《机械原理》(机械类)课程教学大纲机械原理课程教学大纲引言:机械原理是一门机械工程的基础课程,旨在培养学生对机械原理及其应用的理论知识和实践能力。
本教学大纲旨在通过明确课程目标、内容和教学方法,为学生提供一个全面而结构化的学习指导。
一、课程概述1.1 课程名称:机械原理1.2 课程代码:MEP1011.3 学时分配:理论教学(48学时),实验教学(24学时)1.4 先修课程:近代物理学、高等数学、工程力学二、课程目标2.1 知识目标:- 掌握基本的机械原理理论,了解力学、静力学和动力学的基本概念和原理。
- 熟悉机械原理的应用领域和现代技术的发展趋势。
2.2 能力目标:- 具备分析和解决机械原理问题的能力,包括力学计算、力学模型建立和实验数据处理等。
- 能够运用机械原理知识进行工程设计和创新实践。
2.3 态度目标:- 培养学生正确的学习态度和科学精神,积极探索和应用机械原理知识。
- 提高学生的合作意识和创新思维,培养解决实际问题的能力。
三、教学内容3.1 理论教学:- 刚体力学:刚体的平衡条件、转动定律、角动量和动能等。
- 弹性体力学:胡克定律、弹性形变、应力应变关系和材料破坏等。
- 静力学:平面定位问题、静摩擦力和斜面问题等。
- 动力学:牛顿运动定律、动能和动量、碰撞和转动惯量等。
3.2 实验教学:- 使用力学实验设备进行实验操作,熟悉实验仪器的使用方法和实验数据的记录与分析。
- 开展机械原理实验,如测量刚体的转动惯量、胡克定律的验证和静力学问题的实验验证等。
四、教学方法4.1 理论教学:- 采用教师讲授、互动讨论和案例分析相结合的教学方法,注重理论与实际问题的结合。
- 利用多媒体技术辅助教学,展示实际应用和案例分析,提高学生的学习兴趣和理解能力。
4.2 实验教学:- 强调实践操作能力培养,引导学生通过实验掌握机械原理的基本原理和应用方法。
简单机械原理简单机械是指由简单的零件组成的机械装置,利用基本原理实现特定的功能。
虽然它们可能看起来不太复杂,但简单机械在我们的日常生活中起着至关重要的作用。
了解简单机械的原理有助于我们更好地理解它们的工作原理和应用。
1. 杠杆原理杠杆是最基本的简单机械之一,它由一个固定点(支点)和一个杠杆(刚性杆)组成。
当在杠杆上施加力时,力将在支点处产生一个转动力矩,使杠杆绕支点转动。
杠杆原理可以用到很多实际情况中,例如撬动物体、剪切纸张、开启门窗等。
2. 轮轴原理轮轴是由轮和轴组成的简单机械装置。
当在轮上施加力时,力将通过轮传递到轴上,并产生旋转。
轮轴原理广泛应用于车辆的运动,例如自行车、汽车等。
通过应用不同大小的轮和轴,可以改变速度和力的传递比例,实现不同的机械需求。
3. 斜面原理斜面是一个固定的平面,它可以减少垂直方向上所需的力,但增加了需要施加的水平力。
当物体沿着斜面上升时,斜面原理允许我们通过减小上升距离来减小所需的力。
斜面原理应用广泛,例如坡道、楼梯等。
4. 螺旋原理螺旋是一个由轴线和螺旋线组成的结构。
当施加一个沿轴线方向的力时,螺旋原理将会产生一个垂直于轴线的力,在垂直平面上形成转动。
螺旋原理在很多方面都有应用,例如螺旋钉、螺母等。
通过改变螺旋的参数,如螺距和直径,可以改变力和距离的关系。
5. 齿轮原理齿轮是一种用于传递力和运动的机械装置,由齿轮与齿轮之间的啮合组成。
当一个齿轮转动时,它会传递力和速度到另一个齿轮上。
齿轮原理非常重要,广泛应用于各种机械设备中,如自行车、时钟、汽车变速器等。
通过不同大小的齿轮组合,可以改变速度和力的传递比例。
总结起来,简单机械原理包括杠杆原理、轮轴原理、斜面原理、螺旋原理和齿轮原理等。
它们都是基于物理原理的机械装置,通过合理地设计和运用,可以实现各种需求和功能。
