机械原理题库及答案-第9章题及答案.pdf

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1、09 机械平衡 1. 研 究 机 械 平 衡 的 目 的 是 部 分 或 完 全 消 除 构 件 在 运 动 时 所 产 生 的 ，减 少 或 消 除 在 机 构 各 运 动 副 中 所 引 起 的 力 ，减 轻 有 害 的 机 械 振 动 ，改 善 机 械 工 作 性 能 和 延 长 使 用 寿 命 。 2.回 转 构 件 的 直 径D和 轴 向 宽 度b之 比D b符 合 条 件 或 有 重 要 作 用 的 回 转 构 件 ，必 须 满 足 动 平 衡 条 件 方 能 平 稳 地 运 转 。如 不 平 衡 ，必 须 至 少 在 个 校 正 平 面 上 各 自 适 当 地 加 上 或 去 除

2、 平 衡 质 量 ， 方 能 获 得 平 衡 。 3.只 使 刚 性 转 子 的 得 到 平 衡 称 静 平 衡 ， 此 时 只 需 在 平 衡 平 面 中 增 减 平 衡 质 量 ；使 同 时 达 到 平 衡 称 动 平 衡 ，此 时 至 少 要 在 个 选 定 的 平 衡 平 面 中 增 减 平 衡 质 量 ， 方 能 解 决 转 子 的 不 平 衡 问 题 。 4.刚 性 转 子 静 平 衡 的 力 学 条 件 是 ， 而 动 平 衡 的 力 学 条 件 是 。 5.图 示 两 个 转 子 ， 已 知m rm r 1 12 2 =， 转 子a是 不 平 衡 的 ， 转 子b是 不 平 衡

3、 的 。 a) b) 6.符 合 静 平 衡 条 件 的 回 转 构 件 ， 其 质 心 位 置 在 。 静 不 平 衡 的 回 转 构 件 ，由 于 重 力 矩 的 作 用 ，必 定 在 位 置 静 止 ，由 此 可 确 定 应 加 上 或 去 除 平 衡 质 量 的 方 向 。 7.回 转 构 件 的 直 径D和 轴 向 宽 度b之 比D b符合 条 件 的 回 转 构 件 ，只 需 满 足 静 平 衡 条 件 就 能 平 稳 地 回 转 。 如 不 平 衡 ， 可 在 个 校 正 平 面 上 适 当 地 加 上 或 去 除 平 衡 质 量 就 能 获 得 平 衡 。 8.图a、b、c中，

4、S为 总 质 心 ，图 中 的 转 子 具 有 静 不 平 衡 ，图 中 的 转 子 是 动 不 平 衡 。 9.当 回 转 构 件 的 转 速 较 低 ， 不 超 过 范 围 ， 回 转 构 件 可 以 看 作 刚 性 物 体 ，这 类 平 衡 称 为 刚 性 回 转 件 的 平 衡 。随 着 转 速 上 升 并 超 越 上 述 范 围 ， 回 转 构 件 出 现 明 显 变 形 ， 这 类 回 转 件 的 平 衡 问 题 称 为 回 转 件 的 平 衡 。 10.机 构 总 惯 性 力 在 机 架 上 平 衡 的 条 件 是 。 11.在 图 示a、b、c三 根 曲 轴 中 ， 已 知m

5、rm rm rm r 1 12 23 34 4 =，并作轴向等间隔 布置， 且 都 在 曲 轴 的 同 一 含 轴 平 面 内 ， 则 其 中 轴 已 达 静 平 衡 ， 轴 已 达 动 平 衡 。 12.连 杆 机 构 总 惯 性 力 平 衡 的 条 件 是 ， 它 可 以 采 用 附 加 平 衡 质 量 或 者 附 加 等 方 法 来 达 到 。 13.对 于 绕 固 定 轴 回 转 的 构 件 ， 可 以 采 用 的 方 法 使 构 件 上 所 有 质 量 的 惯 性 力 形 成 平 衡 力 系 ，达 到 回 转 构 件 的 平 衡 。若 机 构 中 存 在 作 往 复 运 动 或 平

