机械原理计算题
五. 计算题 (每小题10 分, 共20分)
1．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。
C处是复合铰链；无局部自由度和虚约束；（3分）
自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=5 P L =7 P h=0 （3分）
=3*5-2*7-0=1 （1分）
机构具有确定运动（1分）
2．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。
C处是复合铰链；F是局部自由度；E、E′互为虚约束；（3分）
自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=7 P L =9 P h=1 （1分）
=3*7-2*9-1=2 （1分）
机构具有确定运动（1分）
有确定的运动（2分）
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3．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。
无复合铰链和虚约束；有 局部自由度；（3分）
自由度:F=3n-2P L -P h （2分）n=4 P L =4 P h =2 （3分）
=3*4-2*4-2=2 （1分）
有确定的运动 （1分）
4．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。
E 处是复合铰链；无局部自由度和虚约束；（3分）
自由度:F=3n-2P L -P h （2分）n=7 P L =10 P h =0 （3分）
=3*7-2*10=1
（1分）
机构具有确定运动 （1分）
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机构有复合铰链、局部自由度、虚约束；（3分）
自由度:F=3n-2P L -P h （2分）n=8 P L =11 P h =1 （3分）
F=3*8-2*11-1=1（1分）
机构具有确定运动 （1分）
6．在图示的车床变速箱中，移动三联齿轮a 使齿轮3’和4’啮合。又移动双联齿轮b 使齿轮5’和6’啮合。已知各轮的齿数为
48',50',42',38',58,42654321======z z z z z z ，电动机的转速m in /14451r n =，求带轮转速的大小和方向。
47.150
3842484258''''53164261'16-≈????-='-==z z z z z z n n i min /98347
.11445''1616r i n n -≈-==
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其运动方向与1相反
7．如图，已知 z 1=6， z 2=z 2, =25， z 3=57， z 4=56，求i 14 ？
齿轮1-2-3组成一周转轮系，有：(n 1-n H )/(n 3-n H )= - z 3/z 1= - 57/6 齿轮1-2-2‘-4组成另一周转轮系，有：
(n 1-n H )/(n 4-n H )= - z 2z 4/z 1z ’2= - 56/6=-28/3
从图中得： n 3=0
联立求解得：i 14=n 1/n 4= - 588
8．轮系如下图： 已知：Z 1=30；Z 2=60；Z 2′=30；Z 4=90 ；求传动比i 1H 。
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对于定轴轮系1-2有：1
2212112z z n n i -===ωω（2分） 对于行星轮系2′-3-4有：32434242z z z z i H H H ??-=--=
'''ωωωω（2分） 22'=ωω 04=ω（2分）
传动比H i 1=-8（4分）
9．一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。已知z 1=18，z 2=36，模数
m =3，压力角α与齿顶高系数*a h 为标准值，试求：
1) 该圆柱齿轮机构的传动比i 12
2) 两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径
3) 求两轮的中心距 a) 该圆柱齿轮机构的传动比（2分）
218
361212===z z i
兰州2017年7月4日于家属院复习资料 第2章平面机构的结构分析 1.组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。 2.具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。 3.从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。 4.运动副元素是指。 5.构件的自由度是指；机构的自由度是指。 6.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。 7.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。 8.在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。 9.平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 10.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。 11.计算机机构自由度的目的是______。 12.在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。 13.计算平面机构自由度的公式为Ｆ= ，应用此公式时应注意判断：(A) 铰链，(B) 自由度，(C) 约束。 14.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。 15.划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的级别确定。 16.图示为一机构的初拟设计方案。试： (1〕计算其自由度，分析其设计是否合理？如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明。 (2)如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。 题16图题17图 17.在图示机构中，若以构件1为主动件，试： (1)计算自由度，说明是否有确定运动。