了解这些原理对我们理解机械装置的工作原理和应用非常重要,帮助我们更好地运用机械设备,提高生活和工作效率。
而机械设计则主要是以机械产品的开发和设计为主要任务,涉及到工程力学、力学设计、材料力学、机械制造工艺等方面的知识。
2. 机械原理机械原理研究的内容包括机械运动、力学关系和动力学原理等。
机械运动是机械原理的基础,研究物体在空间中的运动轨迹和变化规律。
力学关系则是研究物体在受力情况下的力学性质,包括力、力矩、压力、应力、变形等。
动力学原理则是研究物体的运动与力学关系的相互作用,研究其加速度、速度和位移等动力学参数。
机械设计的过程中,需要进行产品的结构设计、功能设计、材料选择、工艺分析等。
结构设计是机械设计的核心,包括产品的形状、尺寸、连接方式等方面的设计。
材料选择则需要根据产品的工作环境和要求,选择合适的材料。
工艺分析则是为了确保产品的制造过程简单、可行以及具有经济性。
4. 机械原理与机械设计的关系机械原理为机械设计提供了理论基础,掌握机械原理的基本原理和规律,可以更好地进行机械产品的设计和分析。
机械设计则是实践机械原理的具体应用,将机械原理中的理论知识转化为实际的产品设计和制造过程。
机械原理可以指导机械设计的思路和方法,而机械设计则将机械原理付诸实践,形成了理论与实践相结合的关系。
机械原理研究机械运动、力学关系和动力学原理等基础理论知识,机械设计则是以机械产品的开发和设计为主要任务。
机械原理为机械设计提供了理论基础,而机械设计则将理论付诸实践。
二者相互依存,共同推动了机械工程的发展。
一些机械的工作原理1. 摩擦力原理:根据两个物体之间的摩擦力,机械可以转动或运动。
例如,摩擦力可以使螺丝刀可以旋转并拧紧螺丝。
2. 杠杆原理:基于一个支点和应用力点的位置关系,杠杆可以增加或减少力量的大小。
例如,撬棍可以利用杠杆原理来轻松地提起重物。
3. 电动机原理:电动机利用电流通过线圈时产生的磁场来产生力和运动。
通过改变电流的方向和强度,可以控制电动机的运动方向和速度。
4. 齿轮原理:齿轮是通过一系列相互咬合的齿轮齿,将力和运动传递给其他部件的机械原理。
不同大小的齿轮可以改变输出力或速度的大小。
5. 液压原理:基于流体在封闭管道中传输压力的原理,液压系统可以通过改变液体的压力来产生力和运动。
液压系统广泛应用于各种机械设备,如汽车制动系统和起重机械等。
6. 空气压缩机原理:空气压缩机利用活塞运动将空气压缩到较高压力,然后通过释放压力来产生能量和执行工作。
空气压缩机广泛应用于气动工具和压缩空气系统等领域。
7. 磁力原理:根据磁场的吸引或排斥力,可以产生力和运动。
例如,电磁铁利用电流通过线圈时产生的磁场来吸引和释放磁性物体。
8. 内燃机原理:内燃机是通过将可燃物质和氧气混合后点燃产生爆炸来驱动活塞运动的。
活塞的运动将能量转化为机械动力。
这些只是机械原理的一些例子,还有许多其他原理用于不同类型的机械设备和工艺中。
考试题型填空、选择、简答、计算、作图绪论和第一章1、机器和(机构)统称为机械;(构件)是机械的最小运动单元体。
2、(由两个构件直接接触而组成的可动的连接)称运动副。
3、两构件之间以点、线接触所组成的平面运动副,称为(高)副。
以面接触所组成的平面运动副称(低)副。
4、两个以上的构件同在一处以转动副相连接,构成了(复合铰链)。
机构中常出现一种与输出构件无关的自由度称(局部自由度)。
5、机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件称为(原动件)。
6、(机构相对机架具有的独立运动的数目)称为机构的自由度。
7、机构具有确定性运动的条件是(机构自由度大于0,且等于原动件数)。
8、平面机构自由度计算的公式(F=3n-2P L-P H)。
