2025年中職機械（平衡原理）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確選項的序號填在題后的括號內(nèi)。1.在機械平衡原理中，對于剛性轉(zhuǎn)子的平衡，主要是要平衡其（）A.離心慣性力B.離心慣性力偶C.重力D.摩擦力答案：A2.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡條件是（）A.轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)中心重合B.轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)中心不重合C.轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)中心平行D.轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)中心垂直答案：A3.剛性轉(zhuǎn)子的動平衡條件是（）A.轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)中心重合B.轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)中心不重合C.轉(zhuǎn)子的慣性力和慣性力偶矩均為零D.轉(zhuǎn)子的慣性力為零答案：C4.對于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，通常在其（）上加平衡質(zhì)量。A.質(zhì)心處B.質(zhì)心偏移的相反方向C.質(zhì)心偏移的方向D.任意位置答案：B5.對于動不平衡的轉(zhuǎn)子，需要在（）上加平衡質(zhì)量。A.兩個平衡平面內(nèi)B.一個平衡平面內(nèi)C.轉(zhuǎn)子的兩端D.轉(zhuǎn)子的中間答案：A6.在平衡實驗中，常用的平衡方法不包括（）A.靜平衡法B.動平衡法C.加重平衡法D.減重平衡法答案：D第II卷（非選擇題共70分）填空題（共20分）答題要求：本卷共4題，每題5分。請在每題的橫線上填寫正確答案。1.機械平衡的目的是盡可能地消除______或減小______，以減輕有害的振動。答案：慣性力；慣性力偶矩2.剛性轉(zhuǎn)子的平衡分為______和______。答案：靜平衡；動平衡3.靜平衡的條件是轉(zhuǎn)子的______與______重合。答案：質(zhì)心；回轉(zhuǎn)中心4.動平衡的條件是轉(zhuǎn)子的______和______均為零。答案：慣性力；慣性力偶矩簡答題（共20分）答題要求：本卷共2題，每題10分。簡要回答問題。1.簡述剛性轉(zhuǎn)子靜平衡和動平衡的區(qū)別。答案：靜平衡只要求轉(zhuǎn)子的質(zhì)心重回轉(zhuǎn)中心重合，主要平衡離心慣性力；而動平衡要求轉(zhuǎn)子的慣性力和慣性力偶矩均為零，不僅要平衡離心慣性力，還要平衡慣性力偶矩。靜平衡是動平衡的基礎，動平衡包含了靜平衡，但比靜平衡更嚴格。2.說明在進行轉(zhuǎn)子平衡實驗時，如何確定平衡質(zhì)量的大小和位置。答案：對于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，先找出質(zhì)心偏移方向，然后在質(zhì)心偏移的相反方向加平衡質(zhì)量，平衡質(zhì)量大小根據(jù)質(zhì)心偏移量和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等因素計算。對于動不平衡的轉(zhuǎn)子，需在兩個平衡平面內(nèi)加平衡質(zhì)量，通過實驗測量和計算確定平衡質(zhì)量的大小和位置，使慣性力和慣性力偶矩均為零。分析題（共15分）答題要求：本卷共1題，15分。分析以下問題。有一個剛性轉(zhuǎn)子，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)其存在靜不平衡。已知轉(zhuǎn)子的質(zhì)量為m，質(zhì)心偏移量為e，轉(zhuǎn)速為n。請分析如何采取措施使其達到靜平衡狀態(tài)。答案：首先確定質(zhì)心偏移方向，然后在質(zhì)心偏移的相反方向加平衡質(zhì)量。平衡質(zhì)量的大小可根據(jù)公式計算，設平衡質(zhì)量為m0，由于要平衡離心慣性力，根據(jù)離心慣性力公式F=mω2r，可得mω2e=m0ω2r0（其中r0為平衡質(zhì)量到回轉(zhuǎn)中心的距離），則m0=me/rr0。通過計算得出平衡質(zhì)量大小后，將其安裝在相應位置，即可使轉(zhuǎn)子達到靜平衡狀態(tài)。綜合應用題（共15分）答題要求：本卷共1題，15分。結(jié)合材料回答問題。材料：有一個高速旋轉(zhuǎn)的剛性轉(zhuǎn)子，在運行過程中出現(xiàn)了劇烈振動，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)存在動不平衡。已知轉(zhuǎn)子的質(zhì)量為M，兩個平衡平面的距離為L，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為ω，通過實驗測得在兩個平衡平面內(nèi)分別加平衡質(zhì)量m1和m2后可達到動平衡，m1到回轉(zhuǎn)中心的距離為r1，m2到回轉(zhuǎn)中心的距離為r2。問題：請計算m1和m2的大小。答案：對于動平衡，要使慣性力和慣性力偶矩均為零。設m1產(chǎn)生的慣性力為F1=m1ω2r1，m2產(chǎn)生的慣性力為F2=m2ω2r2。由于慣性力平衡，可得F1=F2，即m1ω2r1=m2ω2r2，m1r1=m2r2。又因為慣性力偶矩平衡，設m1產(chǎn)生的慣性力偶矩為M1=m1ω2r1l1，m2產(chǎn)生的慣性力偶矩為M2=m2ω2r2l2（l1和l2分別為m1和m2到某一參考點的距離，這里l1+l2=L），且M1=M2，即m1ω2r1l1=m2ω2r2l2。聯(lián)立可得方程組求解m1和m2的大小。設計題（共10分）答題要求：本卷共1題，10分。設計一個簡單的剛性轉(zhuǎn)子平衡實驗方案。答案：首先準備好實驗設備，包括轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速測量儀、振動測量儀等。將轉(zhuǎn)子安裝在實驗臺上，啟動轉(zhuǎn)子并逐漸加速到一定轉(zhuǎn)速。使用轉(zhuǎn)速測量儀測量轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，用振動測量儀測量轉(zhuǎn)子在不同轉(zhuǎn)速下的振動情況。若發(fā)現(xiàn)存在不平衡，先判斷是靜不平衡還是動不平衡。對于