完整word版机械系统动力学期末作业

《机械知识》期末测试卷A卷班级：姓名：学号：一、填空题（每空1分，共20分）1．液压系统由部分、部分、部分和部分组成。

2．螺纹代号M20×20表示公称直径为，长度为的牙普通螺纹。

3．气缸是气压系统的元件。

它主要有式气缸和气缸。

4．双圆销外啮合槽轮机构，槽轮有6条槽，要使槽轮转两周，曲柄盘应转周。

5．轴的制造材料主要有、和。

6．普通平键的面是工作面，钩头楔键的面是工作面。

7．间歇运动机构常见的类型有机构和机构。

8．凸轮机构主要由、和固定机架三个基本构件所组成。

二、判断题（每题2分，共20分）（）1．油液在密封连通的容器内流动时，截面积大处通过的流量也大。

（）2．两个相配合的螺纹，其旋向相同。

（）3．标准齿轮的压力角是20°，在分度圆上。

（）4．单头蜗杆传动可选蜗轮为主动件。

（）5．在平面连杆机构的死点位置，从动构件运动方向不能确定。

（）6．轮系传动中使用惰轮既可改变从动轴的转速，又可改变从动轴的旋转方向。

（）7．安全保险机构的作用是防止操纵不当或过载而损坏机件。

（）8．三星齿轮变向机构由四个齿轮组成。

（）9．蜗轮的头数越多，蜗杆传动效率越低。

（）10．铰链四杆机构中的最短杆就是曲柄。

三、选择题（每题2分，共20分）1．静止油液中（）。

A、任何一点所受的各个方向的压力都不相等。

B、油液压力的方向不总是垂直于受压表面。

C、当一处受到压力作用时，将通过油液传递到连通器的任意点上，而且其压力值处处相等。

D、内部压力不能传递动力。

2．双线螺纹的螺距P等于导程P h的（）倍。

A、1/2B、2C、3/23．液压系统中液压缸属于（）。

A、动力部分B、执行部分C、控制部分D、辅助部分4．溢流阀（）。

A、常态下阀口是常开的B、阀心随着系统压力的变动而移动C、进、出油口均有压力D、一般连接在液压缸的回油油路上5．滤油器的作用是（）。

A、储油、散热B、连接液压管路C、保护液压元件D、指示系统压力6．在外啮合槽轮机构中，槽轮转向与曲柄转向（）。

人称为系统的等效转动惯量。

这里分析的是广义坐标q 的变化规 律0此q (称为广义速度)是随时间变化的。

2. 系统的势能
对刚体机械系统，不计构件的弹性变形和变形能，而且一般情况 下，由构件的重量产生的势能与动能相比数值也很小，因此拉格朗日 方程中的势能常常略去。

3. 系统的广义力
设F 花(k=lr2,…，111)和隔.(j=l,2,…，U)分别为作用于机械 上的外力和外力距，则这些力和力矩的功率为：
m n
p =工(FScQSg) + 工(士M M )
(6) fc=l j=l
式中：Wj ——有外力距My 作用的构件的角速度；
外力乍用点的速度；
弧 ---- F/C 与夹角。

式中第二项符号的确定方法为：当Afy 与呦同向时取正号，反向取 负号。

广义力的定义就是作用在广义坐标处的一个力或力矩，它所作的 功等于系统中全部力和力矩在同一时间为所作的功。

因此，当广义坐 标为一个角位移时，广义力F 为一等效力矩Mg,它可以按下式计算： m - n
严严)+》(±喘)
k=l T 7=1 r
按照拉格朗日方程中的要求，将(4)表达的功能求导数得：
dEj,_ldJ, .2 dq 2 Og ° 顾*q
d S 将式7、式8和式10代入拉格朗日方程(1)可得到：
=》mi +Jsi Je
1=
(8)
(10)。

1.如图所示为多半自动车床主轴箱传动系统。

已知带轮直径D1=D2=180MM,Z1=45,Z2=72,Z3=36,Z4=81,Z5=59,Z6=54,Z7=25,Z8=88.试求档电动机转速N=1443R|MIN时，主轴三的各级转速。

2.如图所示轮系中，已知Z1=16,Z2=32,Z3=20,Z4=40,蜗杆Z5=2,蜗轮Z6=40,N1=800R|MIN.试分析该传动机构的传动路线，计算蜗轮的转速N6并确定各轮的回转方向。