6、面 复 合 运 动 的 构 件 应 采 用 方 法 ， 方 能 使 作 用 于 机 架 上 的 总 惯 性 力 得 到 平 衡 。 14.若 刚 性 转 子 满 足 动 平 衡 条 件 ， 这 时 我 们 可 以 说 该 转 子 也 满 足 静 平 衡 条 件 。 ( ) 15.不 论 刚 性 回 转 体 上 有 多 少 个 平 衡 质 量 ， 也 不 论 它 们 如 何 分 布 ， 只 需 要 在 任 意 选 定 两 个 平 面 内 ， 分 别 适 当 地 加 平 衡 质 量 即 可 达 到 动 平 衡 。- - - - - - - ( ) 16.设 计 形 体 不 对 称 的 回 转 构

7、件 ， 虽 已 进 行 精 确 的 平 衡 计 算 ， 但 在 制 造 过 程 中 仍 需 安 排 平 衡 校 正 工 序 。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( ) 17.经 过 动 平 衡 校 正 的 刚 性 转 子 ， 任 一 回 转面 内 仍 可 能 存 在 偏 心 质 量 。 - - - - ( ) 18. 19.为 了 完 全 平 衡 四 杆 铰 链 机 构 的 总 惯 性 力 ，可 以 采 用 在AB杆 和CD杆 上 各 自 加 上 平 衡 质 量m 和 m 来 达 到 。 平 衡

8、质 量 的 位 置 和 大 小 应 通 过 计 算 求 得 。 - - - - ( ) 20.通 常 提 到 连 杆 机 构 惯 性 力 平 衡 是 指 使 连 杆 机 构 与 机 架 相 联 接 的 各 个 运 动 副 内 动 反 力 全 为 零 ， 从 而 减 小 或 消 除 机 架 的 振 动 。- - - - - - - ( ) 21.作 往 复 运 动 或 平 面 复 合 运 动 的 构 件 可 以 采 用 附 加 平 衡 质 量 的 方 法 使 它 的 惯 性 力 在 构 件 内 部 得 到 平 衡 。 - - - - - - - - - - - - - - ( ) 22.若 机

9、构 中 存 在 作 往 复 运 动 或 平 面 复 合 运 动 的 构 件 ， 则 不 论 如 何 调 整 质 量 分 布 仍 不 可 能 消 除 运 动 副 中 的 动 压 力 。- - - - - - - - - - - ( ) 23.绕 定 轴 摆 动 且 质 心 与 摆 动 轴 线 不 重 合 的 构 件 ， 可 在 其 上 加 减 平 衡 质 量 来 达 到 惯 性 力 系 平 衡 的 目 的 。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ ） 24.为 了 完 全 平 衡 四 杆 铰 链 机 构ABCD的 总 惯 性 力

10、 ，可 以 采 用 在 原 机 构 上 附 加 另 一 四 杆 铰 链 机 构AB C D 来达到 。条件是ll AB AB = ，l l BC B C = ，l l CD C D = ，各杆件质量 分布和大小相同。 - - - - - - - - - - - - - - ( ) 25.图 示 一 行 星 轮 系 传 动 装 置 。 设 该 装 置 中 各 零 件 的 材 料 均 匀 ， 制 造 精 确 ， 安 装 正 确 ， 则 该 装 置 绕AB轴 线 回 转 时 是 处 于 状 态 。 A)静 不 平 衡 (合 惯 性 力Fb 0) B)静平衡 (合惯性力) Fb = 0 C)完全不平衡

11、 (合惯性力Fb 0,合惯性力矩M b 0) D)动平衡 (合惯性力,合惯性力矩Fb = 0M b = 0) 26.设 图 示 回 转 体 的 材 料 均 匀 ， 制 造 精 确 ， 安 装 正 确 ， 当 它 绕AA轴 线 回 转 时 是 处 于 状 态 。 A)静 不 平 衡 (合 惯 性 力Fb 0) B)静平衡 (合惯性力) Fb = 0 C)完全不平衡 (合惯性力Fb 0,合惯性力矩M b 0) D)动平衡 (合惯性力，合惯性力矩Fb = 0M b = 0) . 27.图 示 一 圆 柱 凸 轮 。 设 该 凸 轮 的 材 料 均 匀 ， 制 造 精 确 ， 安 装 正 确 ， 则

