东南大学机械原理

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第10章 平面机构的平衡

一、选择题

1．机械运转中，转子动平衡的条件是：回转件各不平衡质量产生的离心惯性力系的

（ ）。[西安交通大学2008研]

A．合力等于零

B．合力偶矩等于零

C．合力和合力偶矩均为零

D．合力和合力偶矩均不为零

【答案】C

2．达到动平衡的回转件（ ）是静平衡。[浙江大学2006研]

A．一定

B．不一定

C．有可能

D．不可能

【答案】A

3．机构平衡研究的内容是（ ）。[重庆大学2005研]

A．驱动力与阻力间的平衡

B．各构件作用力间的平衡

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C．惯性力系间的平衡

D．输入功率与输出功率间的平衡

【答案】C

4．动平衡的条件是要求离心力系的____________。[电子科技大学2006研]

A．合力偶矩为0

B．合力为0

C．合力和合力偶矩均为0

D．合力为0但合力偶矩不为0

【答案】C

5．作刚性转子动平衡实验时，平衡面（校正平面）最少应选（ ）[电子科技大学

2004研]

A．4个

B．3个

C．2个

D．1个

【答案】C

6．达到静平衡的刚性回转件，其质心（ ）位于回转轴线上。[东南大学2003研]

A．一定

B．不一定

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C．一定不

【答案】A

7．机械运转中，转子动平衡的条件是：回转件各不平衡质量产生的离心惯性力系的

（ ）。[西安交通大学2007研]

A．合力等于零

B．合力偶矩等于零

C．合力和合力偶矩均为零

D．合力和合力偶矩均不为零

【答案】C

8．当整个机构的惯性力得到平衡后，在机构的（ ）上将检测不到惯性力引起的振

动。[湖南大学2007研]

2011年东南大学交通学院考研招生专业目录书目

代码、名称及研究方向 人数 考试科目 备注

学院(83790187)

土工程

与地下工程

基处理

构关系

土工程 190

①101 思想政治理论②201 英语一③301 数学一④923 工程力学 或 987 工程地质 含智能运输系统（ITS）研该学科是交通学院与土木学科

复试科目:598 土力学

梁与隧道工程

桥梁结构设计与分析理论研究

测、加固改造的基本理论和应用构的耐久性及工程对策研究

灾减灾及安全性研究

构分析方法与监控技术研究 ①101 思想政治理论②201 英语一③301 数学一④925 结构力学 或 956 结构设计原理 该学科是交通学院与土木学科

复试科目:598 土力学 或

程

口、海岸及近海工程

岸水动力学及工程泥沙

通规划、安全与管理

航道、海岸结构及基础 ①101 思想政治理论②201 英语一③301 数学一④990 水力学

复试科目:5h2 港航工程

地测量学与测量工程

测理论和方法研究

航定位理论及工程应用研究

通工程测量技术 ①101 思想政治理论②201 英语一③301 数学一④959 地理信息系统基础

复试科目:5k1 工程测量

影测量与遥感

息分析与工程应用研究

影测量与GIS三维建模

差理论与数据处理 ①101 思想政治理论②201 英语一③301 数学一④959 地理信息系统基础

复试科目:5k1 工程测量

图制图学与地理信息工程

息系统理论与方法

理信息系统（GIS-T)

、RS、GPS）技术集成与应用

息处理融合与分析 ①101 思想政治理论②201 英语一③301 数学一④959 地理信息系统基础

复试科目:588 程序设计基件开发

路与铁道工程

路面结构综合分析与材料 ①101 思想政治理论②201 英语一 或 203 日语③301 数学一④908 有机化学 或 936

普通物理 或 942 材料科学基础 或 960 道路与交通工程基础

1. 课题名称：自动排绳调度绞车

2．课题研究背景：

矿用绞车作为煤矿机械的一种，主要用于煤矿提升、下放物料等，所以其市场需求量与国家对煤炭的需求量有紧密关系。我国是一个煤炭生产大国，也是煤炭消耗大国，煤炭资源占极其重要的地位。煤炭的产量关系到整个国民经济的健康发展。2000年，国家“西电东送”工程开始实施，作为西部大开发战略的重要组成部分，“西电东送”将西部丰富的资源和东部巨大的市场结合起来，通过北、中、南三条通道向华东地区送电。三条通道中，除中部通道是以三峡水利枢纽工程为主体送电外，南、北两条通道均主要以煤炭作为燃料的火电发电站为基础送电。据统计，我国在2002年煤炭产量接近14亿吨，比上年增产2.21亿吨，增长20%。而其中大部分是从山西省开采的。全国其他部分地区缺煤现象还是很严重，甚至在湖北、河南一些地方还要常常停电，一个重要原因在于煤炭紧缺，以致严重影响了国民经济的发展以及人民的生活秩序。所以增加煤炭日开采量，提高矿井设备的效率是尤其重要的，调度绞车作为联系地上地下的枢纽更显其重要性。目前，全国各地除了有很多大型煤炭公司以外，也有不少中小型煤矿，他们对采煤机械需求的不断增长。其中，中小型煤矿主要进行地面浅表层煤炭资源的开发，由于成本、开采方式等因素的限制，这类煤炭资源不适合国有大型煤矿企业的开采，客观上决定了在较长时间内中小煤矿仍将存在。就国际煤炭机械来说，国际调度绞车市场，欧美等发达国家侧重于使用数字化、智能化的高附加值产品，如德产的“机电一体化”内装式绞车，这类产品有调度绞车纹牢设计与优化设计性能较好，操作简洁，但价格昂贵，使用的厂家很少。我国八十年代为解决井下调度绞车防爆难题，生产了一种液压调度绞车，为解决钢绳的压绳问题，生产了各种排绳器。为实现最大的经济效益，如何生产一种安全稳定性能好，可靠度高，防爆性能好，操作方便，功耗少的调度绞车成为各煤机生产厂商的共识。在这种情况下，应用凸轮排绳机构解决压绳问题，应用行星减速器减小绞车尺寸等，这些技术应用有很大的可行性。

