土木工程机械习题
学院：土木建筑工程学院 班级：学号： 姓名：
第一讲
1、简述四冲程内燃机的工作原理。
内燃机从空气和燃料进入气缸，到燃料燃烧做功后废气排出机外，这一过程称为工作循环。四冲程分别为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
下面以单缸四冲程柴油机工作原理说明四冲程内燃机的工作原理： 进气冲程：排气门关，进气门开，活塞由于惯性下移，空气吸入。
压缩冲程：进排气门关，活塞上移压缩气体，终了时，缸内温度超过柴油的自燃温度（约330℃）。
燃烧和作功冲程：活塞接近上止点时，将柴油由喷油器以雾状微粒喷入燃烧室中，和高温空气混合而受到加热，随即着火燃烧，并放出热能，使气体的温度和压力急剧上升，高压气体推动活塞下行作功。
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，废气排出。
柴油机从进气、压缩、作功到废气排出，活塞共走了四个冲程，曲轴转两周，完成一个工作循环。
汽油机与柴油机的基本工作原理差不多，其主要区别在于：
进气冲程中柴油机吸入的是纯空气，而汽油机则是汽油和空气的可燃混合气。 压缩冲程中汽油机的压缩比小于柴油机的压缩比，压缩比过大容易产生过早燃烧。 燃烧和作功冲程柴油机是自燃，而汽油机则是由电火花强制点火。
2、汽车底盘有哪些系统组成？各起什么作用？
汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。 传动系：改变发动机的扭矩同转速的关系特性，把动力有效而可靠地传递到驱动轮或其它的操纵机构，以适应使用上对机械速度、力矩和旋向的要求。
行驶系：支承整机，接收传动系传来的动力，变成机械行驶和进行作业所需的牵引力，以保证汽车的行驶和进行作业。
转向系：是汽车保持直线行驶或改变方向。
制动系：用来减速和紧急停车，下坡时保证车速基本稳定，停车时保持在原地不动，不致滑溜。
3、简述自卸汽车的工作装置的组成。 自卸汽车的工作装置由下述部分组成。
1、倾斜系统。它由液压机构，由油泵、油缸、换向阀、溢流阀等组成，其作用是完成货箱的举升、倾斜、保持、降落。
2、货箱。自卸汽车车箱的基本形状有四种：（1）平底形；（2）船底形；（3）尾部上翘的燕尾形；（4）全长上翘的燕尾形。 3、自动启闭器。自动启闭器的作用是在行驶时保证货箱后板可靠地处于关闭状态，在卸货时则可适时开启。
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第二讲
1、什么叫运动副？常分为哪几种？
存在一定相对运动的可动联接称为运动副。 按照两构件间接触方式的不同，运动副可分为低副和高副。面和面接触的运动副被称为低副，而点线接触的运动副称为高副。
2、平面机构具有确定运动的条件是什么？
当机构的主动件等于自由度数时，机构就具有确定的相对运动。
3、如何计算平面机构的自由度？计算时要注意哪些情况?
活动构件的自由度总数减去运动副引入的约束总数就是该机构的自由度数，称为平面机构的自由度。即：F=3n-2PL-PH。
4、为什么说平面机构的最基本形式是曲柄摇杆机构？有哪些特性？
因为其他平面机构都可以从曲柄摇杆机构变化得到，因此说平面机构的最基本形式是曲柄摇杆机构。
（1）具有急回特性。
（2）存在压力角与传动角。通常用压力角α的余角γ（即连杆和从动摇杆之间所夹的锐角）来判断它的传力性能，γ称为传动角。因γ＝90°－α，所以α越小，γ越大，机构传力性能越好；反之，α越大，γ越小，机构的传力就越费劲，传动效率越低。
（3）存在死点位置。机构处在死点位置时，将使从动件出现卡死或运动不确定的现象。
5、试述曲柄滑块机构的组成和特点。举例说明曲柄存在的条件。
曲柄摇杆机构，若摇杆的长度无限增大，则C点的轨迹将趋于平直，演化成曲柄滑块机构。它广泛应用在内燃机和压力机等机械中。
最短杆件是曲柄时曲柄存在。
6、简述凸轮的工作原理。
凸轮机构一般是由凸轮，从动件和机架三个构件组成。凸轮是有特定曲线轮廓或凹槽的构件，当它做等速转动或往复直线移动时，可使从动件根据预定的运动规律作间歇或连续的直线移动或摆动。
第三讲
1、传送带的种类很多，为什么一般用三角胶带？
三角带在有沟槽的带轮上工作，两个侧面是工作面。利用楔形增压原理，在同样大的张紧力的作用下能产生较大的摩擦力或者说是为增大带与轮间的摩擦系数，以便获得较平带大得多的传动能力(三倍)。在一般的带传动中普遍采用三角带。
2、何谓打滑？何谓弹性滑动？它们对传动有何影响？各与哪些因素有关？
打滑：在初拉力一定的情况下，有效拉力是个极限值。当需要传递的圆周力大于该极限值时，带将沿着带轮发生全面滑动，称之为打滑。
弹性滑动：带在轮上因弹性伸缩而产生的相对滑动称之为弹性滑动。
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相关因素：打滑主要与张紧力有关。弹性滑动与带的松紧两边拉力差有关拉力差越大，弹性滑动也越大。
3、为什么传动带能获得广泛应用？
1、结构简单，制造、安装精度要求不高，使用维护方便，适用于两轴中心距较大的工作条件。
2、传动平稳，噪音低，能缓和荷载冲击。
3、过载时，传送带会在带轮上打滑，可以防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用 4、结构简单，便于加工、装配和维修，成本低。 因此传动带能获得广泛应用。
4、带传送所传递的最大圆周力与那些因素有关？
带传送所传递的最大圆周力与带的摩擦系数，带与带轮之间的张紧程度，带速，还有包角等有关。当然还与工作环境有很大的关系，如温度，湿度等都会影响最大圆周力。
5、分析小带轮直径d1、中心距a、包角α1及带的根数Z对带传动有何影响?
