動導桿機構中,ZBAC=90°,LAB=60mm,LAC=120mm,曲柄AB以等角速

度3尸30rad/s轉動。請按照尺寸按比例重新繪制機構運動簡圖，試用相對給動圖解法求構件

A1B

3的角速度和角加速度。

解：取長度比例尺外=0.001作機構運動簡圖

VB2=G)i*//\B=30*60=1800mm/s

2

〃B2=31?/AB=30?60=54m/s-3

/V4Wc

%2+以382方向：J-BCXAB//

?3JAB?ba

3產§（rad/s,順時針

b2

方向:：iB-C±BCB-AC-*B_L

大小:33%?3MB23?4=m/s/mm

aB3B2

b3‘

b2‘

ba”

ai^^lOrad/s2,逆時針

C

(注：?和計算過程略）

3一9隹鏈四桿機構的儂置、速度多邊形和加速度多邊形如下列圖所示。試求:

i

①構*1、2和3

索度均為理的點Xi、X2和X3的位置;

②構伊2上加蹲侵為零的點Q位置，并求出該點的速度%:

③構體2上球度為零的點H位置，并求出該點的加速度〃〃;

H

I

aH=KXp%''XVQ=!VXpqX

(各速度矢量和加速度矢量的大小任意，但方向必須與此答案相同)

3—10圖示連桿機構，長度比例尺川=0.001ni/mm,其中人8=15nim,/co=40mm,/8c=4Cmm,

/即=/8=20mm,/￡F=20mm,coi=20rad/s,試用相對韻達圖解法求：

(1)a)2、g、3、g的大小和方向;

(2)。2、夕3、《4、as的大小和方向；

(3)構件4上的點居的速度Vf4和加速度

(4)構件5上的點E的速度y四和加速度。乃。(速度多邊形和加速度多邊形的比例尺分

別為.=0.005(m/s)/mm,4a=0.006(m/s2)/mm，要求列出相應的矢量方程式和

計算關系式。)

解：速度多邊形和加速度多邊形如下圖

(1)fi)2=7.75rad/s,*=9rad/s,逆時針方向

W4=ft)5=5rad/s,順時針方向

(2)?2=165rad/s2,順時針方向；?32,逆時針方向；c(4=?52?順時針方向

2

13)=〃。4,=36x0.005=0.13mls，aF4==2.52m/s

=2

(4)VF5pf5pv=30x0.005=0.15〃z/s，aF5=p'f5pa=\.62m/s

3-11機構如下圖，構件長度，并且桿1以角速度助轉動，用相對運動圖解法求該位置滑

塊5的速度及加速度。

解：

(I)速度分析：構件2擴大

*3=L+*3B2，其中以2="=3AB

VVV

取從，做速度多邊形V￡=vD+vED

利用速度影像法求得力點

故匕=以=〃"4

(2)加速度分析

V,；V_VVVr

a(i3+z=a(i2+aB3B2k+“8382，

其中“82=。Bl=①JAB，*382=2①2V8382，=以3〃8C

VVV

取4〃做速度多邊形=vD+vED

利用加速度影像法得小'點，那么

aD=兀，〃EO〃=〃ED=°(QVED=°)

故a-P"a

填空題：

1.作用在機械上的力分為驅動力和阻抗力兩大類。

2.對機構進行力分析的目的是：

(1)確定運動副中的反力:

(2)確定機械上的平衡力或平衡力矩o

3.確定構件慣性力的一般性方法中，對作平面移動的物體，其慣性力為-ma；對■繞定軸

轉動的構件，假設轉動軸線不通過質心，那么其慣性力為-ma,而慣性力偶矩為；1

_o_;假設轉動軸線通過質心，那么只存在邸。。

4.質量代換法是指把構件質量按一定條件用集中于構件上某幾個選定點的假想集中質量

來代替。假想的集中質量稱為代換質量，其所在的位置稱為代換點。

5.質量代換應滿足三個根本條件：

①代換前后構件的質品?不變：

②代換前后構件的質心位置不變____________________；

③代換前后構件對質心軸的轉動慣量不變o

6.質量代換中，動代換是指滿足質量不變、質心位置不變以及對質心軸的轉動慣量不變;