(2)如要使构件6有确定运动，并作连续转动，则可如何修改？说明修改的要点，并用简图表示。18.计算图示机构的自由度，将高副用低副代替，并选择原动件。 19.试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。对图示机构作出仅含低副的替代机 构，进行结构分析并确定机构的级别。 题19图 题20图 20.画出图示机构的运动简图。 21. 画出图示机构简图，并计算该机构的自由 度。构件3为在机器的导轨中作滑移的整体构件，构件2在构件3的导轨中滑移，圆盘1的固定轴位于偏心处。 题21图 题22图 22.对图示机构进行高副低代，并作结构分析，确定机构级别。点21,P P 为在图示位置时，凸轮廓线在接触点处的曲率中心。 第3章 平面机构的运动分析 1.图示机构中尺寸已知(μL =mm ，机构1沿构件4作纯滚动，其上S 点的速度为v S (μV =S/mm)。 (1)在图上作出所有瞬心； (2)用瞬心法求出K 点的速度v K 。
机械效率计算题 1．用图6所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N， 人用125N的拉力向下拉动绳子，5s内可使物体匀速上 升2m求： （1）拉力所做的功和拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率． 答案：（1）W=500J P=100W （2）80% 2．如图所示为一款塔式起重机，工作电压为380伏。当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安。 (1)如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)。 (2)请计算在整个过程中，起重机钢绳 对重物所做的功和起重机将电能转化成 机械能的效率(保留小数到％)。 答案：增加；1×105J；% 3．如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，
物体在5s内匀速上升lm．求： (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率． 答案：240J；80%；60W 4．随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N 的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图20甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦)． (1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力 (2)小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图20乙)是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确． (3)求两种方案的机械效率之比 (4)综合分析评估两个方案，你认为哪个方案更好一些说明理由．
1.如图所示传动系统，试计算： 1)轴A的转速（r/min)； 2)轴A转1转时，轴B转过的转数； 3)轴B转1转时，螺母C移动的距离。 解： 1）轴A的转速： n A=1440×5/22×23/23×20/20×20/80=81.8（r/min) 2）轴A转1转时，轴B转过的转数： n B=1440×5/22×35/30×30/50×24/40×1/84=1.7（r/min)则轴B在轴A转1转时转过的转数为：N=81.8/1.7=48（r) 3）轴B转1转时，螺母C移动的距离为： Lc=1440×5/22×35/30×30/50×2/20×10×1/84=4.77(mm)
2.某传动系统如图所示要求： （1）写出此传动路线的表达式并说明有多少种转速； （2）计算主轴极限转速n max和n min。 解： （1）主运动的传动路线表达式：ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ 27/43 39/39 电动机Ⅰ—27/49—Ⅱ— 35/35 —Ⅲ—26/52—24/54—Ⅳ—50/28—Ⅴ—30/67—Ⅵ（主轴） 31/39 （2）n max=1440×27/49×35/35×39/39×50/28×30/67=634.4（r/min) N min=1440×27/49×27/43×26/52×24/54×30/67=49.6（r/min)
3.按图所示传动系统作下列各题： 1、写出传动路线表达式； 2、分析主轴的转速级数； 3、计算主轴的最高最低转速。 （注：图中M1为齿轮式离合器） 解： 对于a）： 传动路线表达式： 电动机—Ⅰ—Ⅱ—Ⅲ—Ⅳ—Ⅴ—Ⅵ（主轴） 主轴的转速级数：3×3×2=18级 =1430×90/150×36/22×42/26×178/200×27/63=865.08r/min 主轴的最高转速：n max 主轴的最低转速：n =1430×90/150×17/42×22/45×178/200×27/63× min 17/58=18.98r/min 对于b）： 传动路线表达式： 电动机—Ⅰ—Ⅱ—Ⅲ（主轴） 主轴的转速级数：3×4=12级 =1440×100/325×40/58×61/37=503.8r/min 主轴的最高转速：n max 主轴的最低转速：n =1440×100/325×26/72×37/61×37/61×17/81=12.35r/min min
题1 一、填空题（10分） 1．在平面机构中，一个运动副引入的约束m 的变化范围是。 在空间机构中，一个运动副引入的约束数m的变化范围是。2．某机器的主轴平均角速度ωm= 100rad/s, 机器运转的速度不均匀系数δ= 0.05，则该机器的最大角速度ωmax = ，最小角速度ω = 。 min 3．六杆机构有个瞬心。 4．平衡技术中常把远低于机器的一阶固有频率的转子称为。常把接近或超过机器的一阶固有频率的转子称为。 5．齿条型刀具范成切齿时，齿轮的模数由决定。 6．相对瞬心的特点是，绝对瞬心的特点是。 二、选择题（10分） 1．下面说法正确的是：（） A．机构的死点与自锁是一回事；B．机构处于死点α＝０；C．机构处于死点γ＝０；D．机构的死点与摩擦力有关。2．下面说法正确的是：（） A．齿条型刀具范成切齿时，分度圆的半径由齿条模数决定； B．齿条型刀具范成切齿时，齿轮的模数由齿条移动速度和轮坯转动角速度的比值决定； C．齿条型刀具范成切齿时，齿轮是不是标准齿轮由加工终了时齿条与轮坯的相对位置决定；