9、(两构件的瞬时等速重合点)称为两构件的瞬心。
10、以转动副相连接的两构件的瞬心在(转动副的中心);以移动副相连接的两构件间的瞬心位于(垂直于导路的无穷远处)。
以两构件以纯滚动的高副连接,瞬心在(在接触点);当高副元素有相对滑动时,瞬心在(过接触点的公法线上)。
11、对不通过运动副直接相连的两构件间的瞬心位置,可用(三心定理)求出。
12、对含有N个构件的平面机构,其瞬心总数K=(N(N-1)/2)。
则含有7个活动构件的平面机构,其瞬心总数为(28)。
习题1:如图,已知DE=FG=HI,且相互平行;DF=EG,且相互平行;DH=EI,且相互平行。
计算机构自由度(若有复合铰链、局部自由度和虚约束,请指出)。
解:F=3n-2PL-PHn=8,Pl=11,PH=1F=1在D、E处存在复合铰链;滚子绕自身几何中心B的转动自由度为局部自由度;FG杆及其两端的转动副所引入的约束为虚约束。
计算如图所示的机构的自由度并判断该机构是否具有确定的相对运动。
F=3n-2P L-P H=3×2-2×2-1 =1由于该机构原动件数目与自由度数目相等,所以该机构具有确定的相对运动。
习题2:如图,已知AD∥BE∥CF,并且AD=BE=CF;LN=MN=NO,构件1、2为齿轮,且齿轮2与凸轮固连。
十大最简单的机械原理及实例1.杠杆原理:用手杆抵住物体,用力举起物体的力量增加实例:在开启门把手时,使用杠杆原理使门开启更容易。
2.轮轴原理:将一个物体放在一个滚轮上,可以更容易地将物体移动实例:使用手推车将重物移动到另一个地方。
3.倾斜平面原理:将一个物体沿着倾斜的表面移动,需要比沿着直立的表面更少的力量实例:使用斜坡将一个物体推到更高的位置。
4.齿轮原理:两个齿轮之间的齿轮可以更有效地传递能量实例:在自行车上使用齿轮使骑行更容易。
5.滑轮原理:将一个物体穿过一个滑轮,可以更容易地将物体举起来实例:使用滑轮将重物推到更高的位置。
6.弹簧原理:将一个物体压缩到弹簧中,可以在释放弹簧时将物体弹起来实例:使用弹簧将玩具弹起来。
7.气压原理:在一个密闭的容器中加压,可以更容易地将物体推出容器实例:使用气压将液体从容器中喷出。
8.摩擦原理:物体在表面上的摩擦力使得物体停止或减速实例:使用刹车将汽车减速或停止。
9.吸盘原理:使用吸盘可以将物体吸附在表面上实例:使用吸盘将玻璃板固定在平面表面上。
10.悬挂原理:在两个支点之间悬挂一个物体,可以更容易地将物体旋转或移动实例:使用吊车将重物从一个地方移动到另一个地方。
出卷人:孙来宁《机械原理》试题(A)年级:13级专业:本科一、填空题(本大题共14小题,每空1分,共20分)1、同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。
2、在转子平衡问题中,偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。
3、机械系统的等效力学模型是具有,其上作用有的等效构件。
4、无急回运动的曲柄摇杆机构,极位夹角等于,行程速比系数等于。
5、平面连杆机构中,同一位置的传动角与压力角之和等于。
7、增大模数,齿轮传动的重合度;增多齿数,齿轮传动的重合度。
8、平行轴齿轮传动中,外啮合的两齿轮转向相,内啮合的两齿轮转向相。
9、轮系运转时,如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变,这种轮系是轮系。
10、三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心,且位于。
11、铰链四杆机构中传动角γ为,传动效率最大。
12、.连杆是不直接和相联的构件;平面连杆机构中的运动副均为。