而靜代換那么是指只滿足構件的質量不變和質心位置不變。

7.在滑動摩擦系數相同條件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是槽面摩擦的當量摩擦系

人=心

數為sin?,明顯大于f,因此，機械中三角帶傳動比平型帶傳動用得更為廣泛，

而聯接用的螺紋更多地采用三角形為螺紋牙型。

8.考慮摩擦的移動副，當發生加速運動時.，說明外力的作用線與運動方向法線的夾角上

于摩擦角，當發生勻速運動時，說明外力的作用線與運動方向法線的夾角等于摩擦

角，當發生減速運動時，說明外力的作用線與運動方向法線的夾角小于摩擦角0

9.考慮摩擦的轉動副，當發生加速運動時，說明外力的作用線在摩擦圓之外，當發生

勻速運動時，說明外力的作用線與摩擦圓相切，當發生減速運動時，說明外力的作用

線勺摩擦圓相割。

選擇題：

1.在車床刀架驅動機構中，絲杠的轉動使與刀架固聯的螺母作移動，那么絲杠與螺母之間

的摩擦力矩屬于C。

A)驅動力；B)生產阻力；C)有害阻力；D)慣性力。

2.風力發電機中的葉輪受到流動空氣的作用力，此力在機械中屬于A0

A）驅動力；B）生產阻力；C）有害阻力；D）慣性力。

3.在空氣壓縮機工作過程中，氣缸中往復運動的活塞受到壓縮空氣的壓力，此壓力屬于Bo

A）驅動力；B）生產阻力：C）有害阻力；D）慣性力。

4.在外圓磨床中，砂輪磨削工件時它們之間的磨削力是屬于工。

A）驅動力；B）生產阻力；C）有害阻力；D）慣性力。

5.在帶傳動中，三角膠帶作用于從動帶輪上的摩擦力是屬于上。

A）驅動力；B）生產阻力；C）有害阻力；D）慣性力。

6.在機械中，因構件作變速運動而產牛.的慣性力D。

A）一定是驅動力；B）一定是阻力：

C）在原動機中是驅動力，在工作機中是阻力；

D）無論在什么機器中，它都有時是驅動力，有時是阻力。

7.在機械中阻力與其作用點速度方向D。

A）.相同;B）.一定相反;C）成銳角;D）.相反或成鈍角

8.在機械中驅動力與其作用點的速度方向C.

A）一定同向；B）可成任意角度；CI相同或成銳角；D）成鈍角

9.考慮摩擦的轉動副，不管軸頸在加速、等速、減速不同狀態下運轉，其總反力的作用

線C切于摩擦圓。

A）都不可能；B）不全是；C）一定都。

計算和分析：

⑵假設d=1200mm.a=25min及軋*昆與扎件間的摩擦系數f=0.3,求扎件的

最大厚度h.

解：⑴圖示工件在A點處受到輯子給工件的作用力，根據摩擦角的定義，

該力方向將沿接觸點公法線方向，向阻礙工件相對輯子運動方向偏轉摩擦/"、

角，如下圖/\6

明顯，兩個力的合力必須產生向右的分力才能,['）

將工件牽引入內，即必須0”才能完成牽引I肝息為上千

⑵由幾何關系1yrp

h=2（廠一廠cos夕）+25=2{600-6（X）cos^-,CO.l）]}+25=75

2.圖示手壓機機構運動簡圖。運動副A、B、C處的摩擦圓

（以細線圓表示）及移動副的摩擦角如圖示。作用于構件11：

的驅動力P=500N。試用圖解法作：

=0.004m/nam

(I)在該簡圖上畫出各運動副的總反力作用線及指向;