12、当 它 绕AA 轴 线 转 动 时 ， 是 处 于 状 态 。 A)静 不 平 衡 (合 惯 性 力Fb0) B)静平衡 (合惯性力) Fb = 0 C)完全不平衡 (合惯性力Fb 0,合惯性力矩M b 0) D)动平衡 (合惯性力,合惯性力矩Fb = 0M b = 0) 28. 29机 械 平 衡 研 究 的 内 容 是 A) 驱 动 力 与 阻 力 间 的 平 衡 B) 各 构 件 作 用 力 间 的 平 衡 C) 惯 性 力 系 间 的 平 衡 D) 输 入 功 率 与 输 出 功 率 间 的 平 衡 30.图 示 一 变 直 径 带 轮 。 设 该 带 轮 的 材 料 均 匀 ， 制

13、造 精 确 ， 安 装 正 确 ， 当 它 绕AA 轴 线 回 转 时 是 处 于 状 态 。 A) 静 不 平 衡 (合 惯 性 力Fb 0) B) 静平衡 (合惯性力) Fb = 0 C) 完全不平衡 (合惯性力Fb 0，合惯性力矩M b 0) D) 动平衡(合惯性力，合惯性力矩Fb = 0M b = 0) 31.图 示 一 发 动 机 曲 轴 ， 设 各 曲 拐 部 分 的 质 量 及 质 心 至 回 转 轴 线 的 距 离 都 相 等 ， 当 该 曲 轴 绕OO 轴 线 回 转 时 是 处 于 状 态 。 A) 静 不 平 衡 (合 惯 性 力Fb0) B) 静平衡 (合惯性力) Fb

14、 = 0 C) 完全不平衡 (合惯性力Fb 0,合惯性力矩M b 0) D) 动平衡 (合惯性力,合惯性力矩Fb = 0M b = 0) 32.图 示 一 附 加 上 齿 轮 平 衡 装 置 的 曲 柄 滑 块 机 构 。设 曲 柄AB的 质 心 在A处 ，滑 块 的 质 心 在C处 ， 连 杆 质 量 忽 略 ， 平 衡 质 量mm ab =，rr ab =， ab =，当正确选择平衡质量 的质径积m r a a大小后，可使该曲柄 滑块机构达到 。 A) 机 构 的 总 惯 性 力 全 部 平 衡 ， 但 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 B) 机 构 的 总 惯 性 力 全 部 平

15、衡 ， 不 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 C)机 构 的 一 级 惯 性 力 (即 惯 性 力 中 具 有 与 曲 柄 转 动 频 率 相 同 的 频 率 分 量 )得 到 平 衡 ， 但 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 D) 机 构 的 一 级 惯 性 力 得 到 平 衡 ， 亦 不 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 33.图 示 为 一 曲 柄 滑 块 机 构 (不 计 曲 柄 与 连 杆 的 质 量 )。 为 了 平 衡 滑 块C往 复 时 产 生 的 往 复 惯 性 力 ，在 曲 柄AB的 延 长 线 上 附 加 平 衡 质 量m b，当合理选择平衡质量质径积m

16、 rb b 的 大小后，可使该曲柄滑块达到 。 A) 平 衡 全 部 往 复 惯 性 力 ， 在 其 他 方 向 也 不 引 起 附 加 惯 性 力 。 B) 平 衡 全 部 往 复 惯 性 力 ， 在 铅 垂 方 向 引 起 附 加 惯 性 力 。 C)平 衡 滑 块 第 一 级 惯 性 力 ， 在 其 他 方 向 也 不 引 起 附 加 惯 性 力 。 D) 平 衡 滑 块 第 一 级 惯 性 力 的 全 部 或 部 分 ， 在 铅 垂 方 向 引 起 附 加 惯 性 力 。 34.图 示 一 附 加 上 齿 轮 平 衡 装 置 的 曲 柄 滑 块 机 构 。 设 曲 柄AB的 质 心 在