3,铰链四杆机构分为、和三种基本类型，是根据来划分的。

4.家用缝纫机构是机构，它是以为主动件。

5.下列属于双曲柄机构的是（）A搅拌机B自动翻斗装置C港口起重机D汽车车门启闭机构6.飞机起落架应用了机构的特性。

7.什么是铰链四杆机构的急回特性？8.牛头刨床的横向进给运动由机构实现，滑枕的运动由机构实现。

9.什么是曲柄滑块机构？它是由什么机构演化而成的？10.导杆机构有、和三种类型。

11.凸轮机构由、和组成。

12.如图所示为尖顶从动件对心凸轮机构。

（1）试画出凸轮的基圆。

（2）试画出从动件的行程。

（3）在图中标出推程运动角与回程运动角。

13.如图所示为凸轮机构从动件推程速度线图，试判断为何种运动规律。

14.什么是变速机构？变速机构分为哪两类？15.什么是换向机构？16.常见的间隙机构类型有、和。

17间隙机构是能够将主动件的运动转换成从动件的的机构。

18.棘轮机构转角的调节方法是和。

19对于单圆销的外槽轮机构，在一个运动循环中，槽轮的静止时间大于运动时间。

是否20.不完全齿轮机构的主动轮是多齿的，而从动轮一般为单齿或多齿。

21.槽轮机构的转角A可无机调节B可有级调节C不能调节22.根据直轴所受载荷不同，可将其分为、和三类。

23.轴的结构应满足三方面的要求，即轴上的零件要，轴应，便于轴上零件。

24.轴上零件轴向固定的目的是。

常用的轴向固定方法有、、、、、、、和等。

25.轴山零件周向固定的目的是。

系统动力学1.系统动力学的发展系统动力学（简称SD—system dynamics）的出现于1956年，创始人为美国麻省理工学院的福瑞斯特教授。

系统动力学是福瑞斯特教授于1958年为分析生产管理及库存管理等企业问题而提出的系统仿真方法，最初叫工业动态学。

是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉综合学科。

从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历史的方法的统一。

它基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，是一门综合自然科学和社会科学的横向学科。

系统动力学的发展过程大致可分为三个阶段：1）系统动力学的诞生—20世纪50-60年代由于SD这种方法早期研究对象是以企业为中心的工业系统，初名也就叫工业动力学。

这阶段主要是以福雷斯特教授在哈佛商业评论发表的《工业动力学》作为奠基之作，之后他又讲述了系统动力学的方法论和原理，系统产生动态行为的基本原理。

后来，以福雷斯特教授对城市的兴衰问题进行深入的研究，提出了城市模型。

2）系统动力学发展成熟—20世纪70-80这阶段主要的标准性成果是系统动力学世界模型与美国国家模型的研究成功。

这两个模型的研究成功地解决了困扰经济学界长波问题，因此吸引了世界范围内学者的关注，促进它在世界范围内的传播与发展,确立了在社会经济问题研究中的学科地位。

3）系统动力学广泛运用与传播—20世纪90年代-至今在这一阶段，SD在世界范围内得到广泛的传播,其应用范围更广泛,并且获得新的发展.系统动力学正加强与控制理论、系统科学、突变理论、耗散结构与分叉、结构稳定性分析、灵敏度分析、统计分析、参数估计、最优化技术应用、类属结构研究、专家系统等方面的联系。

许多学者纷纷采用系统动力学方法来研究各自的社会经济问题，涉及到经济、能源、交通、环境、生态、生物、医学、工业、城市等广泛的领域。

2．系统动力学的原理系统动力学是一门分析研究信息反馈系统的学科。

它是系统科学中的一个分支，是跨越自然科学和社会科学的横向学科。

考试科目： 机械系统动力学 课程编号：056022 开课学期： 2014-2015学年第二学期 考试时间：2015/07/08 说 明：所有答案必须写在答题册上,否则无效。

共6 页 第 1页1. 用加速度计测出某结构按频率82 Hz 简谐振动时的最大加速度为50g (2/980s cm g =). 求该振动的振幅及最大速度.解答: 已知振动频率 82f Hz =，最大加速度max 50a g =,振动角频率2164f ωππ==rad/s将简谐振动表述为正弦函数 sin()x A t ωϕ=+ ，则其速度为 cos()x A t ωωϕ=+ ，加速度为 2sin()x A t ωωϕ=-+振幅 m a x 22509.80.185(164)a A cm ωπ⨯=== 最大速度 max 1.8516495.1/v A cm s ωπ==⨯=2. 一个机器内某零件的振动规律为0.4sin 0.3cos x t t ωω=+，x 的单位是cm ，10/s ωπ=。