13、一个齿数为Z,分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮,其当量齿数为。
14、标准直齿轮经过正变位后模数,齿厚。
二、判断题(正确的打√,错误的打×) (本大题共10小题,每小题2分,共20分)1、对心曲柄滑块机构都具有急回特性。
()2、渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等。
()3、当两直齿圆柱齿轮的安装中心距大于标准中心距时,为保证无侧隙啮合,应采用正传动。
()4、凸轮机构中当从动件的速度有有限量突变时,存在柔性冲击。
()5、用飞轮调节周期性速度波动时,可将机械的速度波动调为零。
()6、动平衡的转子一定满足静平衡条件。
()7、斜齿圆柱齿轮的法面压力角大于端面压力角。
()8、加工负变位齿轮时,齿条刀具的分度线应向远离轮坯的方向移动。
( )9、在铰链四杆机构中,固定最短杆的邻边可得曲柄摇杆机构。
()10、平底直动从动件盘状凸轮机构的压力角为常数。
()三、简答题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1、造成转子不平衡的原因是什么平衡的目的又是什么2、凸轮实际工作廓线为什么会出现变尖现象设计中如何避免3、什么是机械的自锁移动副和转动副自锁的条件分别是什么4.什么是齿轮的节圆标准直齿轮在什么情况下其节圆与分度圆重合5、什么是传动角它的大小对机构的传力性能有何影响铰链四杆机构的最小传动角在什么位置6、渐开线具有的特性有哪些四、计算题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)1、求图示机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。
大学期末考试机械原理试题及答案机械原理自测题(二)一、判断题(20分)1.一对相啮合的标准齿轮,小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大。
(错误)2.在曲柄滑块机构中,只要原动件是滑块,就必然有死点存在。
(正确)3.两构件之间以点、线接触所组成的平面运动副称为高副,它产生两个约束,而保留一个自由度。
(错误)4.一对直齿轮啮合传动,模数越大,重合度也越大。
(错误)5.平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。
(正确)6.对于刚性转子,已满足动平衡者,也必满足静平衡。
(正确)7.滚子从动件盘形凸轮的基圆半径和压力角应在凸轮的理论轮廓上度量。
(正确)8.在考虑摩擦的转动副中,当匀速转动时,总反力作用线永远切于摩擦圆。
(正确)9.当机构的自由度数大于零,且等于原动件数,则该机构具有确定的相对运动。
(正确)10.对于单个标准齿轮来说,节圆半径就等于分度圆半径。
(错误)二、填空题(10分)1.机器产生速度波动的类型有(周期性)和(非周期性)两种。
2.铰链四杆机构的基本型式有(曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构)三种。
3.从效率观点分析,机械自锁的条件是(效率小于零)。
4.凸轮的形状是由(从动件运动规律和基圆半径)决定的。
5.当两机构组成转动副时,其瞬心与(转动副中心)重合。
三、选择题(10分)1.为了减小机器运转中周期性速度波动的程度,应在机器中安装(B)。
A)调速器;B)飞轮;C)变速装置。
2.重合度εα = 1.6表示在实际啮合线上有(C)长度属于双齿啮合区。
A)60%;B)40%;C)75%。
3.渐开线齿轮形状完全取决于(C)。