(2)寫出構件1、3的力矢量:方程式：

⑶畫出機構的力多邊形。

2.如圖示為某凸輪連桿結構，構件1為主動件，和F,分別為驅動力矩和生產阻力，以

A、B、C、D為圓心的較大的圓為摩擦圓，°為摩擦角。試在圖中畫出機構在該位置時各構

件在運動副處的總反力卜包括指向和作用線位置)。

F32

D

F52

3.圖示楔塊裝置，兩面摩擦系數均為九求將楔塊/打入

2后能自鎖的條件。即撤去后，在楔緊力作用下，楔

塊/不能脫出的條件。

圖示：必須滿足摩擦角夕2。即

填空題：

1.設機器中的實際驅動力為力，在同樣的工作阻力和不考慮摩擦時的理想驅動力為凡那

么機器效率的計算式是于

2.設機器中的實際生產阻力為々，在同樣的驅動力作用下不考慮摩擦時能克服的理想生產

阻力為@),那么機器效率的計算式是

3.假設某機器由兩個機構串聯而成，其傳動效率分別為7和生,那么該機器的傳動效率應

該為〃|*〃2。

4.假設某機器由兩個機構并聯而成，其傳動效率分別為7和生，那么該機器的傳動效率應

該為(Pi*ni+P2*n2)/(?i+P>)。

5.從受力觀點分析，移動副的自鎖條件是外力的作用線與運動方向法線的夾角小干等干

摩擦角；轉動副的白鎖條件是外力的作用線與摩擦圓相切或相割；從效率觀點來分析,

機械自鎖的條件是效率小于等于零。

分析與計算題：

1.某滑塊受力如下圖，滑塊與地面間摩擦系數f,試求F與Q分別為驅動力時的機構運動

效率。

F為驅動力：(p=IfQ

于是由正弦定理：F=如吸0。+0)

sin(9OO-0-0)巾3F

令…’得「sin溫-6)Q______________\

因此，其效率為〃="二_sin”_…)_

Fsin(9O°+^)sin(9O-6>)\VO°4-/

并取倒\

當Q為驅動力，F變為阻力，取一°代替上式中的8,

數，得

2.圖示楔塊機構。：］二夕=60’,各摩擦面間的摩擦系數均為

f=0.1EMl力Q=1OOCN。試：

①畫出各運動副的總反力；

②畫出力矢量多邊形；

③求出驅動力P值及該機構效率。

由正弦定理：

治

--------------------------=?Q=

sin(180°+2(p—y—p)sin(90°-9)sin(4-2。)sin(900+(p)

于是

代入各值得：P=1430.7007N

取上式中的。=0°,可得外=1000N

于是77=?=0.6990

3.機構位置圖、摩擦圓半徑、摩擦角如下圖。圖中為生產阻力。試

(1)在圖中畫出各運動副總反力作用線(方向、位置及指向)；

(2)求出機構在圖示位置的驅動力及瞬時效率。4=0.002m/mm

一、填空題：

慣性力和慣性力偶矩，減少或消除在機構各運動副中所引起的附加動壓力,減輕有害的機械振動，

改善機械工作性能和延長使用壽命。

。和軸向寬度力之比。/〃符合三條件或有重要作用的回轉構件，必須滿足動平衡條件方能平穩地運

轉。如不平衡，必須至少在2個校正平面上各自適當地加上或去除平衡質量，方能獲得平衡。

慣性力得到平衡稱靜平衡,比時只需在上二平衡平面中增減平衡質量；使慣性力和慣性力偶矩同時

到達平衡稱動平衡，此時至少要在2個選定的平衡平面中增減平衡質量，方能解決轉子的不平衡問題。

4.剛性轉廣靜平衡的力學條件是質徑積向量和筲于零.而動平衡的力學條件是質徑積向量和等于零.

離心力引起的合力矩等于零.