17、A处 ， 连 杆 BC的 质 量 忽 略 ， 滑 块C的 质 心 在C处 ， 齿 轮E和F上 装 置 的 平 衡 质 量 为m， 位 置如图 示。 当正 确选择平衡质量的质径积大小后， 可使该曲柄滑块机构达到 。 A) 机 构 的 总 惯 性 力 全 部 平 衡 ， 且 不 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 B) 机 构 的 总 惯 性 力 全 部 平 衡 ， 但 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 C)机 构 的 一 级 惯 性 力 (即 惯 性 力 中 具 有 与 曲 柄 转 动 频 率 相 同 的 频 率 分 量 )全 部 平 衡 ， 且 不 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩

18、 。 D) 机 构 的 一 级 惯 性 力 全 部 平 衡 ， 但 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 35.为 了 平 衡 曲 柄 滑 块 机 构ABC中 滑 块C的 往 复 惯 性 力 (曲 柄 和 连 杆 质 量 不 计 )，在 原 机 构 上 附 加 一 对 称 滑 块 机 构AB C 。设滑块C和C质 量 相 等 ，l l AB AB = ，l l BC B C = ， 机构在运转时能达到 。 A) 惯 性 力 全 部 平 衡 ， 且 不 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 B) 惯 性 力 全 部 平 衡 ， 但 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 C) 惯 性 力 部

19、 分 平 衡 ， 且 不 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 D) 惯 性 力 部 分 平 衡 ， 但 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 36.为 了 平 衡 曲 柄 滑 块 机 构ABC中 滑 块C的 往 复 惯 性 力 ，在 原 机 构 上 附 加 一 滑 块 机 构AB C ， 给 定 ll AB AB = ，l l BC B C = ， 滑 块C和C 的 质 量 都 为 m， 曲 柄 和 连 杆 的 质 量忽略， 该机构在运转时能达到 .。 A) 惯 性 力 全 部 平 衡 ， 且 不 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 B) 惯 性 力 全 部 平 衡 ， 产 生 附

20、加 惯 性 力 偶 矩 。 C) 惯 性 力 部 分 平 衡 ， 且 不 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 D) 惯 性 力 部 分 平 衡 ， 产 生 附 加 惯 性 力 偶 矩 。 37.为 什 么 说 经 过 静 平 衡 的 转 子 不 一 定 是 动 平 衡 的 ， 而 经 过 动 平 衡 的 转 子 必 定 是 静 平 衡 的 ？ 38.举 出 工 程 中 需 满 足 静 平 衡 条 件 的 转 子 的 两 个 实 例 ， 需 满 足 动 平 衡 条 件 的 转 子 的 三 个 实 例 。 39.何 谓 转 子 的 静 平 衡 及 动 平 衡 ？ 对 于 任 何 不 平 衡 转

21、 子 ， 采 用 在 转 子 上 加 平 衡 质 量 使 其 达 到 静 平 衡 的 方 法 是 否 对 改 善 支 承 反 力 总 是 有 利 的 ？ 为 什 么 ？ 40.图 示 刚 性 转 子 是 否 符 合 动 平 衡 条 件 ， 为 什 么 ？ 41.在 图 示 曲 轴 上 ，四 个 曲 拐 位 于 同 一 平 面 内 ，若 质 径 积m rm rm rm r 1 12 23 34 4 =， lll 132 =，试判断该曲轴是否符合动平衡条件？为什么？ 42.图 示 两 个 回 转 构 件 是 否 符 合 静 平 衡 条 件 ？ 是 否 符 合 动 平 衡 条 件 ？ 为 什 么 ？

22、 43.刚 性 转 子 动 平 衡 中 提 到 的 不 平 衡 惯 性 力 偶 矩 与 转 子 的 惯 性 力 偶 矩M=JS是 否相 同？为什么？ 44.图 示 盘 状 转 子 上 有 两 个 不 平 衡 质 量 ：m115= . kg，m 2 0 8= . kg ，r 1 140= mm， r 2 180= mm，相位如图。现用去重法来平衡，求所需挖去的质量的大小和相位(设挖去 质量处 的半径r=140 mm)。 45.如 图 所 示 一 单 缸 卧 式 煤 气 机 ， 在 曲 柄 轴 的 两 端 装 有 两 个 飞 轮A和B。 已 知 曲 柄 半 径R= 250 mm及换算到曲柄销S的