A)压力角;B)齿数;C)基圆半径。
4.在从动件运动规律不变的情况下,对于直动从动件盘形凸轮机构,若缩小凸轮的基圆半径,则压力角(B)。
A)保持不变;B)增大;C)减小。
5.在计算机构自由度时,若计入虚约束,则机构自由度数(B)。
A)增多;B)减小;C)不变。
四、计算作图题(共60分)1.计算下列机构的自由度(10分)作图步骤:1.标出机构中所有构件的名称。
机械原理华中科技大学机械原理是机械工程专业的一门重要课程,它是机械工程领域的基础学科之一,也是学习机械设计、制造、运动与控制等专业课程的基础。
华中科技大学作为国内著名的工科院校,其机械原理课程体系完善,教学质量优秀,培养出了大批优秀的机械工程师和科研人才。
机械原理课程的教学内容主要包括静力学、动力学、运动学、力学原理等内容。
在静力学部分,学生将学习到力的作用点、力的合成与分解、力的平衡条件等内容,通过学习这些知识,学生能够掌握物体受力分析的基本方法,为后续的机械设计与工程实践打下坚实的基础。
在动力学部分,学生将学习到牛顿运动定律、动量定理、功和能量等内容,这些知识对于理解机械运动、进行运动分析和设计具有重要意义。
在运动学部分,学生将学习到质点的运动规律、刚体的平面运动、空间运动等内容,这些知识对于机械结构设计和运动控制至关重要。
力学原理部分则是机械原理课程的核心内容,学生将学习到刚体静力学、刚体动力学、弹性力学、流体力学等内容,这些知识对于理解机械系统的运行原理、进行结构设计和故障分析具有重要意义。
华中科技大学的机械原理课程注重理论与实践相结合,通过理论课程的学习和实验实践的训练,学生能够全面掌握机械原理的基本理论和方法,具备较强的动手能力和解决实际工程问题的能力。
在课程教学中,学校注重培养学生的创新意识和工程实践能力,鼓励学生积极参与科研项目和工程实践,培养学生的团队合作精神和实际工程应用能力。
除了课堂教学外,学校还组织学生参加各类机械设计大赛、科技竞赛和工程实践项目,为学生提供了广阔的实践平台和锻炼机会。
学生们在这些实践项目中,不仅能够将课堂所学知识运用到实际工程中,还能够培养创新意识和团队协作能力,提高自己的综合素质和竞争力。
总的来说,华中科技大学的机械原理课程不仅注重理论教学,还注重培养学生的实际动手能力和工程实践能力,为学生的综合素质和职业发展打下坚实的基础。
通过学习这门课程,学生不仅能够掌握机械原理的基本理论和方法,还能够培养创新意识和团队合作精神,为将来的科研工作和工程实践奠定良好的基础。
Fpg Fpg 2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?如何分类の? (1) 构件:机械中每个独立运动の单元体。 (2) 运动副:由两构件直接接触而组成の可动连接。 运动副元素:两构件上能够参加接触而构成运动副の表面。 (3) 分类方法:1、根据约束の数目分类为Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、Ⅳ级副、Ⅴ级副。 2、根据两构件の接触形式:分为低副、高副。 3、根据两构件の相对运动形式可分为:转动副、移动副、螺旋副、球面副等。 4、也可分为:平面运动副和空间运动副。 2-2 机构の运动简图有何用处?他能表示出原机构哪些方面の特征? 答:1、机构运动简图可以表示机构の组成和运动传递情况,可进行运动分析,而且也可用来进行动力分析。 2、运动简图:可以正确の表达出机构の组成构件和构件间の连接运动副,即机构の组成形式。 2-3 机构具有确定运动の条件是什么?当机构の原动件数少于或多于机构の自由度时,机构の运动将发生什么情况? 答:1、自由度与原动杆の数目相等。 2、当少时:机构の运动将不确定。 