D．齿轮传动中正传动与齿轮正变位是一回事，只是提法不同 3．下面说法正确的是（） A．虚约束不是实实在在的约束，是没用的，所以等于不存在；B．虚约束是不存在的约束； C．计算机构的自由度时可以去掉虚约束，在实际机构中也可以拆除它； D．虚约束满足一定的条件，若不满足条件它将会变成实际约束。4．下面说法正确的是（） A．矩形螺纹多用于连接；B．三角螺纹多用于连接； C．三角螺纹多用于传动；C．矩形螺纹、三角螺纹均多用于传动。 5．下列关于单万向联轴节叙述正确的是：（） A．不可能等于1 ；B．可能等于1； Ｃ．可以传递成任意角度两轴的运动；Ｄ．不可以传递成任意角度两轴的运动。 三、判断题（5分） 1．运动链选择不同构件作机架，机构的级别不变。（） 2．齿轮与齿条啮合传动分度面与节圆可能不重合。（） 3．齿轮传动中ε=1.3，说明在齿轮转过一个基圆齿距时30% 的时间2对齿啮合。（） 4．只要满足机构的自由度=机构的主动件数，机构就一定有有意义的确定的运动。（）
五. 计算题 (每小题10 分, 共20分) 1．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。 C处是复合铰链；无局部自由度和虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=5 P L =7 P h=0 （3分） =3*5-2*7-0=1 （1分） 机构具有确定运动（1分） 2．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。 C处是复合铰链；F是局部自由度；E、E′互为虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=7 P L =9 P h=1 （1分） =3*7-2*9-1=2 （1分） 机构具有确定运动（1分） 有确定的运动（2分） 3．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。
无复合铰链和虚约束；有局部自由度；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=4 P L =4 P h=2 （3分） =3*4-2*4-2=2 （1分） 有确定的运动（1分） 4．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有 确定运动。 E处是复合铰链；无局部自由度和虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=7 P L =10 P h=0 （3分） =3*7-2*10=1 （1分） 机构具有确定运动（1分） 5．计算图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确 定运动。
机构有复合铰链、局部自由度、虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L -P h （2分）n=8 P L =11 P h =1 （3分） F=3*8-2*11-1=1（1分） 机构具有确定运动 （1分） 6．在图示的车床变速箱中，移动三联齿轮a 使齿轮3’和4’啮合。又移动双联齿轮b 使齿轮5’和6’啮合。已知各轮的齿数为48',50',42',38',58,42654321======z z z z z z ，电 动机的转速min /14451r n =，求带轮转速的大小和方向。 47.150 384248 4258''''53164261'16-≈????-='-== z z z z z z n n i min /98347 .11445 ''1616r i n n -≈-== 其运动方向与1相反
中考物理机械效率汇编 1．用图6所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N ，人用125N 的拉力向下拉动绳子，5s 内可使物体匀速上升2m 求： （1）拉力所做的功和拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率． 2．如图所示为一起重机，工作电压为380伏。当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安。 (1) 如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)。 (2) (2)请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到0.1％)。 3．如图所示，工人用滑轮组提升重240N 的物体，所用的拉力为150N ， 物体在5s 内匀速上升lm ．求： (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率． 5. 如图22所示装置 ，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N 的货物提至高处，人对绳的拉力F 1为500N ，货物在1min 内匀速上升了5m 。 （1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的机械效率；（3）如果重物是600N ，要把重物提升5m ，求拉力做的功。 6．工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s 内将240N 的物体匀速提升2m ，已知工人的拉力为100N 不计绳重与摩擦阻力，求：（1）工人做功的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）如果用此滑轮组匀速提升300N 的重物，拉力应为多大？ 图22