23、不 平 衡 质 量 为50 kg。 欲在两飞轮上各装一平衡质量 m A和mB，其回转半径r= 600 mm ， 试求m A和mB的大小和位置。 46.图 示 为 绕O点 回 转 的 薄 片 圆 盘 ， 在 位 置1、2处 钻 孔 ，r 1 0 1= . m ，r 2 0 2= . m ， 孔部分材料质量分别为m11 0= . kg ，m 2 0 5= . kg 。为进行静平衡，欲在半径r b . m= 0 5 的圆周 上钻一孔。试表示出孔的 方向 r r b, 并求出钻去材料 的质量mb。 47.图 示 盘 形 回 转 件 上 存 在 三 个 偏 置 质 量 ， 已 知m110= kg，m 2

24、 15= kg，m 3 10= kg， r 1 50= mm，r 2 100= mm，r 3 70= mm，设所有不平衡质量分布在同一回转平面内， 问应 在什么方位 上加多大的平衡质径积才能达到平衡？ 48.图 示 为 一 鼓 轮 ，上 有 重 块A、B，已 知 它 们 的 质 量m A = 4 kg，m B = 2 kg，今欲 在 平面、上 分 别 加 一 平 衡 质 量和， 它 们 分 布 在mb mb 1200 mm的 圆 周 上 ， 使 鼓轮达 到完全平衡。试求、的大 小，并在图中画出它 的安放位置。 m b m b 49.图 示 的 回 转 构 件 中 有 两 个 不 平 衡 质 量

25、m1和m2，T 和 T 为选定的校正平面， 已知：m15= kg，m 2 10= kg，1 0 30，2 0 120，r 1 100= mm,r 2 60= mm， L= 400 mm，L1150= mm，L2300=mm，拟在两平面内半径r=150 mm圆周 上配置平衡质量和。试求和的大小和 相 位( 从m b m b m b m b Ox 轴 正向测量)。 50.某 转 子 由 两 个 互 相 错 开90的偏心轮组成，每一偏心轮的质量均为m，偏心 距均为r，拟在平衡平面A、B上 半 径 为2r处添加平衡质量，使其满足动平衡条件， 试求平衡质量() b m A和( ) b m B的大小和方向

26、。 51.图 示 同 一xOy平 面 内 两 质 量 分 别 为m18=kg，m24=kg，绕O轴 等 角 速 旋 转 ， 转 速n= 300 r /min，r 1 80= mm，r 2 110=mm，a= 80 mm，b= 40 mm，求： (1) 由 于 旋 转 质 量 的 惯 性 力 而 在 轴 承A和B处 产 生 的 动 压 力RA和RB (大 小 和 方向)； (2)应 在 此 平 面 上 什 么 方 向 加 多 大 平 衡 质 量m b(半径rb mm=100 )才能达到 静平 衡。 52.图 示 为 一 回 转 体 ，其 上 有 不 平 衡 质 量m11=kg，m22=kg，与转

27、动轴线的距 离分 别为r 1 300=mm，r 2 150=mm。试计算在P、Q两 平 衡 校 正 面 上 应 加 的 平 衡 质 径 积() b b m r P和( ) b b m r Q 的 大小和方位。 53.图 示 一 双 缸 发 动 机 的 曲 轴 ， 两 曲 拐 在 同 一 平 面 内 ， 相 隔180，每一曲拐的质 量为50，离轴线距离为200，A、B两 支 承 间 距 离 为900，工作转速 kg mmmm n= 3000 r /min。试求： (1)支承A、B处 的 动 反 力 大 小 ； (2)欲 使 此 曲 轴 符 合 动 平 衡 条 件 ， 以 两 端 的 飞 轮 平