5.符合靜平衡條件的回轉構件，其質心位置在回轉軸線上。靜不平衡的回轉構件，由于重力矩的作用，

必定在質心最低處位置靜」二,山此可確定應加上或去除平衡質量的方向。

6,圖a,b,c中，S為總質心，圖a,b中的轉子具有靜不平衡,圖c中的轉子是動不平衡。

機構的總質心靜止不動。

a、b,c三根曲軸中，=〃4弓="4G="?49，并作軸向等間隔布置，并且各曲拐都在同一軸

平面內，那么其中a,b,c軸已達靜平衡,C軸已達動平衡。

二、判斷題

1.假設剛性轉子滿足動平衡條件，這時我們可以說該轉子也滿足靜平衡條件。（J）

2.不管剛性回轉體上有多少個平衡質量，也不管它們如何分布，只需要在任意選定兩個平面內，分別適當

地加平衡質量即可到達動平衡。（J）

3.經過動平衡校正的剛性轉子，任一回轉面內仍可能存在偏心質量。（J）

4.作往復運動或平面復合運動的構件可以采用附加平衡質量的方法使它的慣性力在構件內部得到平衡。

（X）

三、選擇題：

1.設圖示回轉體的材料均勻，制造精確，安裝正確，當它繞AA軸線回轉時是處于狀態。

A）靜不平衡

B）靜平衡

0完全不平衡

D）動平衡

2.圖示為?惻柱凸輪。設該凸輪的材料均勻，制造精確，安裝正確,那么當它繞A4軸線轉動時，是處于』

狀態。

A）靜不平衡

B）靜平衡

0完全不平衡

D）動平衡

3.機械平衡研窕的內容是C

A）驅動力與阻力間的平衡

B）各構件作用力間的平衡

0慣性力系間的平衡

D）輸入功率與輸出功率間的平衡

4.圖示一變直徑帶輪。設該帶輪的材料均勻，制造精確，安裝正確，當它繞44軸線回轉時是處于。狀態。

A）靜不平衡

B）靜平衡

0完全不平衡

D）動平衡

5.圖示為一發動機曲軸。設各曲拐局部的質量及質心至回轉軸線的距離都相等，當該曲軸繞。。軸線向轉

時是處于』-狀態。

A）靜不平衡

B）靜平衡

0完全不平衡

D）動平衡

7.為了平衡曲柄滑塊機構A3C中滑塊C的往復慣性力（曲柄和連桿質量不計），在原機構上附加一對稱滑塊

機構ABC'o設滑塊。和C'質量相等，心=/3，兒=，機構在運轉時能到達」I。

A）慣性力全部平衡，且不產生附加慣性力偶矩。

B）慣性力全部平衡，但產生附加慣性力偶矩。

C）慣性力局部平衡，且不產生附加慣性力偶矩。

D）慣性力局部平衡，但產生附加慣性力偶矩。

四、計算題

1.圖示兩個回轉構件是否符合靜平衡條件？是否符合動平衡條件？為什么？442

對a

處于靜平衡狀態

對b,=10x1（）—4x15—4x10=0,.?.處于靜平衡狀態

將嗎分解到1,3平面內在平面1中，

Ywv;=6x10-4x15=0

2.圖示為綠。點回轉的薄片圓席,在位?置/量分

在平面3中

別為〃?]=1.0kg,m2=0.5kg。為進彳=4x10-4x10=0表示

出孔的方向4,并求出鉆去材料的質量，樂。

，叼=1.0x0.1=0.1kgm

m2r2=().5x0.2=0.1kgm

由靜平衡條件：

〃2鳴+m2r2+mhrh=0

3.圖示為一鼓輪，上有重塊A,B,它們5IJ

得叫4=0.1kg,m,方向如下圖。

加一平衡質量叫,和m..,它們分布在q

DD

的大小，并在圖中畫出它的安放位置所以鉆孔的質量為",=0.l/0?5=0.2kg

一、填空題

1.設某機器的等效轉動慣量為常數，那么該機器作勻速穩定運轉的條件在每一瞬時,驅動功率等于阻抗功

些，作變速穩定運轉的條件。在?個運動周期中，驅動功等于阻抗功.