7、 我省出现了百年不遇的特大旱灾，某校为保障师生的生活用水，紧急调来一台功率为15kw 的抽水机， 把水抽到距水面10m 高的蓄水池中，抽水机30分钟刚好将容积为18m 3的蓄水池抽满，求：（1）抽水机对水做的功；（2）抽水机的效率；（3）同学们，水是生命之源，请你写出日常生活中的两项节水措施。 8. 在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V ， 额定功率38kW ，线圈电阻0.4Ω．在一次吊起重物时，电动机正常工作20s ，把重物吊起20m ．求： （1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能．（2）电动机工作过程中，线圈产生的热量．（3）在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80%，则被吊重物的质量为多少t ？ 9. 为了给蓄水塔抽水，新买了一单相螺杆自吸泵，其铭牌上的部分参数如下表：(吸程是指水泵到水面的 距离；扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离) (1)该铭牌中有一个参数是明显错误的，请你指出来，并通过计算加以说明. (2)该水泵连续正常抽水1h ，把水抽高了50m ，水泵对水做了多少功？此 时水泵的效率是多少？ (g 取10N/kg) 10．如图所示，小明同学用动滑轮提升900N 的木箱，木箱以0．5m ／s 的速度匀速上升2m ，所用拉力F 的大小为500N(不计绳重和摩擦)． (1)拉力F 做功的功率是多少?(2)动滑轮的机械效率是多少? 11．滑轮组在建筑中应用广泛，如图15所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组将质量为90kg 的重物提高5m ，所用的拉力是600N 。求： （1）该重物受到的重力； （2）工人通过滑轮组所做的有用功； （3）工人做的总功； （4）滑轮组的机械效率。 12．如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N 的箱 子匀速提升5m ，动滑轮的质量为8kg ，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg ． 图15 题24图
机械原理计算题
五. 计算题 (每小题10 分, 共20分) 1．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。 C处是复合铰链；无局部自由度和虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=5 P L =7 P h=0 （3分） =3*5-2*7-0=1 （1分） 机构具有确定运动（1分） 2．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。 C处是复合铰链；F是局部自由度；E、E′互为虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=7 P L =9 P h=1 （1分） =3*7-2*9-1=2 （1分） 机构具有确定运动（1分） 有确定的运动（2分） 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
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四．计算题 1、（2013四川自贡）如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m ，重物匀速上升了0.5m ，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg ）． （1）按题意画出滑轮组的绕绳． （2）人所做功的功率多大？ （3）被吊起的重物质量多大？ 解：（1）根据n=3，即动滑轮上绳子段数是3股； 则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如图： （2）∵W 总=FS=600N×1.5m=900J； ∴P=W/t=900J/10s=90W． （3）∵S=nh；∴n=S/h=15m/05m=3； 由η=G/nF 得：G=ηnF=70%×3×600N=1260N； ∴m=G/g=1260N/10Nkg=126kg． 2．（2013乐山）某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。升降机 货箱的重力是400N ，g 取10N/kg 。不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。试求： （1）已知大理石的密度是2.8×103kg/m 3，每块大理石的体积是1.0×10-2m 3 ,则每块大理石的重力是多少？ （2）如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N ，则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石？ （3）某次提升中，升降机在1min 内将货物匀速提升了15m ，钢丝绳的拉力是2000N 。则钢丝绳的拉力的 功率是多少？ (1) 每块大理石重： N Kg N m m Kg Vg mg G 280/10100.1/108.23233=????===-ρ （2分） (2) 升降机一次能提起的大理石块数： 块每块大理石重量能提起的大理石总重量2028040020003=-?== N N N n (3) 钢丝绳端移动的距离：m m h s 451533=?== （1分） 把货物提升15 m 做的功：J m N Fs W 4 109452000?=?== （1分） 升降机的功率：w s J J t W P 150060109min 110944=?=?== （1分） 3．（2013扬州）（6分）工人用如图所示的装置将重物提高5m ，已知物重为800N ，人对绳的拉力为500N 。 求此过程中： （1）做的做功。
五、计算题 (每小题10 分, 共20分) 1.计算下图示机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度与虚约束,并判断机构就是否具有确定运动。 C处就是复合铰链;无局部自由度与虚约束;(3分) 自由度:F=3n-2P L-P h (2分)n=5 P L =7 P h=0 (3分) =3*5-2*7-0=1 (1分) 机构具有确定运动(1分) 2.计算下图示机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度与虚约束,并判断机构就是否具有确定运动。 C处就是复合铰链;F就是局部自由度;E、E′互为虚约束;(3分) 自由度:F=3n-2P L-P h (2分)n=7 P L =9 P h=1 (1分) =3*7-2*9-1=2 (1分) 机构具有确定运动(1分) 有确定的运动(2分) 3.计算下图示机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度与虚约束,并判断机构就是否具有确定运动。 无复合铰链与虚约束;有局部自由度;(3分) 自由度:F=3n-2P L-P h (2分)n=4 P L =4 P h=2 (3分) =3*4-2*4-2=2 (1分) 有确定的运动 (1分) 4.计算下图示机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度与虚约束,并判断机构就是否具有确定运动。 E处就是复合铰链;无局部自由度与虚约