28、面 作 为 平 衡 平 面 ， 在 回 转 半 径 为 处应加平衡质量的大小和方向。 500 mm 54.已 知 图 示 回 转 体m12= kg，m24=kg，r 1 200=mm，r 2 120= mm， 若I、 为 校 准 平 面 ， 试 求 出 该 两 平 面 中 应 加 的 平 衡 质 量、 (rr)及方位。 m b m b b b mm=100 55.一 转 子 上 有 两 个 不 平 衡 质 量m1200=kg，m2100=kg，r 1 50= mm， r 2 40=mm，选 定 平 面、为 平 衡 校 正 面 ， 若 两 个 平 面 内 平 衡 质 量 的 回 转 半 径 为r

29、r bIbII mm= 60 ，求平衡质量m bI、mbII的 大小及方位。 56. 图 示 一 钢 质 圆 盘 。 盘 厚= 20 mm， 在 向 径r 1 100=mm处 有 一 直 径 d=50 mm的 通 孔 ， 向 径r 2 200=mm处 有 一 重 量 为2的 重 块 ， 为 使 圆 盘 满 足 静 平衡条件，拟在向径 N r= 200 mm的圆周上再钻一通孔，试求此通孔的直径和方位 (钢的重度= 7 610 5 .N /mm 3 )。 57.在 图 示 的 盘 形 回 转 体 中 ， 各 偏 心 质 量 大 小 及 分 布 特 征 如 下 ： m13= kg， r 1 80=m

30、m， 1=60o； m22= kg， r 2 80=mm， 2=150o； m32= kg， r 3 60=mm， 3=225o。 若 在 半 径 为r b mm= 60 处加平衡质量，使转子满足静平衡条件，求平衡质量的大 小和 方位？ 58.图 示 一 盘 形 回 转 体 ， 其 上 有 四 个 不 平 衡 质 量 ， 它 们 的 大 小 及 质 心 到 回 转 轴 线 的 距 离 分 别 为 ：m110=kg，m214=kg，m316=kg，m420=kg，r 1 200= mm， r 2 400=mm，r 3 300= mm，r 4 140=mm，欲使该回转体满足静平衡条件，试求需 加平

31、衡质径 积m r b b的大小和方位。 59. 图 示 一 曲 柄 滑 块 机 构 , 给 定lAB=100 mm,l BC = 400 mm，滑块C的 质 量 m 3 40=kg，质心在C处 。 今 欲 在AB的 延 长 线 上C 处装上平 衡质量 m b来平衡50%滑 块 第 一 级 惯 性 力 ， ( 即 滑 块 惯 性 力 中 具 有 与 曲 柄 转 动 频 率 相 同 的 频 率 分 量 ) ， 设 l AC mm= 50 ，试求平衡质量mb的大小(曲柄和 连杆质量不计)。 提示：滑块C的 加 速 度 变 化 规 律 为al l l CAB AB BC + F H G I K J 2

32、 2coscos， 负号表示与 x轴(A指 向C)方 向 相 反 。 60.一 回 转 体 上 有 三 质 量 ：m13=kg，m21=kg，m34=kg， 绕z轴 等 角 速 度 旋 转 ，r 1 60= mm，r 2 140= mm，r 3 90=mm， 其 余 尺 寸 如 图 示 ， 试 用 图 解 法 求 应 在平 面和处 各 加 多 大 平 衡 质 量 才 能 得 到 动 平 衡 (设 平 衡 质 量m bI和mbII离转动轴线的 距离 r bI、rbII为 rr bIbII mm=100 )。 61.高 速 水 泵 的 凸 轮 轴 系 由 三 个 互 相 错 开120的偏心轮组成，

33、 每一偏心轮的质量 为 m，其偏 心距为r，设 在平衡平面A和B上 各 装 一 个 平 衡 质 量m A和mB，其回转半 径为2r，其他尺寸如图示。试求m A和mB的大小和方向(可用图解法)。 62.图 示 为V形 发 动 机 机 构 。 设 每 一 活 塞 部 件 的 质 量 都 为m， 今 在 曲 柄 延 长 线 上 与 曲 柄 销B对 称 的 点D处 加 上 一 平 衡 质 量m， 则 该 发 动 机 的 所 有 第 一 级 惯 性 力 (即 惯 性 力 上 具 有 与 曲 柄 转 动 频 率 相 同 的 频 率 分 量 )将 被 完 全 平 衡 。 试 证 明 之 (连 杆、曲柄质量不