这个振动是否简谐振动? 求出它的振幅、最大速度及最大加速度，并用旋转矢量表示这三者之间的关系。

解答：频率相同的简谐振动合成的振动仍是简谐振动，显然该振动为简谐振动。

0.4sin 0.3cos sin()x t t A t ωωωϕ=+=+其中，振幅 0.5A == ，相角为 10.3370.4tg ϕ-==︒ 最大速度 max 0.5105v A ωππ==⨯=最大加速度 22max 0.5(10)500a A ωπ==⨯=振幅、最大速度和最大加速度之间的旋量关系可表示为图0 所示：图0 振幅、最大速度和最大加速度间的旋量关系表示3. 将图1所示的锯齿波展为富里叶级数, 并画出频谱图.考试科目： 机械系统动力学 课程编号：056022 开课学期： 2014-2015学年第二学期 考试时间：2015/07/08 说 明：所有答案必须写在答题册上,否则无效。

机械系统设计练习题一、基础知识部分1. 列举机械系统设计的基本原则。

2. 简述机械系统设计的基本步骤。

3. 说明机械系统中常用的传动方式及其特点。

4. 描述机械系统中常用的连接方式及其应用场景。

5. 分析机械系统设计中常用的材料选择方法。

二、机构分析与设计1. 绘制四杆机构的简图，并分析其运动特性。

2. 设计一个平面连杆机构，实现给定的工作要求。

3. 分析斜面机构的工作原理，并计算其传动效率。

4. 设计一个螺旋传动机构，满足指定的运动和受力要求。

5. 分析凸轮机构的基本参数，并绘制凸轮轮廓曲线。

三、机械动力学分析1. 计算某机械系统中各零件的受力情况。

2. 分析机械系统中的摩擦损失，并提出降低摩擦的措施。

3. 估算机械系统的动态响应，判断其稳定性。

4. 针对某一机械系统，进行运动学和动力学仿真分析。

5. 设计一款减震装置，降低机械系统运行过程中的振动。

四、机械结构设计1. 设计一款轴类零件，满足强度、刚度及加工要求。

2. 绘制齿轮传动系统的装配图，并标注主要尺寸。

3. 设计一款联轴器，实现两轴的连接与对中。

4. 分析某机械结构在受力过程中的变形情况，并提出改进措施。

5. 设计一款机架，满足强度、刚度和稳定性要求。

五、创新设计与实践1. 提出一种新型传动机构，并阐述其优点和应用场景。

2. 设计一款具有自适应功能的机械系统，实现特定功能。

3. 利用现代设计方法（如有限元分析、优化设计等）进行机械系统设计。

4. 结合绿色设计理念，对某一机械系统进行改进。

5. 分析智能制造技术在机械系统设计中的应用前景。

六、机械控制系统设计1. 设计一个简单的闭环控制系统，实现机械系统的位置控制。

2. 列出机械系统中常用的传感器类型及其应用。

3. 编写一个PLC程序，用于控制机械手的运动。

4. 分析机械系统中执行元件的选型依据。

5. 设计一个液压或气动控制系统，满足指定的动作要求。

七、机械加工与制造1. 选择合适的加工方法，制定一个机械零件的加工工艺路线。

机械设计试题[1]一、单项选择题1.在如图所示的齿轮—凸轮轴系中，轴4称为( )A.零件B.机构C.构件D.部件2.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为( )A.转动副B.移动副C.球面副D.螺旋副3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( )A.分度圆B.齿顶圆C.齿根圆D.基圆4.机构具有确定相对运动的条件是( )A.机构的自由度数目等于主动件数目B.机构的自由度数目大于主动件数目C.机构的自由度数目小于主动件数目D.机构的自由度数目大于等于主动件数目5.一般转速的滚动轴承计算准则为( )A.进行静强度计算B.进行极限转速计算C.进行疲劳寿命计算D.进行热平衡计算6.柴油机曲轴中部的轴承应采用( )A.整体式滑动轴承B.部分式滑动轴承C.深沟球轴承D.圆锥滚子轴承7.螺纹联接的自锁条件为( )A.螺纹升角≤当量摩擦角B.螺纹升角>摩擦角C.螺纹升角≥摩擦角D.螺纹升角≥当量摩擦角8.机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数，其表达式为( )A.σωω=-max min B. σωω=+max min2C. σωωω=-max minmD. σωωωω=-+max minmax min9.铰链四杆机构的死点位置发生在( )A.从动件与连杆共线位置B.从动件与机架共线位置C.主动件与连杆共线位置D.主动件与机架共线位置10.当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用( )A.深沟球轴承B.推力球轴承C.圆柱滚子轴承D.圆锥滚子轴承11.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是( )A.对称循环B.脉动循环C.恒定不变D.非对称循环12.在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用( )A.圆型带传动B.同步带传动C.V型带传动D.平型带传动13.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取( )A.最短杆B.最短杆的相邻杆C.最短杆的相对杆D.任何一杆14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用( )A.螺栓联接B.双头螺柱联接C.螺钉联接D.紧定螺钉联接15.在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动( )A.将产生刚性冲击B.将产生柔性冲击C.没有冲击D.既有刚性冲击又有柔性冲击16.与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数Y FS值有关的参数是( )A.工作齿宽bB.模数mC.齿数zD.压力角α17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在( )A.齿根部分B.靠近节线处的齿根部分C.齿顶部分D.靠近节线处的齿顶部分18.普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是( )A.m t1=m a2, αt1=αa2,γ=βB.m a1=m t2, αa1=αt2,γ=βC.m t1=m a2, αt1=αa2,γ=-βD.m a1=m a2, αa1=αt2,γ=-β（注：下标t表示端面，a表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）19.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是( )A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性柱销联轴器20.带传动的主要失效形式是带的( )A.疲劳拉断和打滑B.磨损和胶合C.胶合和打滑D.磨损和疲劳点蚀二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)21.在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和________。

