《機械動力學》期末復習題及答案

1、期 末 復 習 題1、 判斷題（每小題2分，共30題，共60分）1、機構平衡問題在本質上是一種以動態(tài)靜力分析為基礎的動力學綜合，或動力學設計。（R ）2、平衡是在運動設計完成之前的一種動力學設計。（F ）3、平衡分析著眼于全部消除或部分消除引起震動的激振力。（R ）4、優(yōu)化平衡就是采用優(yōu)化的方法獲得一個絕對最佳解。（F ）5、在動力分析中主要涉及的力是驅動力和生產阻力。（R ）6、通路定理是用來判斷能否實現擺動力完全平衡的理論。（F ）7、慣性力的計算是建立在主動構件作理想運動的假定的基礎上的。（R ）8、當取直線運動的構件作為等效構件時，作用于系統(tǒng)上的全部外力折算到該構件上得到等效力。（R

2、）9、無論如何，等效力與機械驅動構件的真實速度無關。（R ）10、等效質量和等效轉動慣量與機械驅動構件的真實速度無關。（R ）11、擺動力的平衡一定會導致機械結構的復雜化。（F ）12、綜合平衡不僅考慮機構在機座上的平衡，同時也考慮運動副動壓力的平衡和輸入轉矩的平衡（ R）13、作用于等效構件上的等效力（或等效力矩）所作的功等于作用于系統(tǒng)上的外力所作的功。（F ）14、機器人操作機是一個多自由度的閉環(huán)的空間機構。（ F）15、速度越快，系統(tǒng)的固有頻率越大。（F ）16、兩點動代換后的系統(tǒng)與原有系統(tǒng)在靜力學上是完全等效的。（F ）17、質量代換是將構件的質量用若干集中質量來代換，使這些代換質量與

3、原有質量在運動學上等效（R）18、平衡的實質就是采用構件質量再分配等手段完全地或部分地消除慣性載荷。（ R）19、對于不存在多余約束和多個自由度的機構，動態(tài)靜力分析是一個靜定問題。（F ）20、彈性動力分析考慮構件的彈性變形。（R ）21、優(yōu)化綜合平衡是一個多目標的優(yōu)化問題，是一種部分平衡。（R ）22、擺動力的完全平衡常常會導致機械結構的簡單化。（ F）23、機構擺動力矩完全平衡的條件為機構的質量矩為常數。（F ）24、機構擺動力完全平衡的條件為機構的質量矩為常數 。（R ）25、機構擺動力完全平衡的條件是：機構運動時，其總質心作變速直線運動。（ F）26、拉格朗日方程是研究約束系統(tǒng)靜力動力

4、學問題的一個普遍的方法。（R ）27、當以電動機為原動機時，驅動力矩是速度的函數。（ F）28、等效質量和等效轉動慣量與質量有關。（F ）29、在不含有變速比傳動而僅含定速比傳動的系統(tǒng)中，傳動比為常數。（R ）30、為了使得等效構件的運動與機構中該構件的運動一致，要將全部外力等效地折算到該機構上，這一折算是依據功能原理進行的。（R ）二、單選題（每小題2分，共30題，共60分）31、動力學反問題是已知機構的（B ），求解輸入轉矩和各運動副反力及其變化規(guī)律。A、運動狀態(tài) B、運動狀態(tài)和工作阻力 C、工作阻力 D、運動狀態(tài)或工作阻力32、動態(tài)靜力分析應用于（C ）。A、動力學正問題 B、運動學正問

5、題 C、動力學反問題 D、運動學反問題33、設機構中的活動構件數位6，含低副數目為2，含高副數目為3，則構件的自由度數為（ B）。A、10 B、11 C、12 D、1334、平衡的實質就是采用構件質量再分配等手段完全地或部分地消除（C ）。A、加速度 B、角加速度 C、慣性載荷 D、重力35、長期以來人們用加配重使擺動力部分被平衡的方法來減小（D ）。A、速度 B、體積 C、摩擦 D、振動36、機構擺動力矩完全平衡的條件為機構的（B ）為常數。A、質量矩 B、動量矩 C、轉動慣量 D、慣性矩37、擺動力的完全平衡常常會導致機械結構的（C ）。A、簡單化 B、輕量化 C、復雜化 D、大型化38、

6、當取定軸轉動的構件作為等效構件時，作用于系統(tǒng)上的全部外力折算到該構件上得到（B ）。A、等效質量 B、等效轉動慣量 C、等效力 D、等效力矩39、等效質量和等效轉動慣量與（ A）有關。A、傳動比B、質量 C、轉動慣量 D、等效力 40、輸入功大于輸出功，其差值是（C ）。A、盈功B、虧功 C、正功 D、負功 41、在以下所有方法中，概念最清晰、易于理解的是（ B）。A、廣義質量代換法 B、線性獨立矢量法 C、質量矩替代法 D、有限位置法42、優(yōu)化平衡就是采用優(yōu)化的方法獲得一個（B ）。A、絕對最佳解 B、相對最佳解 C、實際解 D、理論解43、在含有連桿機構或凸輪機構等變速比傳動的系統(tǒng)中，傳動