34、计)。 提 示 ： 曲 柄 滑 块 机 构 中 滑 块 的 加 速 度 变 化 规 律 为ar r l N + F H G I K J 2 2coscos 63.为 了 平 衡 曲 柄 滑 块 机 构ABC中 滑 块 的 往 复 惯 性 力 ,在 原 机 构 上 附 加 一 滑 块 机 构 AB C ，设曲柄和连杆的质量不计，滑块C和 C 质量都为m， ll AB AB = ，l l BC B C = 。 试证明：机构的第一级惯性力(即具有与曲柄转动频率相同的频率分量)将获得完 全平衡。 提 示 ： 曲 柄 滑 块 机 构 中 滑 块 的 加 速 度 变 化 规 律 为ar r l N + F

35、 H G I K J 2 2coscos 64.为 了 平 衡 曲 柄 滑 块 机 构ABC中 滑 块C的 往 复 惯 性 力 ，在 原 机 构 上 附 加 一 滑 块 机 构ABC ， 设 曲 柄 和 连 杆 的 质 量 不 计 ,滑 块 C和C 质 量 都 为 m， 连 杆 长 度ll BC BC = ， 试 证 明 机 构 的 第 二 级 惯 性 力 (即 惯 性 力 中 具 有 曲 柄 转 动 频 率 两 倍 的 频 率 分 量 ) 将获得完全平衡。 提 示 ： 曲 柄 滑 块 机 构 中 滑 块加 速 度 变 化 规 律 为 的 ar r l N + F H G I K J 2 2c

36、oscos =t -曲柄角速度 09 机械平衡 1.总 分 2 分 。 惯 性 力 和 惯 性 力 偶 矩 附 加 动 压 2. 总 分 2 分 。 小 于 等 于5 二 个 3. 总 分 2 分 。 惯 性 力 ， 一 个 惯 性 力 和 惯 性 力 偶 矩 ， 二 个 4. 总 分 2 分 。 质 径 积 的 向 量 和 等 于 零 质 径 积 向 量 和 等 于 零 ， 离 心 力 引 起 的 合 力 矩 等 于 零 5. 总 分 2 分 。 静 动 6. 总 分 2 分 。 回 转 轴 线 上 质 心 在 最 低 处 7. 总 分 2分 。 大 于 等 于 5 一 个 8. 总 分 2

37、 分 。 a和b c 9. 总 分 2 分 。 (0.60.7)第 一 阶 临 界 转 速 挠 性 10. 总 分 2 分 。 机 构 的 总 质 心 位 置 静 止 不 动 11. 总 分 2 分 。 a、b、c 三 轴 c 12. 总 分 2 分 。 机 构 总 质 心S的 位 置 不 变 平 衡 装 置 (采 用 对 称 机 构 或 非 对 称 机 构 ) 13. 总 分 2 分 。 重 新 调 整 构 件 上 各 质 量 的 大 小 和 分 布 重 新 调 整 或 分 配 整 个 机 构 的 质 量 分 布 14. 总 分 2 分 。 Y 15. 总 分 2 分 。 Y 16. 总 分

38、 2 分 。 Y 17. 总 分 2 分 。 Y 18. 19.总 分 2 分 。 Y 20. 总 分 2 分 。 N 21.总 分 2 分 。 N 22. 总 分 2 分 。 Y 23. 总 分 2 分 。 Y 24. 总 分 2 分 。 N 25. 总 分 2 分 。 C 26. 总 分 2 分 。 D 27. 总 分 2 分 。 B 28. 29. 总 分 2 分 。 C 30. 总 分 2 分 。 D 31. 总 分 2 分 。 B 32. 总 分 2 分 。 C 33. 总 分 2 分 。 D 34. 总 分 2 分 。 C 35. 总 分 2 分 。 B 36. 总 分 2 分 。