束;(3分) 自由度:F=3n-2P L -P h (2分)n=7 P L =10 P h =0 (3分) =3*7-2*10=1 (1分) 机构具有确定运动 (1分) 5.计算图示机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度与虚约束,并判断机构就是否具有确定运动。 机构有复合铰链、局部自由度、虚约束;(3分) 自由度:F=3n-2P L -P h (2分)n=8 P L =11 P h =1 (3分) F=3*8-2*11-1=1(1分) 机构具有确定运动 (1分) 6.在图示的车床变速箱中,移动三联齿轮a 使齿轮3’与4’啮合。又移动双联齿轮b 使齿轮5’与6’啮合。已知各轮的齿数为48',50',42',38',58,42654321======z z z z z z ,电动机的转速m in /14451r n =,求带轮转速的大小与方向。 47.1503842484258''''53164261'16-≈????-='-==z z z z z z n n i min /98347 .11445''1616r i n n -≈-== 其运动方向与1相反 7.如 图,已知 z 1=6, z 2=z 2, =25, z 3=57, z 4=56,求 i 14 ？
1，一名工人用如图11所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N，重物在5s内匀速上升了1m．则拉力的功率是______________W，滑轮组的机械效率是______________． 2．用图1所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？此时需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？ 图1 3如图22所示装置，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m。 （1）请在图上画出绳子的绕法； （2）求滑轮组的机械效率； （3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功。 G 图22 4．用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦．不考虑绳重和一切摩擦．（1）求此时动滑轮的机械效率；（2）如果该动滑轮匀速提升200牛的重物，拉力的功率为11瓦，则重物上升的速度是多大？ 图2 5．一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N的力使绳端移动4m．求出绳子的股数n。同时算出有用功的大小和总功功率． 6．用1225牛向下的拉力，通过机械效率为80%的滑轮组可以把重为4900牛的物体匀速提升起来．请画出这个滑轮组的装置图． 7．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．图3
1、如图所示，现将重为5N的物体A沿长，高的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为3N，所有时间是12s，求： （1）物体A从底端到顶端的平均速度； （2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率； （3）求此斜面的机械效率．（保留一位小数） 2、建筑工地用如图l7所示的简易滑轮组提升砖块，某工人将重500 N的砖块一次性匀速提升到离地面4 m高的砌墙处，所用拉力为200 N，时间为20 s，这次提升砖块过程中：(计算结果保留一位小数) 求:(1) 利用此滑轮组做的有用功； (2)工人做的总功； （3）工人做功的功率； (4)该滑轮组的机械效率。 3、在农村常有家庭挖井取水，小明同学某次用如图甲所示的滑轮组提土时，将重为100N的土以s的速度从井中匀速提升，此时拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示．求： （1）拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）拉力的大小．
4、“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备，在汶川地震灾区救援现场，用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内。(g取10N／kg) (1)现有一“塔吊”如图所示，它有一水平臂AB，AO叫平衡臂，OB叫吊臂。C为可移动的滑轮组，C移动的范围是从O点到B点。已知：AO=10m，OB=50m。若“塔身”的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计，在A端所装配重的质量为5t，要想起吊质量为的水泥板，为安全起吊，C应移动到离O多远的地方? (2)若“塔吊”20s内将质量为的水泥板匀速提高了4m，那么，“塔吊”提升水泥板的功率是多少?如果机械做的额外功是3×104J，“塔吊”的机械效率是多少? 5、如图甲所示装置中，物体甲重G甲＝150N，动滑轮重G轮＝50N，人重G人＝650N。轻杆AB可以绕O点转动，且OA∶OB＝5∶9。不计轴摩擦和绳重，当轻杆AB在水平位置时，整个装置处于平衡状态，地面对物体乙的支持力为F1＝210N。求： ⑴物体乙受到的重力G乙。 ⑵若用物体丙替换物体甲，并在物体乙的下方连接一个弹簧，如图乙所示，当轻杆AB 在水平位置时，整个装置处于平衡状态，弹簧对物体乙的作用力为F2＝780N。此时地面对人的支持力F3。
