2018年哈尔滨工程大学动力与能源工程学院818机械原理考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 机构的变异与组合各有哪几种方式？
【答案】(1)机构的变异方式
①改变构件的结构形状；②改变构件的运动尺寸；③选择不同的构件作为机架；④选择不同的构件为原动件；⑤增加辅助构件。
(2)机构的组合方式
机构的串联组合：①一般串联组合；②特殊串联组合。
机构的并联组合：①一般并联组合；②特殊并联组合：有速比要求者、有轨迹配合要求者、有时序要求配合者；③汇集式并联组合。
机构的封闭式组合：①一般封闭式组合；②反馈封闭式组合。
机构的装载式组合：①单自由度装载式组合；②双自由度装载式组合。
2． 什么是静平衡? 什么是动平衡? 各至少需要几个平衡平面? 静平衡、动平衡的力学条件各是什么？
【答案】(1)静平衡
①定义:对于轴向尺寸较小的盘类转子(
宽径比) , 其所有质量都可以认为在垂直于轴线的同一平面内, 其不平衡的原因是其质心位置不在回转轴线上, 回转时将产生不平衡的离心惯性力。对这种不平衡转子, 只需设法将其质心移至回转轴线上, 转子即可达到平衡状态。这种移动质心的平衡方法可在转子处于静止状态下进行, 称为静平衡。
②静平衡至少需一个平衡平面。
③条件:其惯性力的矢量和应等于零或质径积的矢量和应等于零, 即(2)动平衡
①定义:对于轴向尺寸较大的转子() , 其所有质量就不能再被认为分布在同一垂直于轴线的平面内, 回转时各偏心质量产生的离心惯性力是一空间力系, 将形成惯性力偶。由于这种惯性力偶只有在转子转动时才能表现出来, 故需要在转子转动时达到平衡, 把这种平衡称为动平衡。
②动平衡至少需要两个平衡平面。
③条件:各偏心质量与平衡质量所产生的惯性力矢量和为零, 且其惯性力矩的矢量和也为零,
, 即
3． 图1(a)所示为建筑结构抗震试验的振动发生器。
该装置装在被试建筑的屋顶。由一电动机通过齿轮拖动两偏心重异向旋转(偏心重的轴在铅垂
或者 。
方向), 设其转速为150r/min,偏心重的质径积为
总不平衡惯性力和惯性力矩的大小及变化情况。 , 求两偏心重同相位时和相位差为180°时,
图1(b)为大地重力测量计(重力计) 的标定装置, 设r=150mm, 为使标定平台的向心加速度近似于重力加速度
() , 同步带轮的角速度应为多大? 为使标定平台上升和下降均能保持相同的匀速回转, 在设计中应注意什么事项？
图1
【答案】(1)①两个偏心重同相位时, 任一时刻的位姿如图2(a)所示, 此时有:
总惯性力:
惯性力矩:
(a) (b)
图2 ②两个偏心重相位差为
总惯性力:
惯性力矩:
时, 任一时刻的位姿如图(b)所示, 此时有:
(c)
图2
(2)如图2(c)所示, 连接AB 两点, 由题知标定平台作平移运动, 则平台的速度和加速度与AB 连线上任一点的速度和加速度相同, 则当标定平台的向心加速度等于重力加速度时有
可得: 。
注意事项:(1)两齿轮应保持同步旋转；(2)同步带与齿轮啮合一致；(3)标定平台与两个齿轮的铰接点位置应相同。
4． 在图1所示的齿轮一连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3
的传动比。
图1
【答案】齿轮1、3的绝对瞬心分别为图2中P16、P36, 根据三心定理，过瞬心P12、P23的连线与过P16、P36的连线的交点P13即为齿轮1、3的等速重合点即相对瞬心。
图2
因此传动比为:
。
二、分析计算题