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1、我的课程机械设计第1单元平面机构运动分析与设计第1次形考作业一一占形考成绩的20%作业详情H由两构件间直接接触并能产生一定形式的相对运动的连接称为运动副。 客观题总分值：2分得分：2分IAI正确B错误正确答案：A学生答案：A老师点评：答案解析：运动副是由两构件直接接触而又能产生一定形式的相对运动的连接。|在计算机构的自由度时，应将局部自由度计算在内。 客观题总分值：2分得分：2分A正确错误正确答案：B学生答案：B老师点评：答案解析：局部自由度是与机构运动无关的构件的独立运动，计算机构自由度时应予排除。当曲柄摇杆机构把往复摆动运动转变成旋转运动时，曲柄与连杆共线的位置，就是曲柄的“死点”位置。客
2、观题总分值：2分得分：2分IAI正确B错误正确答案：A学生答案：A老师点评：答案解析：在曲柄摇杆机构中，假设以摇杆为原动件，曲柄为从动件。在不计构件的重力、惯性力和 运动副中的摩擦阻力的条件下，当摇杆为主动件，连杆和曲柄共线时，过曲柄回转中心的力（1）凸轮机构常用的四种从动件运动规律为：匀速运动规律；等加速-等减速规律；余 弦加速度运动规律；正弦加速度运动规律。（2）匀速运动规律有刚性冲击；等加速-等减速和余弦加速度运动规律有柔性冲击；正 弦加速度运动规律没有冲击。（3）在选择从动件的运动规律时，应根据机器工作时的运动要求来确定。23刚性回转件的平衡有哪几种情况？如何计算？从力学观点看，它们各
3、有什么特点？主观题总分值：10分得分：9分正确答案：刚性回转件的平衡有两种情况：静平衡和动平衡。（1）静平衡计算。方法是在同一平面内增加或减少一个平衡质量，使平衡质量产生的 离心惯性力Fb与原有各偏心质量产生的离心惯性力的矢量和Fi相平衡。特点：各偏心质量及平衡质量产生的离心惯性力组成一个平面汇交力系。（2）动平衡计算。方法是任选两个平衡平面，将回转件上的不平衡质量都向这两个平 面内分解，在这两个平面内各加上一个平衡质量，使惯性力的合力及合力矩同时为零。特点：各偏心质量及平衡质量产生的惯性力组成一空间力系。学生答案：刚性回转件的平衡有两种情况：静平衡和动平衡。（1）静平衡计算。方法是在同一平面
4、内增加或减少一个平衡质量，使平衡质量产生的 离心惯性力Fb与原有各偏心质量产生的离心惯性力的矢量和EFi相平衡。特点：各偏心质量及平衡质量产生的离心惯性力组成一个平面汇交力系。（2）动平衡计算。方法是任选两个平衡平面，将回转件上的不平衡质量都向这两个平 面内分解，在这两个平面内各加上一个平衡质量，使惯性力的合力及合力矩同时为零。特点：各偏心质量及平衡质量产生的惯性力组成一空间力系。老师点评：良好答案解析：刚性回转件的平衡有两种情况：静平衡和动平衡。（1）静平衡计算。方法是在同一平面内增加或减少一个平衡质量，使平衡质量产生的 离心惯性力Fb与原有各偏心质量产生的离心惯性力的矢量和EFi相平衡。特
5、点：各偏心质量及平衡质量产生的离心惯性力组成一个平面汇交力系。（2）动平衡计算。方法是任选两个平衡平面，将回转件上的不平衡质量都向这两个平 面内分解，在这两个平面内各加上一个平衡质量，使惯性力的合力及合力矩同时为零。特点：各偏心质量及平衡质量产生的惯性力组成一空间力系。24设计机械零件时应满足哪些基本要求?主观题总分值：10分得分：9分正确答案：零件工作可靠并且本钱低廉是设计机械零件应满足的基本要求。零件的工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力，对载荷而言 称为承载能力。失效是指零件由于某些原因不能正常工作。只有每个零件都能可靠地工作, 才能保证机器的正常运行。设计机械零件
6、还必须坚持经济观点，力求综合经济效益高。为此要注意以下几点：（1） 合理选择材料，降低材料费用；（2）保证良好的工艺性，减少制造费用；（3）尽量采用标 准化、通用化设计，简化设计过程从而降低本钱。学生答案：零件工作可靠并且本钱低廉是设计机械零件应满足的基本要求。零件的工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力，对载荷而言 称为承载能力。失效是指零件由于某些原因不能正常工作。只有每个零件都能可靠地工作, 才能保证机器的正常运行。设计机械零件还必须坚持经济观点，力求综合经济效益高。为此要注意以下几点：（1） 合理选择材料，降低材料费用；（2）保证良好的工艺性，减少制造费用；（3）尽