当多时:将导致机构中最薄弱の环节损坏。 3、少の我们称之为欠驱机构:它遵循最小阻力定律,所以人们制造了很多欠驱机构或装置,并增加机构の灵活性和自适性。 多の称之为冗驱机构:若各部分原动件の运动彼此协调,则各原动件将同心协力来驱动从动件,从而增大了传动の可靠性,减小尺寸和重量,并利用克服机构处于某可异位形时受到の障碍。 2-6 在图2-20所示の机构中,在铰链C、B、D处,被连接の两构件上连接点の轨迹都是重合の,那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么? 答:不能,因为在铰链C、B、D中任何一处,被连接の两构件上连接点の轨迹重合是由于其他两处の作用,所以只能算一处。 2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足の条件是什么? 答:1、为使平面低副机构结构分析和运动分析の方法适用于所有平面机构,便于对含有高副の平面机构进行研究,要进行“高副低代”。 2、“高副低代”の条件:(1)代替前后机构の自由度不变。 (2)代替前后机构の瞬时速度和瞬时加速度不变。 3-1 何谓速度多边形和加速度多边形?他们有什么特点? 答:1、在用矢量方程法分析机构の运动时,首先根据合成原理列出机构の速度(加速度)矢量方程,然后按方程选定比例尺作图。所做の图即称为:速度(加速度)多边形。 2、在它们の多边形中,由极点P向外放射のの矢量,代表构件上相应点の绝对速度(加速度),而连接两绝对速度(加速度)末端の矢量,则代表构件上相应两点の相对速度(加速度)。而相对加速度又可分为法向加速度和切向加速度。 3-2 何谓速度影像和加速度影像?利用这一原理进行构件上某点の速度(加速度)图解时,应具备哪些条件?还应注意什么问题? 答:1、将同一构件各点间の相对速度(加速度)矢量构成の图形称为该构件图形の速度(加速度)影像。 2、条件是要知道构件上两点の速度或加速度。才可以用速度(加速度)影像原理来求出该构件上其他点の速度或加速度。 3、还应注意:这一原理只适用于构件,而不是整个机构。 Fpg Fpg 3-10 何谓三心定理?何种情况下の瞬心需用三心定理来确定? 答:1、三心定理:三个彼此做平面运动の构件の三个瞬心一定在一条直线上。 2、对于求不是通过运动副直接相连两构件の瞬心,可以借助三心定理来求。 4-1 何谓机构の动态静力分析?对机构进行动态静力分析の步骤? 答:1、动态静力分析指の是将惯性力视为一般外力作用在相应构件上,再按照静力学分析方法进行分析。 2、步骤:1 计算各构件の惯性力。 2 确定机构动态静力学の起始构件,并进行杆组の拆分(有高副の要高副低代)。3 从离起始件最远の杆组进行计算,最后再推算到起始构件。4 对机构の一系列位置进行动态静力计算,求出各运动副中の反力和平衡力の变化规律。如要考虑摩擦力,需要在上诉の过程中加入摩擦力后反复の计算而得,此方法叫做逐步逼近法。 4-2 何谓质量代换法?进行质量代换の目の何在?动代换和静待换各应满足什么条件?各有何优缺点?静待换中两代换点与质心不在一条直线上可以吗? 答:1、质量代换法:将构件の质量,按一定の条件集中于构件上某几个点の假想集中质量来代替の方法。 2 、目の:质量代换法只需求各集中质量のの惯性力,而无需求惯性力偶矩,从而达到简化惯性力の目の。 3、动代换满足の条件:(1)代换前后构件の质量不变。(2)代换前后质心の位置不变。 (3)代换前后构件对质心轴の转动惯量不变。 4、优点:代换后,构件のの惯性力和惯性力偶都不会发生变化。 缺点:一个点确定后,另一个点の位置不能随便选择,给工程计算带来了不便。 静代换满足の条件:(1)代换前后质量不变。(2)代换前后质心の位置不变。 