7、比僅與機構的（D ）有關。A、速度 B、角速度 C、加速度 D、位置44、當以電動機為原動機時，驅動力矩是（D ）的函數。A、加速度 B、角加速度 C、速度 D、角速度45、機器本身是振源，將其與地基隔離開來，以減少其對周圍的影響，稱為（D ）。A、隔振 B、減振 C、被動隔振 D、主動隔振46、在研究擺動力的平衡時，不涉及慣性力矩，可以采用（A ）。A、靜代換 B、動代換 C、靜力代換 D、擺動力代換47、在研究擺動力矩的平衡時，則必須采用（B ）。A、靜代換 B、動代換 C、靜力代換 D、擺動力代換48、機構運轉中產生的慣性載荷造成的影響有（C ）。A、提高機械的精度 B、提高機械的可靠性

8、 C、加劇磨損 D、提高機械效率49、以下幾種方法中，不是機械剛體動力學研究的分析方法的是（D ）。A、靜力分析 B、動態(tài)靜力分析 C、動力分析 D、彈性動力分析50、不是現代機械設計的特征是（A ）。A、大型化 B、精密化 C、高速化 D、輕量化51、機構的總質心為零的是（ A）。A、總質心作勻速直線運動 B、總質心作變速直線運動 C、總質心作圓周運動 D、總質心作減速運動52、機構擺動力完全平衡的條件為：機構運動時機構的動量矩為（D ）。A、0 B、關于速度的函數 C、關于質量的函數 D、常數53、無法實現擺動力完全平衡的方法有（D ）。A、加配重 B、合理布置機構 C、設置附加機構 D、

9、減小體積54、可以引起機構在機座上的振動的是（B ）。A、速度的變化 B、擺動力 C、速度的周期變化 D、加速度的變化55、擺動力完全平衡的缺點有（C ）。A、減少振動 B、減小摩擦 C、使機械結構復雜化 D、使機械體積增加56、以下選項中，不能歸為阻尼的是（A ）。A、物體的內力 B、物體表面間的摩擦力 C、周圍介質的阻力 D、材料的內摩擦57、飛輪有（B ）的作用。A、平衡器 B、儲能器 C、加大系統(tǒng)加速度 D、減小系統(tǒng)慣性58、描述等效構件運動的方程式形式有（A ）。A、能量形式 B、動量形式 C、加速度形式 D、平衡力形式59、為了使得等效構件的運動與機構中該構件的運動一致，不能將（B

10、 ）等效地折算到該機構上。A、全部外力 B、所有質量 C、所有轉動慣量 D、全部內力60、當取直線運動的構件作為等效構件時，作用于系統(tǒng)上的全部（ B）折算到該構件上得到等效質量。A、全部外力 B、質量和轉動慣量 C、轉動慣量 D、全部內力三、多選題（每小題2分，共15題，共30分）61、機械動力學的分析方法按功能分類可分為（ A ）和（ B ）。A、動力學反問題 B、動力學正問題 C、運動學正問題 D、運動學反問題62、假定構件為剛體，且忽略構件的彈性變形的分析方法有（ ABD ）。A、靜力分析 B、動態(tài)靜力分析C、彈性動力分析D、動力分析63、根據慣性載荷造成的危害，機構的平衡可分為以下幾種

11、（ ABD ）。A、機構在機座上的平衡 B、機構輸入轉矩的平衡 C、機構滑動副中動壓力的平衡 D、運動副中動壓力的平衡64、機構的總質心為零，有（ AD ）這些可能。A、總質心作勻速直線運動 B、總質心作變速直線運動C、總質心作圓周運動 D、總質心靜止不動65、以下選項中，可以引起機構在機座上的振動的有（ BC ）。A、速度的變化 B、擺動力C、擺動力矩的周期變化D、加速度的變化66、以下選項中，以動態(tài)靜力分析方法為基礎計算出來的是（ABCD ）。A、運動副反力 B、平衡力矩 C、擺動力矩 D、擺動力67、作用在機械上的力有（ ABCD ）。A、驅動力 B、重力 C、摩擦力 D、生產阻力68、