39、 D 37. 总 分 5分 。 静 平 衡 仅 需 满 足 条 件,而 动 平 衡 条 件 需 满 足F= 0F= 0和 。 M= 0 38.总 分 ： 5分 静平衡的转子：磨床砂轮，盘形凸轮 2分 动 平 衡 的 转 子 ： 发 动 机 的 曲 轴 ， 马 达 转 子 ， 高 速 水 泵 的 凸 轮 轴 系 3分 39. 总 分 ： 5 分 。 只 对 转 子 的 离 心 惯 性 力 平 衡 称 为 静 平 衡 ，而 既 对 离 心 惯 性 力 平 衡 又 对 其 产 生 的 离 心 惯 性 力 矩 平 衡 则 称 为 动 平 衡 。 并 非 总 是 有 利 的 。因 为 只 平 衡 了 惯

40、 性 力 ,而 惯 性 力 矩 并 未 得 到 平 衡 , 甚 至 有 可 能 增 大 ， 同 样 会 对 转 子 运 转 产 生 附 加 动 应 力 。 40.总 分 ： 5分 平 面m1 处 2151021020210350+= 平面m 4处 21015215253 10350+= 所以，符合动平衡条件。 41.总 分 ： 5分 当 lll 132 = m rm rm rm r m rlm r llm r lll 1 12 23 34 4 2 2 13 3124 4123 0 时 ， 有 R rrrr += + S | T |c hch 2分 =+=mrllll22 1212 0bg 2分

41、 故该曲轴符合动平衡条件。 1分 42.总 分 ： 5分 图a所 示 转 子 符 合 静 平 衡 条 件 ， 但 不 符 合 动 平 衡 条 件 m r i i =3042060 但惯性力偶矩不等于0。 图b所 示 转 子 符 合 动 平 衡 条 件 m r i i =+=415 10104100 m1与m3惯性力合力与m2惯性力等值共线反向。 惯性力偶矩等于0。 43.总 分 ： 5分 不 相 同 ，不 平 衡 惯 性 力 偶 矩 是 由 不 平 衡 离 心 惯 性 力 系 的 主 矩 ，其 向 量 在 转 动 轴 线 的 垂 直 平 面 内 ；MJS则 是 转 子 变 速 运 动 时 与

42、角 加 速度有关的惯性力偶矩，其向量沿转动轴 线 方 向。 44.总 分 ： 5分 不 平 衡 质 径 积 m r 1 1 210= kg mm m r 2 2 144= kg mm 1分 静平衡条件 m rm rm r 1 12 2 0 rrr += b b 1分 解得 m r b b kg mm=140 2分 应加平衡质量 m b /k=g=140 1401 挖去的质量应在m r b b r 矢量的反方向，140 mm处 挖 去1 kg质 量 。 1分 45.总 分 ： 5分 在A飞 轮 平 面 内m A的质径积为 m rR A =50110045011007386 364(). kgmm

43、 m A =7386 364 60012 31 kg 3分 在B飞 轮 平 面 内m B的质径积为 m rR B =()50450 11005113 64. kgmm m B =5113 64 6008 523 kg 2分 平 衡 质 量 的 方 位 在 不 平 衡 质 量S的 对 面 。 46.总 分 ： 5分 m r m r 1 1 2 2 1 00 10 1 0 50 20 1 = = . . kg m kg m 静平衡条件 m rm rm r 1 12 2 0 rrr += b b 图解得 m r b b . kg m=0 1 ， 所以应钻孔的质量 m b .=0 1 0 50 2 kg 方 向 见 图 ， 与 垂 直 方 向 成30o角 。 47.总 分 ： 5分 m r 1 1 1050500= kg mm m r 2 2 15 1001500= kg mm m r 3 3 1070700= kg mm 1分 r 1 与r3共线，可代数相加 m rm r 3 31 1 700500200= kg mm 方向同 r r 3r3 平衡条件：m rm rm rm r b b rrrr += 1 12 23 3 0 1分 所 以 依 次 作 矢 量m rm rm r 3 31 12 2 rrr +ch,， 封 闭 矢 量m r b b r 即 所 求 ， 如 图