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一、简答题

1． 什么是速度影像？什么是加速度影像？有何用途？

【答案】速度影像是指同一构件上三个点在速度矢量图上组成的图形；加速度影像是指同一构件上三个点在加速度矢量图上组成的图形。如果已知一构件上两点的速度、加速度，可利用速度影像、加速度影像来求第三点的速度、加速度。 2． 何谓质量代换法? 进行质量代换的目的何在? 动代换和静代换各应满足什么条件? 各有何优缺点? 静代换两代换点与构件质心不在一直线上可以吗？

【答案】（1）质量代换法是把构件的质量按一定条件用集中于构件上某个选定点的假想集中质量来代替的方法。质量代换法是设想把构件的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的方法称为质量代换法。

（2）目的：质量代换法只需求各集中质量的惯性力，无需求惯性力偶矩，简化了惯性力的确定。

（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。

优点：代换后，构件的惯性力和惯性力偶都不会发生改变；

缺点：一代换点确定后，另一代换点位置不能随意选择，否则会给工程计算带来不便。 （4）静动代换满足的条件：①代换前后构件的质量不变；②代换前后构件的质心位置不变。 优点：两个代换点位置均可以任一选取，引起的误差能被一般工程接受，常为工程上所采纳；缺点：代换后，构件的惯性力偶会产生一定误差。

（5）静代换时，两代换点与构件质心必在一条直线上，因为两代换点的质心在两代换点的连线上，如果两代换点不与构件质心共线，则无法满足代换前后构件的质心位置不变这个条件。

3． 何谓机器的“运转速度不均匀系数”？机械的周期性速度波动调节的实质和方法是什么？

【答案】角速度的变化量和其平均角速度的比值来反映机械运转的速度波动程度，此比值即机械的运转速度不均勾系数。

机械的周期性速度波动调节实质是将其速度波动限制在许可的范围之内。方法是在机械系统中安装一个具有较大转动惯量的盘状零件即安装一个飞轮。

4． 棘轮机构除常用来实现间歇运动的功能外，还常用来实现什么功能？

【答案】棘轮机构除了常用的间歇送进功能外，其它主要功能有：制动、转位分度、超越离合。

5． 一高速回转轴有动平衡要求，但由于轴的结构特殊不便于作动平衡实验。该轴的材料为电渣，轴的几何尺寸公差和形状位置公差均控制得很严，该轴欲不作重熔的（能保证轴材料的均匀性）动平衡实验，问是否可行？

【答案】不可行。虽然能保证该轴材料的均匀性，且轴的几何尺寸公差和形状位置公差控制得很严格，但是高速回转轴具有很高的动平衡要求，这是因为轴可能存在的较小的不平衡质量，将会使轴在高速回转过程中产生极大的惯性力和惯性力矩，因此，必须进行动平衡实验。

6． 为什么平面铰链四杆机构一般只能近似地实现给定的运动规律和轨迹？

【答案】因为平面铰链四杆机构最多只能实现五个精确位置。如给定的运动规律和轨迹要求超过五个精确位置，则平面铰链四杆机构将无法满足所有的要求。因而只能精确地满足某些位置要求，而另一些只能近似地予以满足。

二、计算分析题

7． 图所示为一钢制圆盘，盘厚b=50mm。位置I 处有一直径. 质量m2=0.5kg的重块。为了使圆盘平衡，拟在圆盘上位置。（钢的密度

）

的通孔，位置II 处有一

处制一通孔，试求此孔的直径与

图

【答案】该问题为静平衡问题，在位置I 处的质径积为其中，可得：

位置II 处质径积为：根据静平衡条件

可得：

代入数据得：

所需平衡质量的大小为：孔的直径为：方向：

即孔的质心与X 轴正方向的夹角为72.23°。

8． 如图1所示曲柄滑块机械（运动简图）中，已知构件的尺寸活塞的质量

连杆的质量

连杆对其质心

的转动惯量

及曲柄每分钟转数

试确定连杆和活塞的惯性力。

图1

【答案】曲柄的角速度为：

选择合适的比例尺

和

作出速度多边形及加速度多边形，分别如图2（a ）、（b ）所示。

图2

可得：活塞惯性力连杆惯性力连杆惯性力矩

方向与方向与

方向与

相反； 相反； 相反。

方向为逆时针。

9． 在如图所示的轮系中，已知各轮均为标准齿轮，齿数为

问：

（1）齿轮B 的齿数

是多少？

（2）当轴转一转时，轴转多少？轴和轴的转向是否相同？