7、量采用标 准化、通用化设计，简化设计过程从而降低本钱。老师点评：良好答案解析：零件工作可靠并且本钱低廉是设计机械零件应满足的基本要求。零件的工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力，对载荷而言 称为承载能力。失效是指零件由于某些原因不能正常工作。只有每个零件都能可靠地工作, 才能保证机器的正常运行。设计机械零件还必须坚持经济观点，力求综合经济效益高。为此要注意以下几点：（1） 合理选择材料，降低材料费用；（2）保证良好的工艺性，减少制造费用；（3）尽量采用标 准化、通用化设计，简化设计过程从而降低本钱。对中心点不产生力矩，这时无论我们在原动件上施加多大的力都不能使曲柄转动，机
8、构的这 种位置称为死点。曲柄的极位夹角6越小，机构的急回特性就越显著。客观题总分值：2分得分：2分A正确错误正确答案：B学生答案：B老师点评：答案解析：曲柄的极位夹角越大，机构的急回特性就越显著。1移动凸轮可以看作是回转中心趋向无穷远时的盘形凸轮。 客观题总分值：2分得分：2分IAI正确B错误正确答案：A学生答案：A老师点评：答案解析：当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对于机架作直线运动，这种凸轮称为移动 凸轮。|对于圆柱销的外槽轮机构，在一个动作循环中，槽轮的静止时间总是大于其运动时 间。客观题总分值：2分得分：2分A正确I错误正确答案：B学生答案：B老师点评：答案解析：单圆柱销外槽轮
9、机构在一个动作循环中，槽轮的静止时间总是大于其运动时间。刚性转子的动平衡是使惯性合力为零，同时惯性合力偶矩也为零。客观题总分值：2分得分：2分正确B错误正确答案：A学生答案：A老师点评：答案解析：刚性转子的动平衡是使惯性合力为零，同时惯性合力偶矩也为零。1满足动平衡的转子不一定是静平衡的。客观题总分值：2分得分：2分A正确I错误正确答案：B学生答案：B老师点评：答案解析：满足静平衡条件的转子不一定到达动平衡，满足动平衡的转子一定是静平衡的。强度是指零部件在载荷作用下抵抗断裂、塑性变形及外表失效的能力。 客观题总分值：2分得分：2分正确B错误正确答案：A学生答案：A老师点评：答案解析：强度是指零
10、部件在载荷作用下抵抗断裂、塑性变形及外表失效的能力。101变应力下，无论是塑性材料还是脆性材料，主要损坏形式都是疲劳断裂。 客观题总分值：2分得分：2分正确B错误正确答案：A 学生答案：A老师点评：答案解析：变应力下，无论是塑性材料还是脆性材料，主要损坏形式都是疲劳断裂。D平面机构的自由度与组成机构的()有关。客观题总分值：3分得分：3分A活动构件数目B运动副数目C运动副的性质以上三者正确答案：D学生答案：D老师点评：答案解析：平面机构的自由度与组成机构的活动构件数目、运动副数目和运动副的性质有关。12以下哪种机构是含有两个移动副的四连杆机构()o 客观题总分值：3分得分：3分A曲柄滑块机构B
11、曲柄导杆机构正弦机构I)移动导杆机构正确答案：c学生答案：C老师点评：答案解析：含有两个移动副的四连杆机构是正弦机构。13在以下平面四杆机构中，无论以哪一构件为主动件，都不存在死点位置的机构是()o 客观题总分值：3分得分：3分IAI双曲柄机构B双摇杆机构C曲柄摇杆机构D曲柄滑块机构正确答案：A学生答案：A老师点评：答案解析：双曲柄机构无论以哪一构件为主动件，都不存在死点位置。14偏置曲柄滑块机构的曲柄长AB二20mni,那么该机构滑块的行程H的大小为()。客观题总分值：3分得分：3分AH=20 mmBH=40 mm20 mmH40 mmDH=30 mm正确答案：C学生答案：C老师点评：答案解
12、析：对心曲柄滑块机构滑块的行程为曲柄长度的两倍，当机构存在偏心时滑块的行程会变15与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是()o客观题总分值：3分得分：3分A惯性力难以平衡I点、线接触，易磨损C设计较为复杂D不能实现间歇运动正确答案：B学生答案：B老师点评：答案解析：凸轮机构中，由于从动件与凸轮是点、线接触，因此易磨损。161为保证滚子从动杆凸轮机构中从动杆的运动规律不“失真”，滚子半径应()o客观题总分值：3分得分：3分A小于凸轮实际轮廓曲线外凸部份的最小曲率半径小于凸轮理论轮廓曲线外凸部份的最小曲率半径C大于凸轮实际轮廓曲线外凸部份的最小曲率半径D大于凸轮理论轮廓曲线外凸部份的最小曲率半径正确