八、（13分）已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩r M 如图所 示，等效驱动力矩d M 为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为：rad/s 200max =ω及rad/s 180min =ω。试求： (1)等效驱动力矩M d 的大小； (2)运转的速度不均匀系数δ； (3)当要求δ在0.05范围内，并不计其余构件的转动惯量时， 应 装在等效构件上的飞轮的转动惯量J F 。
八、13分。(1)3分；(2)3分；(3)3分；(4)4分 (1)22d r 00d d M M π π φφ=?? ∴d 171000100212.5244M πππ??= ?+?= ??? N ?m (2)()()1901802002121min max m =+=+= ωωω rad/s δωωω=-=-=max min m .200180190 0105 (3)()max 7212.5100618.501054W π?=-= J (4)J W F max m 2 ...==?=?ωδ6185190005 034272 kg ?m 2
八、（13分）一机械系统，当取其主轴为等效构件时，在一个稳定运动循环中， 如图所示。已知等效驱动力矩为常数，机械主轴的平均转速为其等效阻力矩M r 1000r/min。若不计 其余构件的转动惯量，试问： =? 的 (1)当要求运转的速度不均匀系数δ≤005 .时，应在主轴上安装一个J F 飞轮； (2)如不计摩擦损失，驱动此机器的原动机需要多大的功率N(kW ) ?
八、总分：13分。(1)(a)3分；(b)3分；(c)4分；(2)3分 (1)一稳定运动周期中驱动功和阻力功相等，所以 (a) d 5510260233M ππππ???+-?=? ??? M d ..=183 J (b) .518.31043.6333π???-= ??? J =?W max ωm .= ?=2100060 1047198π rad/s (c)J W F max m 2....==?=?ωδ 436331047198005007962 kg ?m 2 (2) N M ==?=d m . /../.ω100018310471981000192k W
一、填空题和填空题。 1． 在平面机构中若引入H P 个高副将引入 H P 个约束，而引入L P 个低副 将引入 2L P 个约束，则活动构件数n 、约束数与机构自由度F 的关系是F =3n - 2L P - H P 。 2． 机构具有确定运动的条件是： 机构的自由度大于零，且机构自由度 数等于原动件数 ；若机构自由度Ｆ>0，而原动件数
机械效率练习题 1．用图1所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉 力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此 时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的 重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率 又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体 匀速拉起？ 图 1 2．用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦．不考虑绳重和一切摩擦．（1）求此时动滑轮的机械效率；（2）如果该动滑轮匀 速提升200牛的重物，拉力的功率为11瓦，则重物上升的速度是多大？ 图 2 3．一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N的力使绳端移动4m．（1）求出绳子的股数n；（2） 算出有用功的大小和总功功率． *5．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的
物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力． 图3 6．如图4用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多 少？（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效 率最大可提高到多少？ 图4 7．如图5，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小；（2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？ *8．用如图7的装置提升重物，绳子能承受的最大拉力为120N，动滑轮重60N，绳重与摩擦不计．求：（1）用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升？（2）用此滑轮组提起重240N的物体，使它匀速上升，问人加在绳子自由端的拉力是多大？此时滑轮组的机械效率是多大？当物体以0.5m/s的速度上升时，拉力的功率是多大？（3）该滑轮组的机械效率最高可达到多少？
机械原理自测题库—单选题（共63 题） 1、铰链四杆机构的压力角是指在不计算摩擦情况下连杆作用于＿＿＿上的力与该力作用点速度所夹的锐角。 A．主动件 B．从动件 C．机架 D．连架杆 答： 2、平面四杆机构中，是否存在死点，取决于＿＿＿是否与连杆共线。 A．主动件 B．从动件 C．机架 D．摇杆 答： 3、一个K大于1的铰链四杆机构与K=1的对心曲柄滑块机构串联组合，该串联组合而成的机构的行程变化系数K＿＿＿。 A．大于1 B．小于1 C．等于1 D．等于2 答： ＿＿＿。 4、在设计铰链四杆机构时，应使最小传动角γ min A．尽可能小一些 B．尽可能大一些 C．为0° D．45° 答： 5、与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是＿＿＿。 A．惯性力难以平衡 B．点、线接触，易磨损 C．设计较为复杂 D．不能实现间歇运动
