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一、简答题

1． 自锁机械根本不能运动, 对吗? 试举2〜3个利用自锁的实例。

【答案】不对。自锁机械只有在满足自锁条件的状态下不能运动, 在其他的情况下是可以运动的。自锁常用于螺旋千斤顶、斜面压榨机、偏心夹具, 凸轮机构的推杆等。

2． 图1为一刚性转子, 为两个不平衡的质量, 且。怎样处理才能使转子满足动平衡？

图1

【答案】

图2

3． 飞轮为什么可以调速? 能否利用飞轮来调节非周期性速度波动, 为什么？

【答案】飞轮之所以能调速, 是利用了它的储能作用, 由于飞轮具有很大的转动惯量, 故其转速只要略有变化, 就可储存或者释放很大的能量。当机械出现盈功时, 飞轮可将多余的能量储存起来, 而当出现亏功时, 飞轮又可将能量释放出来以弥补能量的不足, 从而使机械速度波动的幅度降下来。

非周期性速度波动不能利用飞轮来调节, 通常靠安装调速器的方法来调节。非周期性速度波动的机械的驱动功和阻抗功已失去平衡, 机械已不再是稳定运转, 机械运转的速度将持续升高或持续下降, 此时必须利用调速器从机器的外部来调节输入机器的能耗, 飞轮只能在机器内部起转化和调节功能的作用。

4． 当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力, 并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时, 轴颈将作何种运动? 当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时, 也会发生自锁吗？

【答案】(1)外力作用在其摩擦圆之内, 外力对轴颈中心的力矩小于最大摩擦力矩, 轴颈发生自锁；外力作用在摩擦圆之外, 则外力对轴颈中心的力矩大于本身引起的最大摩擦力矩, 轴颈将加速转动；外力作用线与摩擦圆相切, 则外力对轴颈中心的力矩等于本身引起的摩擦力矩, 轴颈在轴承中处于临界状态, 轴颈作等速转动(如果原来轴颈是转动的) 或静止不动(若轴颈原本就未转动）。

(2)会, 当此外力偶矩小于自身最大摩擦力矩时即发生自锁。

二、分析计算题

5． 国产正常齿标准直齿圆柱齿轮外啮合，已知

:

又知【答案】

依

6． 计算图1(a)、(b)所示机构的自由度，若有复合铰，局部自由度，虚约束，应加指明。(已知在图1(a)中

) ，

得

m=8mm ，求:

和 ，

(a) (b)

图1

【答案】(1)在图1(a)中，E 处为复合铰链，B 处滚子绕自身的转动为局部自由度，构件IJ 及其引入的转动副I 、J 为虚约束。将两处高副转化为低副，去除虚约束后，机构简图如图2所示。

图2

此时机构中活动构件数目n=11, 则机构自由度为

.

(2)在图1(b)中，A 、B 之一为虚约束；CDEFG 、IJKLH 之一为虚约束。去除虚约束后，机构简图如图3所示。

图3

此时机构中活动构件数目n=5, 则机构自由度为

7． 如下图所示机构, 作用于构件3上的P 为驱动力, 作用于构件1上的Q 为生产阻力。各转动副处的摩擦圆如下图所示; 各移动副处的摩擦系数均为f , 各构件惯性力、重力忽略不计。

(1)机构处于死点位置时, 连杆2与水平线之间的夹角为多大？

(2)机构自锁时, 连杆2与水平线之间的夹角为多大？

图

(1)机构处于死点位置时, 其传动角为零度。【答案】所以连杆2与水平线之间的夹角为

(2)机构自锁时, 应有

式中:

。

为摩擦圆的半径,

所以最后得

。

为连杆AB 的杆长。 , 即。 。