2.機器中安裝飛輪的原因，一般是為了調節周期性速度波動，同時還可獲降低原動機功率的效果。

3.在機器的穩定運轉時期，機器主軸的轉速可有兩種不同情況，即等速穩定運轉和變速穩定運轉,

在前?種情況，機器主軸速度是常數,在后?種情況，機器主粕速度是作周期性波動。

4.機器中安裝飛輪的目的是降低速度波動，降低電動機功率。

5.某機器的主軸平均角速度9”=10（）%d/s,機器運轉的速度不均勻系數5=0.05,那么該機器的

最大角速度綜由=102.5rad/s,最小角速度％訪=97.5rad/s°

6.機器等效動力學模型中的等效質量（轉動慣量）是根據動能和力（等效質量的動能等于機器所有運動構件

的動能之和）原那么進行轉化的,因而它的數值除了與各構件本身的質量（轉動慣量）有關外，還與各構

件質心處速度、構件角速度與等效點的速度之比的平方有關。

7.機器等效動力模型中的等效力（矩）是根據瞬時功率相等原那么進行轉化的,因而它的數值除了與原作

用力（矩）的大小有關外，還叮外力作用點叮等效點的速度之比有關。

8.假設機器處于起動（開車）階段，那么機器的功能關系應是輸入功大于輸出功和損失功之和，系統動能

增加，機器主軸轉速的變化情況將是機器主軸的轉速大于它的初速，由庫點逐步增加到正常值.

9.假設機器處于停車階段，那么機器的功能關系應是輸入功小于輸出功和損失功之和，系統動能減少，

機器主軸轉速的變化情況將是機器主軸的轉速，由正常速度逐步減小到零.

10.用飛輪進行調速時，假設其它條件不變，那么要求的速度不均勻系數越小，飛輪的轉動慣量將越為

在滿足同樣的速度不均勻系數條件下，為了減小飛輪的轉動慣量，應將飛輪安裝在高速軸上。

11.當機滯運轉時，由于負荷發生變化使機器原來的能量平衡關系遭到破壞，引起機器運轉速度的變化，

稱為非周期性速度波動。為了重新到達穩定運轉，需要采用調速器來調節。513

12.在機牌穩定運轉的?個運動循環中，運動構件的重力作功等十零,內為運動構件堇心的位置沒有

改變。

13.機器運轉時的速度波動有周期性速度波動和非周期性速度波動兩種,前者采用安裝飛輪調節,

后者采用安裝調速器進行調節。

14.假設機器處于變速穩定運轉時期，機器的功能特征應有一個運動循環內輸入功于等于輸出功與損失功

之和，它的運動特征是每?個運動循環的初速度和末速度相等。

15.當機制中僅包含定傳動比機構時,等效動力學模型中的等效顱量（轉動慣顯）是常量，假設機淵中包

含變傳動比機構時,等效質量（轉動慣量）是機構位置的函數。

叫

16.圖示為某機器的等效驅動力矩M“（0）和等效阻力矩M,（0）的線圖，其

'-----\Mr

等效轉動慣量為常數，該機繆在主軸位置角°等于2萬時，，主軸角速度到達[

—I____%

|~~---1

“ma、，在主軸位置角。等于時，主軸角速度到達端加。O汗2w

圖7-1-16

一、判斷題

1.為了使機器穩定運轉，機器中必須安裝飛輪。（X）

2.機器中安裝飛輪后，可使機曙運轉時的速度波動完全消除。（X）

3.為了減輕飛輪的重量，最好將飛輪安裝在轉速較高的軸上。（J）

（機器主軸）作等速轉動。（X）

5.枷器作穩定運轉,必須在每一瞬時驅動功率等于阻抗功率c（X）

6.機器等效動力學模型中的等效質量（轉動慣量）是一個假想質量（轉動慣量），它的大小等于原機器口各運

動構件的質量（轉動慣量）之和。（X）

7,機器等效動力學模型中的等效質量（轉動慣量）是一個假想質量（轉動慣量），它不是原機器中各運動構件

的質量（轉動慣量）之和，而是根據動能相等的原那么轉化后計算得出的。（J）

8.機器等效動力學模型中的等效力（矩）是一個假想力（矩），它的大小等于原機器所有作用外力的矢量:和。

（X）

（矩）是一個假想力（矩），它不是原機器中所有外力（矩）的合力，而是根據瞬時功率相等的原那么轉化后算

出的。（V）

（矩）是根據瞬時功率相等原那么轉化后計算得到的，因而在未求得機構的真實運動前是無法計算的。（X）

三、選擇題

1.在機械穩定運轉的一個運動循環中，應有A

（A）慣性力和重力所作之功均為零，

（B）慣性力所作之功為零，重力所作之功不為零；