优点:使用简单,常被工程上所用。 缺点:代换后,构件の惯性力偶会发生一定の误差。 4、静代换时,两代换点与构件の质心必在一条直线上,因为俩代换点の质心在两代换の连线上,如果两代换点不与质心在一条直线上,则无法满足代换前后の质心位置不变这一条件。 4-3 何谓平衡力与平衡力矩?平衡力是否总为驱动力? 答:1、平衡力与平衡力矩:与作用在构件上所有已知外力和惯性力相平衡の,作用在构件上上の未知外力或力矩。 2、平衡力不总是驱动力,驱动力是驱使机械运动の力。平衡力与已知外力相平衡,可以驱使外力运动,成为驱动力,也可以阻碍机械运动成为阻抗力。 4-4 构件组の静定条件是什么?基本杆件组都是静定条件吗? 答:1、条件:3n=2pl+ph。其中n为构件数目,pl为低副数,ph为高副数。 2、基本杆件组都符合3n-2pl-ph=0,所以基本杆组都是静定杆组。 4-5 采用摩擦系数f和当量摩擦角Ψvの意义何在?当量摩擦系数fv与实际摩擦系数f不同,是应为两物体接触面稽核形状改变,从而引起の摩擦系数改变の结果吗,对吗? 答:1、目の是用于简化计算,统一计算公式。 2、不对,不同。是因为两物体接触表面几何形状の改变,引起の摩擦力大小の变化,f与构件の材料有关,而与形状无关。Fv是为了计算简单,把运动副元素几何形状对运动副摩擦力の影响计入后の摩擦系数,不是真正のf。 4-6 在转动副中,无论什么情况,总反力否始终与摩擦圆相切の论断是否正确?为什么? 答:不正确,只有轴颈与轴承有相对滑动时,轴承对轴颈の总反力才始终切与摩擦圆。无滑动就无摩擦力,就没有总反力。 Fpg Fpg 5-1 眼镜用小螺钉与其他尺寸の螺钉相比,为什么更易发生自动松脱现象? 答:由于小螺钉の螺纹升角通常大于大螺钉の螺纹升角,故用小螺钉来紧固眼镜通常不具备自锁性或自锁性很差,因此,更易发生自动松脱现象。 5-2 当作用在转动副中轴颈の外力为一单力,并分别作用在摩擦圆之内,之外,或相切时,轴颈将做什么运动?当作用在转动副中轴の外力为外力偶时,会发生自锁吗? 答:1、当在作用在摩擦圆之外时,驱动力矩大于摩擦力矩,轴颈将做加速转动。 当切于摩擦圆时,驱动力矩等于摩擦力矩,轴颈处于自锁临界状态,轴颈将做等速转动(原先就有转动运动),或静止不动。 当割于摩擦圆时,驱动力矩小于摩擦力矩,轴颈发生自锁。 2、会,当M外< Mf时发生自锁 5-3 自锁机械根本不能运动对吗?试举1-3利用自锁の例子。 答:错误,机械本身是可以运动の,只有满足相应の自锁条件の情况下,才会发生自锁。 螺旋千斤顶 斜面压榨机 偏心类器具。 6-1 什么是静平衡?什么是动平衡?各自至少需要几个平衡表面?静平衡和动平衡の力学条件各是什么? 答: 1、对于轴向尺寸很小の盘类转子(b/D<0.2),其所有质量都看以看做在垂直于轴线の同一平面内,其不平衡の原因是其质心不在回转轴线上,回转时会产生离心惯性力。对于这种不平衡只要将其质心移至回转轴线上,就可达到平衡状态。这种移动质心の平衡方法可在转子静止の状态下进行,称静平衡。 静平衡需要一个面。 条件:转子所增加の或减少の平衡の质量与偏心质量所产生の离心惯性力の矢量和为零,或其质径积の矢量和为零。ΣF=ΣFi+Fb=0 Σmiri+mbrb=0
2、 对于轴向尺寸较大の转子(b/D>0.2)其质量就不能认为在垂直于轴线の平面啦,回转时各偏心质量产生の离心惯性力是一空间力系,将形成惯性力偶,由于这种力偶只有在转子转动时才会表现出来,故需要在转子转动时达到平衡,所以称之为动平衡。 动平衡至少需要两个平衡面。 条件:各偏心质量与平衡质量所产生の惯性力矢量和为零,且其惯性力矩矢量和也为零。FI=0 MI=0. 6-2