12、當取直線運動的構件作為等效構件時，作用于系統(tǒng)上的全部（BC）折算到該構件上得到等效質量。A、全部外力 B、質量 C、轉動慣量 D、全部內力69、描述等效構件運動的方程式有（ AC ）。A、能量形式 B、動量形式 C、力矩形式 D、平衡力形式70、工業(yè)機器人通常由（ ABCD ）組成。A、執(zhí)行機構 B、驅動裝置 C、控制系統(tǒng) D、傳感系統(tǒng)71、機械系統(tǒng)運轉的全過程可分為（ BCD ）這幾個階段。A、急停階段 B、啟動階段 C、穩(wěn)定運轉階段 D、停車階段72、在動力分析中，主要涉及的力是（ AD ）。A、驅動力 B、重力 C、摩擦力 D、生產阻力73、以下選項中，與等效力有關的是（ ABCD ）。

13、A、外力 B、傳動比 C、j/v D、vk/v74、以下選項中，與等效力矩有關的是（ ABCD ）。A、外力據 B、傳動比 C、j/ D、vk/75、以下選項中，可歸為阻尼的有（ BCD ）。A、物體的內力 B、物體表面間的摩擦力 C、周圍介質的阻力 D、材料的內摩擦四、填空題（每空2分，共30空，共60分）76、從慣性載荷被平衡的程度看，平衡可分為 部分平衡、完全平衡和優(yōu)化綜合平衡。77、機械動力學的分析方法按功能分類可分為 動力學反問題 和 動力學正問題 。78、動力學的分析方法按水平分類，可分為 靜力分析 、動態(tài)靜力分析、動力分析和 彈性動力分析。79、用質量再分配實現擺動力的完全平衡，

14、其分析方法主要有廣義質量代換、線性獨立矢量法、質量矩替代法和 有限位置法。80、機械系統(tǒng)運轉的全過程可分為 啟動階段 、穩(wěn)定運轉階段和 停車階段這幾個階段。81、機器人動力學是機器人 操作機設計、控制器設計和 動態(tài)性能分析的基礎。82、工業(yè)機器人通常由 執(zhí)行機構 、驅動機構、控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)組成。83、二自由度系統(tǒng)的等效轉動慣量是系統(tǒng)的時間 、慣性參數、幾何參數和 廣義坐標的函數。84、實現擺動力完全平衡的方法有加配重、合理布置機構和設置附加機構。五、計算題（第85、86題各30分，第87題10分，第88題20分，共90分）85、如圖所示為一對心曲柄滑塊機構。曲柄以轉速度作等速回轉運動，曲柄

15、與水平方向夾角為，曲柄長度為，質心與其回轉中心A重合。連桿長度，連桿與水平方向夾角為，連桿質心到鉸鏈B的距離，連桿質量，對其質心的轉動慣量。滑塊質量，其質心與鉸鏈C重合。1)畫出曲柄、連桿和滑塊的受力分析圖；2）寫出曲柄、連桿和滑塊的平衡方程。 圖1對心曲柄滑塊機構 85、解：1）各個構件的受力圖如下所示： （曲柄連桿滑塊各5分，共15分）2）根據受力圖可以得到曲柄平衡方程如下： （各個構件的平衡方程分別為5分，共15分）化為標量式為：其中：根據受力圖可以得到連桿平衡方程如下： 化為標量式為：其中：根據受力圖可以得到滑塊平衡方程如下：化為標量式為：其中：86、如圖2所示曲柄滑塊機構，已知構件1

16、轉動慣量J1，質心在O點，構件2質量m2，質心C2，轉動慣量Jc2，構件3質量m3，構件1上有驅動力矩M1，構件3有阻力F3。以構件1為等效構件，求等效構件的等效轉動慣量、等效力矩、等效驅動力矩和等效阻力矩。86、解： （2分） 圖2曲柄滑塊機構 圖2 以構件1為等效構件時，等效動力學模型如上圖2。等效構件的角速度與構件1的角速度同為1。根據等效構件所具有的動能等于原機械系統(tǒng)的總動能；等效轉動慣量Je為： （12分）根據等效構件的瞬時功率等于原機械系統(tǒng)的總瞬時功率，等效力矩Me為： （6分）其中，為F3與V3的夾角，下同。等效驅動力矩Md： （4分）等效阻力矩Mr： （6分）87、承受集中載荷的簡支梁如圖3所示。梁的跨度l=350cm，梁的截面慣性矩I=406cm4。材料為鋁，彈性模量為E=7104MPa，密度為=2700kg/m3。設有一重物G1=2400N從h=2.5cm高處落下，落于跨度的中點。求梁的固有頻率。（忽略梁自身的重力）注：簡支梁在重物作用下的中點靜撓度為 圖3承受集中載荷的簡支梁 87、解：重物可視為一個集中的質量塊，而梁則可視為一個沒有質量的彈簧。重物落到梁上以后可將此系統(tǒng)視為一個單自由度振動系統(tǒng)。重物振動位移計算的坐標原點取其靜力平衡位置。那么，這一自由振動的初始位移