第２５卷第１期　２００７年２月　轻Ｉ橇槭　ＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙＭａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｖｏ１．２５。Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．，２００７　［研究・设计］　杆枫构从　件在两　橛隰僮　的　’　冲啬教座研　胡昌军　（安徽省池州学院机电工程系，安徽池州　２４７０００）　摘要：先讨论了冲击栽荷对构件寿命的影响，然后从四杆机构的二阶传动函数的分析中，得出了从动件在两极限位置　时，加速度为零的一类传动机构的设计原理。依此原理提出了从动件在两极限位置时，加速度为零的一种由曲柄滑块机　构和移动凸轮机构组成的平面五杆机构。给出了已知从动件位移的该类传动机构的设计方法。　关键词：冲击栽荷；使用寿命；矢量多边形；两极限位置；冲击效应；组合机构；设计原理　中圈分类号：ＴＨＩＩ２．１　文献标志码：Ａ　文章编号：ｌＯＯ５—２８９５（２ＯＯ７）Ｏｌ—ＯＯ５７一Ｏ４　０　引　青　在轻工业自动机械、包装机械的作业中，经常要求　一些从动件在位移的起点和终点作无冲击效应（加速　度等于零）的往复运动。文献［１，２］给出了利用连杆曲　线设计该类传动机构的方法。本文先讨论了冲击载荷　对构件的使用寿命的影响，然后从四杆机构的二阶传　动函数的分析中，得出了只要四杆机构的从动件在两　极限位置的速度角速度同时为零，则输出从动件在该　极限位置时将作无冲击效应的往复运动。　１　冲击载荷对构件使用寿命的影响　冲击载荷将导致其应力应变在材料内部以波的形　式高速传播，在遇到界面或截面尺寸改变处产生波的　反射、迭加等现象，形成很复杂的应力应变状态，对承　受冲击载荷作用的零构件寿命产生重大影响　具体体　现在以下几个方面：　’　（１）冲击应力波动态效应承受循环冲击压缩载　荷的杆件，因应力波在自由表面的反射迭加，杆件实际　上承受循环冲击拉压载荷的作用，再加上偏击等产生　的附加弯曲载荷后，易导致杆件的早期失效。　（２）体积效应　弹性理论指出一冲击应力波在构　件中的传播迭加作用随其传播距离增加而减小。对冲　击拉伸、弯曲的研究都证明，相同冲击能量下，随试样　工作部分（截面尺寸最小处）长度的增加，最大冲击应　力减小，冲击寿命大大延长。　（３）冲击加载点位置效应　冲击塑性波的近距离　传播特点导致冲击加载点附近易产生过量塑性变形失　效；或因塑性变形主要集中在冲击加载点附近，使相同　冲击能量下，随试样（构件）薄弱部位靠近冲击接点（加　载点），构件冲击疲劳寿命大大降低。　（４）缺口效应　冲击载荷的特性导致能量的消耗　主要集中在构件的薄弱环节，缺口的存在导致构件的　冲击疲劳寿命大大下降，与非冲击疲劳载荷相比，构件　在冲击疲劳载荷下的缺口敏感度更大，承受冲击疲劳　载荷的零构件设计计算若采用非冲击疲劳的缺口应力　集中系数为依据，可能会导致零构件的早期失效。对不　同应力集中系数Ｋ　（缺口尖锐度）下的冲击疲劳抗力研　究表明，无缺口或钝缺口情况下，即Ｋ　较小时，冲击疲　劳抗力对材料的塑性要求较低，而在尖缺口乃至裂纹　的高应力集中情况下，对材料的塑性要求较高。但即使　在Ｋ　高达４．６的情况下，中碳钢和中碳合金钢的最佳　冲击疲劳抗力仍在中温回火状态。构件在循环冲击载　荷下的冲击应力波动态效应、体积效应、位置效应和缺　口效应对这类工程零构件的设计具有实际指导作用。　２　用矢量多边形法对铰链四杆机构进行运动分析　如图１所示的铰链四杆机构中，设构件１、２、３、４　的长度分别为厶、三：、厶、厶，原动件１以等角速度　，转　动，下面我们用矢量多边形法求构件２与３的角位移、　角速度和角加速度。　２．１　建立机构的位置方程，并求角位移　、　选取直角坐标０　，使ＯＸ轴与机架重合，将各　收稿日期：２００６－０２—１４　作者简介：胡昌军（１９７４－－），男，安徽枞阳人，安徽省池州学院机电工程系讲师，东南大学在职研究生，主要从事机械原理及零　件方面的教学与研究工作。