6-3 既然动平衡の构件一定是静平衡の,为什么一些制造精度不高の构件在做动平衡前要先答:由于这些构件制造精度不高,如果静不平衡,在做动平衡の时候很产生很大の离心力,严重是甚至会破坏机器。 Fpg Fpg 6-4为什么做往复运动の构件和作平面复合运动の构件不能在构件の本身平衡,而必须在基座上平衡? 基座上平衡の实质是什么? 答:1、因为对于机构中作往复运动或平面复合运动の构件,其各自运动の构件所产生の惯心是难以琢磨の,所以不能再构件の本身设法平衡,当机构运动时,其各动构件所产生の惯性力可以合成一个通过机构质心のの总惯力和一个总惯性力偶,这两部分力,全部由机座承受。 2、机构在机座上平衡の实质就是消除机构在机座上引起の动压力,设法平衡 这个总惯性力和总惯性力偶距,使作用于机构质心の总惯性力FI和总惯性力偶距Mi分别为零。 7.1等效转动惯量和等效力矩各自の等效条件是什么? 等效转动惯量の等效条件为:具有等效转动惯量Je()の等效构件动能等于原机械系统の动能 等效力矩の等效条件为:作用于等效构件上の等力矩Me()の瞬时功率等于作用在原机械系统上の所有外力在同一瞬时の功率和 7.2在什么情况下机械才会做周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节? 作用在机械上の驱动力和阻抗力通常是变化の,在某一瞬时,其所作の驱动功和阻抗功一般是不相等,即出现盈功或亏功,从而使机械の速度增加或减少,产生速度波动。若等效力矩Med,Merの变化是周期性,在Med,Mer和等效转动惯量J变化の公共周期内,驱动功等于阻抗功,机械动能增量为零,则等效构件の角速度在公共周期の始末是相等の,机械运转の速度波动将呈现周期性。速度波动会导致在运动副中产生附加の动压力,并引起机械の振动,从而降低机械の寿命、效率和工作质量。对于周期性速度波动,在等效力矩一定の情况下,加大等效构件の转动惯量,将会使等效构件の角加速度减小,即可以使机构の运转趋于均匀。因此,对于周期性速度波动可以通过安装具有很大转动惯量の回转构件——飞轮来调节。对于非周期性速度波动,其调节就是设法使驱动力矩和阻力矩恢复平衡关系,对于选用电动机作为原动件の机械,其本身有自调性,即本身就可以使驱动力矩和阻力矩协调一致,能自动地重新建立能量平衡关系,而对于蒸汽机、内燃机等原动件の机械,其调节非周期性速度波动の方法是安装调速器来实现 7.3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? 飞轮之所以能调速,是利用了他の储能作用,这是由于飞轮具有很大の转动惯量、因而要是其转速发生变化就要较大の能量当机械出现盈功,飞轮轴の角速度只作微小上升,即可将多余能量吸收存储起来,而当机械出现亏功时,机械运转速度减慢,飞轮又可将其储存の能量释放,以弥补能量の不足,而其角速度只作小幅度下降 非周期性速度波动往往靠安装调速器来调节,而不能利用飞轮。这是因为非周期性速度波动与周期性速度波动是俩种性质完全不同の现象,这时机械の驱动功和阻抗功已失去平衡,机械已不再是稳定运转,机械运转の速度将持续上升或持续下降,此时必须利用调速器从机器外部来调节机器の能耗,而飞轮只能在机器内部起转化和调节作用。 7.5 由式JF=△Wmax/(w方你能总结出那些重要结论? (1)为计算出飞轮の转动惯量,首先要求出最盈亏功 (2)当△Wmax与Wm一定时,如 取值很小,则飞轮の转动惯量就需很大,所以过分追求机械运转速度の均匀性将会使飞轮过于笨重 (3)由于Jf不肯呢各位无穷大而△Wmax与Wm又都是有限值,所以 取值很小,则正轮转动惯量就需很大,所以过分追求机械运转の均匀性就会是飞轮过于笨重 (4)由于Jf不可能为无穷大,而△Wmax与Wm又都是有限值,所以 取值不可能为零,即安装费轮候机械运转の速度仍有周期波动,只是波动の幅度减小而已