大学机械专业《大学物理（二）》期末考试试卷D卷附答案姓名：______ 班级：______ 学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。

2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。

一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、长为的匀质细杆，可绕过其端点的水平轴在竖直平面内自由转动。

如果将细杆置与水平位置，然后让其由静止开始自由下摆，则开始转动的瞬间，细杆的角加速度为_____，细杆转动到竖直位置时角加速度为_____。

2、两个相同的刚性容器，一个盛有氧气，一个盛氦气（均视为刚性分子理想气体）。

开始他们的压强和温度都相同，现将3J的热量传给氦气，使之升高一定的温度。

若使氧气也升高同样的温度，则应向氧气传递的热量为_________J。

3、一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若光栅的透明缝宽度与不透明部分宽度相等，则可能看到的衍射光谱的级次为____________。

4、将热量Q传给一定量的理想气体：（1）若气体的体积不变，则热量转化为_____________________________。

（2）若气体的温度不变，则热量转化为_____________________________。

（3）若气体的压强不变，则热量转化为_____________________________。

5、两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2，相距为d，其电荷线密度分别为和如图所示，则场强等于零的点与直线1的距离a为_____________ 。

6、一维保守力的势能曲线如图所示，则总能量为的粒子的运动范围为________；在________时，粒子的动能最大;________时，粒子的动能最小。

7、已知质点的运动方程为，式中r的单位为m，t的单位为s。

则质点的运动轨迹方程，由t=0到t=2s内质点的位移矢量______m。

8、一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度_____。

机械动力学期末试题(卷)与答案解析一、判断题（每小题2分；共30题；共60分）1、机构平衡问题在本质上是一种以动态静力分析为基础的动力学综合；或动力学设计。

（）2、平衡是在运动设计完成之前的一种动力学设计。

（X ）3、平衡分析着眼于全部消除或部分消除引起震动的激振力。

（）4、优化平衡就是采用优化的方法获得一个绝对最佳解。

（X）5、在动力分析中主要涉及的力是驱动力和生产阻力。

（）6、通路定理是用来判断能否实现摆动力完全平衡的理论。

（X ）7、惯性力的计算是建立在主动构件作理想运动的假定的基础上的。

（）8、当取直线运动的构件作为等效构件时；作用于系统上的全部外力折算到该构件上得到等效力。

（）9、无论如何；等效力与机械驱动构件的真实速度无关。

（）10、等效质量和等效转动惯量与机械驱动构件的真实速度无关。

（）11、摆动力的平衡一定会导致机械结构的复杂化。

（X）12、综合平衡不仅考虑机构在机座上的平衡；同时也考虑运动副动压力的平衡和输入转矩的平衡。

（）13、作用于等效构件上的等效力（或等效力矩）所作的功等于作用于系统上的外力所作的功。

（X ）14、机器人操作机是一个多自由度的闭环的空间机构。

（X）15、速度越快；系统的固有频率越大。

（X）16、两点动代换后的系统与原有系统在静力学上是完全等效的。

（X）17、质量代换是将构件的质量用若干集中质量来代换；使这些代换质量与原有质量在运动学上等效。

（）18、平衡的实质就是采用构件质量再分配等手段完全地或部分地消除惯性载荷。

（）19、对于不存在多余约束和多个自由度的机构；动态静力分析是一个静定问题。

（X）20、弹性动力分析考虑构件的弹性变形。

（）21、优化综合平衡是一个多目标的优化问题；是一种部分平衡。

（）22、摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的简单化。

（X）23、机构摆动力矩完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。

（X）24、机构摆动力完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。