2025年大学（机械设计制造及其自动化）机械动力学试题及答案

2025年大学（机械设计制造及其自动化）机械动力学试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填写在题后的括号内。1.机械动力学主要研究机械系统的（）A.运动学特性B.动力学特性C.运动学和动力学特性D.能量转换特性2.当机械系统的等效质量（）时，系统的惯性力增大。A.增大B.减小C.不变D.不确定3.机械系统的等效转动惯量与（）有关。A.质量分布B.转速C.功率D.效率4.机械振动的类型不包括（）A.自由振动B.受迫振动C.自激振动D.随机振动5.机械系统的动力学模型建立时，不考虑的因素是（）A.摩擦力B.重力C.材料弹性D.环境温度6.机械动力学在机械设计中的作用不包括（）A.优化结构设计B.提高效率C.降低成本D.增加重量第II卷（非选择题共70分）（一）填空题（共20分）答题要求：本大题共5空，每空4分。请将正确答案填写在题中的横线上。1.机械动力学的研究内容包括机械系统的运动方程、______、振动特性等。2.等效质量和等效转动惯量的计算目的是将复杂的机械系统简化为______系统。3.机械振动的固有频率与系统的______有关。4.受迫振动的频率等于______的频率。5.自激振动是由系统内部的______产生的振动。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共2题，每题10分。简要回答问题，要求语言简洁、准确。1.简述等效质量和等效转动惯量的概念及计算方法。2.说明机械振动的危害及控制方法。（三）分析题（共15分）答题要求：本大题共1题，15分。分析给定机械系统的动力学问题，要求思路清晰、步骤完整。材料：某机械系统由电机、减速器和工作机组成，电机输出转矩为T，转速为n，减速器的传动比为i，工作机的阻力矩为M。问题：分析该系统的动力学特性，包括等效转动惯量、等效转矩等，并计算系统的稳定转速。（四）设计题（共15分）答题要求：本大题共1题，15分。根据给定要求设计机械系统的动力学参数，要求满足性能指标、考虑实际因素。材料：设计一个用于输送物料的带式输送机，已知输送量为Q，输送距离为L，物料特性等参数。问题：确定带式输送机的驱动功率、传动比等动力学参数，并说明设计依据。（五）综合题（共20分）答题要求：本大题共1题，20分。综合运用机械动力学知识解决实际问题，要求方案合理、计算准确。材料：某数控机床的进给系统存在振动问题，影响加工精度。已知机床的相关参数，如工作台质量m、导轨摩擦系数f等。问题：分析振动产生的原因，提出改进措施，包括优化结构、调整参数等，并说明改进后的效果预测。答案：第I卷1.C2.A3.A4.D5.D6.D第II卷（一）1.动力学方程2.单自由度3.结构参数4.激振力5.反馈作用（二）1.等效质量是将机械系统中各构件的质量和转动惯量按动能相等的原则等效到某一构件上的质量。等效转动惯量同理。计算方法根据动能定理，通过系统动能表达式推导得出。2.危害：影响机械寿命、降低精度、产生噪声等。控制方法：合理设计系统参数、增加阻尼、采用隔振措施等。（三）等效转动惯量：电机转动惯量J1通过传动比i折算到工作机轴上为J1/i²，加上工作机转动惯量J2。等效转矩：电机转矩T通过传动比i折算到工作机轴上为T/i，减去工作机阻力矩M。稳定转速：根据等效转矩和等效转动惯量计算角加速度，再结合初始条件求解。（四）驱动功率：根据输送量、输送距离等计算物料提升功率和输送带运行功率之和。传动比：根据输送带速度和电机转速确定。依据物料输