答： 6、与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是＿＿＿。 A．可实现各种预期的运动规律 B．便于润滑 C．制造方便，易获得较高的精度 D．从动件的行程可较大 答： 7、＿＿＿盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。 A．摆动尖顶推杆 B．直动滚子推杆 C．摆动平底推杆 D．摆动滚子推杆 答： 8、对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动推杆相比，两者在推程段最大压力角的关系为＿＿＿。 A．偏置比对心大 B．对心比偏置大 C．一样大 D．不一定 答： 9、下述几种运动规律中，＿＿＿既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击，可用于高速场合。 A．等速运动规律 B．摆线运动规律（正弦加速度运动规律） C．等加速等减速运动规律 D．简谐运动规律（余弦加速度运动规律）答： 10、对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用＿＿＿
1.工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将240N的物体匀速提升2m，已知工人的拉力为100N不计绳重与摩擦阻力，求：（1）工人做功的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉 力应为多大？ 2．湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg 的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下 4m，求：(g取10N／kg)(1)提升前货物静止在地面上，与地面的接 触面积为0．04m2，求货物对地面的压强．(2)提升时绳子自由端的 速度．(3)拉力F的功率．(4)此滑轮组的机械效率． 3．(2014·遵义)一体重为600 N、双脚与地面的接触面积为0.05 m2的工人，用如图所示的滑轮组将重为800 N的物体匀速提高了0.5 m，此时该滑轮组的机械效率为80%.(不计绳重及摩擦)求： (1)在匀速提升物体的过程中，工人对绳子的拉力为多大； (2)在匀速提升物体的过程中，工人对地面的压强为多大； (3)使用该滑轮组，这个工人最多能提起多重的物体．
8.如图所示，质量为70kg，边长为20cm的正方体物块A置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BC=3BO。在C端用F=150N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平 衡，且绳被拉直。（绳重不计，g取10N/kg）求： （1）物体A的重力G； （2）绳对杠杆B端的拉力F拉； （3）此时物体A对地面的压强p。 9.如图是一个上肢力量健身器示意图,D是动滑轮;配重A是质量为162kg、边长为30cm的正方体物块,杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:OH=1:2,假定运动员体重是600N(不计杠杆重、绳重及摩擦,g取10N/kg).求： (1)配重A的密度是多少kg/m3? (2)配重A自由放置时对地面的压强是多少Pa? (3)当人将配重A匀速提离地面时，人用了410N的力，则动滑 轮重为多少N? 10.我市经济建设中用到大量机械设备，某种起重机结构如图所示，起重机的吊臂OAB可以看作杠杆，吊臂前端用钢绳连着动滑轮，立柱CA竖直，OB：OA=6：1。用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提出，放在水平地面上。石墩质量为1.5×l04 kg、底面积为3m2、高为2m。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3）(l)浸没在水中的石墩（石墩的底部未浸入淤泥中），受到浮力是多少？ (2)石墩放在水平地面上时，起重机未对石墩施力，则石墩 对地面的压强是多少？ (3)石墩完全离开水面被提升的过程中，测得每根钢绳的拉 力为1×105 N，此时动滑轮的机械效率是多少？ (4)当石墩被提起且仍浸没在水中时，若忽略动滑轮、钢绳 和吊臂的重力及各种摩擦，起重机立柱CA对吊臂A点竖 直向上的作用力是多少？
平面机构的结构分析 1、如图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图并提出修改方案。 解 1）取比例尺l μ绘制其机构运动简图（图b ）。 2）分析其是否能实现设计意图。 图 a ） 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l 因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。 图 b ） 3）提出修改方案（图c ）。 为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。 图 c1） 图 c2） 2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。 图a ） 解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F
图 b ） 解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F 3、计算图示平面机构的自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭头表示。 3－1 解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。 3－2 解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度 3－3 解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F 4、试计算图示精压机的自由度 解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p （其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链） 5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。又如在该机构中改选EG 为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。 解1）计算此机构的自由度 2）取构件AB 为原动件时
机械效率计算题含答案 Modified by JEEP on December 26th, 2020.