13、答案：B学生答案：B老师点评：答案解析：为保证滚子从动杆凸轮机构中从动杆的运动规律不“失真”，滚子半径应小于凸轮理论 轮廓曲线外凸部份的最小曲率半径。17平面机构的平衡问题主要是讨论机构惯性力和惯性力矩对()的平衡。 客观题总分值：3分得分：3分IAI曲柄B连杆C机座D从动件正确答案：A学生答案：A老师点评：答案解析：平面机构的平衡问题主要是讨论机构惯性力和惯性力矩对回转构件的平衡。18等效力矩的值()o客观题总分值：3分得分：3分A一定大于零B一定不小于零ICI可以等于零D一定不等于零 正确答案：C 学生答案：C老师点评：答案解析：等效力矩的值可以等于零。19刚性转子的动平衡是使()o 客观
14、题总分值：3分得分：3分 A惯性合力为零B惯性合力偶矩为零Kl惯性合力及惯性合力偶矩都为零D惯性合力及惯性合力偶矩都不为零正确答案：C学生答案：C老师点评：答案解析：刚性转子的动平衡是使惯性合力及惯性合力偶矩都为零。20在机械设计中，易于装配属于以下哪项机械设计应满足的基本要求。() 客观题总分值：3分得分：3分A使用要求工艺要求C经济要求D外观要求正确答案：B学生答案：B老师点评：答案解析：在机械设计中，易于装配属于机械设计应满足的基本要求中的工艺要求。21试分析如下图机构在组成上是否合理？如不合理，请针对错误提出修改方案。f h主观题总分值：20分得分：18分正确答案：图示机构分析及解答过
15、程：(1)在图示的机构中，B处为局部自由度，计算自由度时需要去除。(2)该机构活动构件数n=5,低副数PL=7,高副数PH=1。(3)计算该机构的自由度F=3n-2PL-PH=15-14-l=0o(4)由于FG,机构无法动作，故该机构不合理。(5) 一般的解决方法是在机构中再添加一个能组成低副的构件。对于如下图的机构, 在D处增加一个滑块，修改后的机构如下图。(注意：答案不唯一)(6)验证：该机构活动构件数n=6,低副数PL=8,高副数PH=1,从而计算出该机构的 自由度F=3n-2PL-PH=18-16-l=l,机构的自由度数等于原动件数，机构具有确定地相对运动, 故修改后的机构合理。学生答
16、案：图示机构分析及解答过程：(1)在图示的机构中，B处为局部自由度，计算自由度时需要去除。(2)该机构活动构件数n=5,低副数PL=7,高副数PH二1。(3)计算该机构的自由度F=3n-2PL-PH=15-14- 1二0。(4)由于FG,机构无法动作，故该机构不合理。(5) 一般的解决方法是在机构中再添加一个能组成低副的构件。对于如下图的机构, 在D处增加一个滑块，修改后的机构如下图。(注意：答案不唯一)(6)验证：该机构活动构件数n=6,低副数PL=8,高副数PH=1,从而计算出该机构的 自由度F=3n-2PL-PH=18T6-1=1,机构的自由度数等于原动件数，机构具有确定地相对运动, 故
17、修改后的机构合理。老师点评：良好答案解析：要想知道机构在组成上是否合理，需要验证该机构是否确定的相对运动，这就需要首先 计算机构的自由度。希望大家掌握机构自由度的计算方法以及自由度计算中特殊情况的处 理。(1)在图示的机构中，B处为局部自由度，计算自由度时需要去除。(2)该机构活动构件数n=5,低副数PL=7,高副数PH=10(3)计算该机构的自由度F=3n-2PL-PH=15-14-l=0o(4)由于F1,机构无法动作，故该机构不合理。(5) 一般的解决方法是在机构中再添加一个能组成低副的构件。22凸轮机构常用的四种从动件运动规律中，哪种运动规律有刚性冲击？哪些运动规律有 柔性冲击？哪种运动
18、规律没有冲击？如何来选择从动件的运动规律？主观题总分值：10分得分：9分正确答案：(1)凸轮机构常用的四种从动件运动规律为：匀速运动规律；等加速-等减速规律；余 弦加速度运动规律；正弦加速度运动规律。(2)匀速运动规律有刚性冲击；等加速-等减速和余弦加速度运动规律有柔性冲击；正 弦加速度运动规律没有冲击。(3)在选择从动件的运动规律时，应根据机器工作时的运动要求来确定。学生答案：(1)凸轮机构常用的四种从动件运动规律为：匀速运动规律；等加速-等减速规律；余 弦加速度运动规律；正弦加速度运动规律。(2)匀速运动规律有刚性冲击；等加速-等减速和余弦加速度运动规律有柔性冲击；正 弦加速度运动规律没有冲击。(3)在选择从动件的运动规律时，应根据机器工作时的运动要求来确定。老师点评：良好答案解析：