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一、简答题

1． 何谓机构的动态静力分析? 对机构进行动态静力分析的步骤如何？

【答案】动态静力分析是指将惯性力视为一般外力加于相应构件上, 再按静力学分析的方法进行分析。其分析步骤如下:

(1)对机构作运动分析以确定各构件的角加速度和质心加速度, 求各构件的惯性力；

(2)对机构进行拆杆组, 如有高副, 应先进行高副低代；

(3)从外力全部已知的构件组开始分析, 逐步推算出未知构件；

(4)对机构进行动态静力计算, 求出运动副反力和平衡力的变化规律。如需考虑摩擦, 可采用逐次逼近的方法。

2． 为什么要对机械进行功能分析? 这对机械系统设计有何指导意义？

【答案】(1)在确定机构产品的功能指标时应进行科学分析，以保证产品的先进性、可行性和经济性。实现机械功能的工作原理，决定着机械产品的技术水平、工作质量、系统方案、结构形式和成本等。

(2)对机械系统设计的指导意义：用于考察传动系统能否全面满足机械的运动和动力功能要求，功能分析结构为机械的工作能力和机构设计提供必要的数据。

3． 何谓最小阻力定律? 试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。

【答案】如果机构的原动件数目小于机构的自由度，机构的运动将不完全确定。这时机构的运动遵循最小阻力定律，即优先沿阻力最小的方向运动。例如，空调水系统冷热水循环泵的变转速运行即运用了最小阻力控制，它是根据空调冷热水循环系统中各空调设备的调节阀开度，控制冷热水循环泵的转速，使这些调节阀中至少有一个处于全开状态。

4． 齿轮变位有哪些用途？

【答案】正变位：主要是为了防止根切现象的发生，增加轮齿的抗弯强度，提高齿轮的承载能力，但会使齿顶变尖，需要校核.

负变位：主要是为了配合正变位齿轮使用，并配凑中心距。

二、分析计算题

5． 已知机构运动简图如图1所示。

(1)计算该机构的自由度。

(2)如果以1为原动件，机构是否具有确定的运动，为什么？

(3)如果以1为原动件，根据机构的组成原理，将其拆分为基本杆组。

图1

【答案】(1)C处为复合铰链，F 、G 之一为虚约束，则机构自由度为

.

(2)如果以1为原动件，则机构具有确定的运动。因为原动件数目=自由度F=1。

(3)如图2 所示，从传动关系最远的构件5开始拆分杆组，可依次得到:杆件4和5组成RRPII 级杆组；杆件2和3组成RRRII 级杆组；最后剩下原动件1与机架6。故该机构为II 级机构。

图2

6． 在图示铰链四杆机构中，已知杆长a=45mm，b=55mm, c+d=125mm。

(1)若要求其成为曲柄摇杆机构，请确定c 、d 长度的取值范围。

(2)该机构能否成为双摇杆机构或双曲柄机构？为什么？

图

【答案】(1)若机构为曲柄摇杆机构，则首先应使机构满足杆长条件，其次应使最短杆为连架杆，有两种情况：

①当a 为最短杆

c 为最长杆时，有：

得到：

，

d 为最长杆时，同理有：

②当c 为最短杆时，由已知条件可得d 为最长杆，根据杆长条件有：

成立。此时不能成为曲柄摇杆机构。

(2)①可能成为双摇杆机构，使c 和d 的取值范围不满足(1)中条件即可。

c 为最长杆，②不能成为双曲柄机构。这是因为当机架d 为最短杆时，而

不能满足杆长条件，故不能形成整转副。

7． 设有一由电动机驱动的机械系统, 以主轴为等效构件时, 作用于其上的等效驱动力矩

Med=10

速度

度:

等效力矩:

由

积分得:

整理得:

解得角速度方程:

求导得电动机轴的角加速度方程:

。 得:等效阻抗力矩

=试确定运转过程中角速度。

等效转动惯量与角加速度随时间的变化关系。 即, 可得电动机轴的角速主轴的初始角不【答案】该主轴工作时等速稳定运转,

由