机械效率练习题1．用图1所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升．求：（1）求此时滑轮组的机械效 率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为 1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少（4）在（3）问中需要在绳 自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起 图 1 2．用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦．不考虑绳重和一切摩擦．（1）求此时动滑轮的机械效率；（2）如果该动滑轮匀速提升200牛的重物，拉力的功率为11瓦，则重物上升的速度是多大 图2 3．一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N的力使绳端移动4m．（1）求出绳子的股数n；（2）算出有用功的大小和总功功率． *5．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A 沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40 牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物 体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．
图3 6．如图4用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多少（2）若绳能承受 的最大拉力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少 图 4 7．如图5，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小；（2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少 *8．用如图7的装置提升重物，绳子能承受的最大拉力为120N，动滑轮重60N，绳重与摩擦不计．求：（1）用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升（2）用此滑轮组提起重240N的物体，使它匀速上升，问人加在绳子自由端的拉力是多大此时滑轮组的机械效率是多大当物体以s的速度上升时，拉力的功率是多大（3）该滑轮组的机械效率最高可达到多少 参考答案： 1．（1）75%（2）300N（3）80%（4）500 2．（1）80%（2）s 3．（1）4 （2）128J 40W 4．5 图略 5．（1）120N（2）96N 6．（1）90N 30N（2）80% 7．（1）80N （2）% 8．25% 9．（1）300N（2）100N 150W %（3）80% 10．（1）4︰3（2）2︰1
机械原理习题集文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
二．综合题 1．根据图示机构，画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。设标有箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么 2．计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指明所在之处。 （a）（b） 3．计算图示各机构的自由度。 （a）（b） （c）（d） （e）（f） 4．计算机构的自由度，并进行机构的结构分析，将其基本杆组拆分出来，指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。 （a）（b） （c）（d） 5．计算机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。如果在该机构中改选FG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。 6．试验算图示机构的运动是否确定。如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。 （a）（b） 第三章平面机构的运动分析 一、综合题 P直接在图上标出）。1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号 ij 2、已知图示机构的输入角速度1,试用瞬心法求机构的输出速度3。要求画出相应的瞬心，写出3的表达式，并标明方向。
3、在图示的齿轮--连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。 4、在图示的四杆机构中，AB l =60mm, CD l =90mm, AD l =BC l =120mm, 2ω=10rad/s ，试用瞬心法求： （1）当?=165°时，点C 的速度c v ； （2）当?=165°时，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及其速度的大小； （3）当0c v =时，?角之值（有两个解）。 5、如图为一速度多边形，请标出矢量AB v 、BC v 、CA v 及矢量A v 、B v 、C v 的方向 6、已知图示机构各构件的尺寸，构件1以匀角速度ω1转动，机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图b)、c) 所示。（1）分别写出其速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小，（2）试在图b)、c) 上分别标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向。 9试判断在图示的两个机构中，B 点是否存在哥氏加速度又在何位置时其哥氏加速度 为零作出相应的机构位置图。 10、在图示的各机构中，设已知构件的尺寸及点B 的速度B v （即速度矢量pb ）。试作出各机构在图示位置的速度多边形。 11、在图示齿轮连杆机构中，已知曲柄1的输入转速1恒定，试就图示位置求： （1）分析所给两矢量方程中每个矢量的方向与大小； （2）规范地标出图示速度多边形中每个顶点的符号； V C2 = V B + V C2B V C4 = V C2 + V C4C2 方向： 大小： 三、综合题 1、如图所示为一输送辊道的传动简图。设已知一对圆柱齿轮传动的效率为；一对圆锥齿轮传动的效率为 (均已包括轴承效率)。求该传动装置的总效率。 2、图示为由几种机构组成的机器传动简图。已知：η1=η2=，η3=η4=，η5=η6=，η7=，P r ’=5KW ，P r ’’=。求机器的总效率η。