为减小带的弯曲应力和不使传动尺寸增大，一般取小轮直径d1等于或大于表4-2中的最小许用直径。
传动比一定时，中心距太小会使小带轮的包角α1减小，降低了传动能力；但中心距过大，又会增加传动的外轮廓尺寸。
包角则会影响最大圆周力，一般α1大于120°。
胶带的根数越多单根胶带上的拉力越小，但胶带的根数要适量，达到最大利用。
6、与带传动相比，链传动有何特点？
链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力小，作用于轴的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。链传动平均传动比准确,传动效率高，轴间距离适应范围较大，能在温度较高、湿度较大的环境中使用；但链传动一般只能用作平行轴间传动，且其瞬时传动比波动，传动噪声较大。 由于链节是刚性的，因而存在多边形效应（即运动不均匀性）。
第四讲
1、渐开线齿轮为什么能得到广泛应用？
传动比恒定，啮合线为定直线，中心距可分性是渐开线齿廓齿轮的三大优点，也是渐开线齿廓齿轮得到广泛应用的原因。
2、渐开线齿轮正常工作的基本条件是什么？
两齿轮分度圆上的模数相等； 两齿轮分度圆上压力角相等。
3、说明模数和分度圆的含义。
模数：相邻两齿同侧齿廓对应点间的弧长，称为齿距pk，又称周节。显然圆的周长s=πdk＝pk Z，故dk＝Z•pk/ π ，令mk＝pk/ π，称为该圆上模数，则dk＝Z•mk。模数的引入是为了消除无理数π的影响，使齿轮的计算、制造、测量变得方便。
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分度圆：选用标准模数和标准压力角的圆。
第五讲
1、说明液压传动的工作原理，并指出液压传动装置通常有哪几部分组成。
液压传动以巴斯卡原理为理论基础，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠液体内部的压力（由外界负载所引起）来传递动力。
液压系统的组成：
1.液压动力元件：将机械能转换为液体的压力能。
2.液压执行元件：将液体的压力能转换为工作装置需要的机械能。
3.液压控制元件：控制液体的压力、流量和方向，使工作装置完成预期的动作。 4.液压辅助元件：协助和完善能量传递，保证系统正常工作。
2、在图6—1所示液压千斤顶中，已知小活塞的直径d＝100mm，大活塞的直径D＝400mm，作用在小活塞上的力F＝1000N。求大活塞上能顶起物体的重量G等于多少?(活塞的重量忽略不计)
由帕斯卡定理：
p1=p2 F/S1=W/S2
F/πd²=G/πD² G=D²F/d²=16000N
3、说明容积式液压机械的工作特点。
有形成容积变化的密封工作空间；
有与容积变化相协调的配油机构。
4、常用的液压泵有哪几种？具体说明一种液压泵的工作过程。
常用的液压泵有齿轮泵、叶片泵和轴向柱塞泵。
齿轮泵工作过程：齿轮旋转—右侧工作空间的容积逐渐增大—吸油；齿轮旋转—左侧工作空间的容积逐渐缩小—压油。
5、说明液压缸的主要类型及其应用。
主要类型有：双作用单杆活塞液压缸、伸缩式液压缸和摆动液压缸。
应用：摆动液压缸一般用于摆角小于360°的回转工作部件的驱动。
6、溢流阀有什么用途？说明它的工作原理。
稳压阀(溢流阀)的作用：稳压作用；限制最高压力，防过载。
溢流阀的工作原理：阀芯在弹簧力的作用下，压在阀座上，压力油从p口进入，而液压
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力则直接作用于阀芯，与弹簧力相平衡，当液压力大于弹簧的预紧力时，阀开启，压力油便由出口O溢流回油箱。
7、说明单向阀的工作原理及用途，并画出它的符号。 工作原理：阀芯在弹簧力作用下压在阀座上，进油压力大于弹簧力时，顶开阀芯，油流通过；反向则不能。
8、何谓卸荷？画出两种不同的卸荷回路。
卸荷回路是在发动机不停转的情况下，使液压泵以可能的最小输出功率运转，也就是液压泵输出的油液，以最低压力（克服管道阻力之所需压力）流回油箱，或以最小流量输出压力油。
以下是两种不同的卸荷回路：
第六讲
1、在土石方工程施工中主要用到那些机械？
1.挖掘机械 (单斗挖掘机、多斗挖掘机等)； 2.铲运机械 (装载机、推土机、铲运机等)；
3.压实机械 (如冲击式、振动式和碾压式压实机等)； 4.辅助性土方机械 (如松土机、拔根机、平地机等)； 5.凿岩钻孔机械 (凿岩机，风镐等)； 6.破碎机械等。
2、正铲挖掘机和反铲挖掘机有何特点？
反铲挖掘机的特点：
1.挖掘停机面以下的岩土；
2.挖壕沟、基坑等，作业效率为最高。 正铲挖掘机的特点：
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1.挖掘停机面以上的岩土； 2.铲斗采用斗底开启卸土方式； 3.用于大面积开挖。
3、试分析说明ZL装载机传动系统的组成、各部分的作用及动力传递过程。
它由三部分组成：动力装置；底盘；工作装置。
其中底盘由以下部分组成：液力变矩器；行星变速箱；前后传动轴；前后桥；轮边减速器；车轮。
各部分作用：
动力装置负责动力输出和提供工作所需能量。 底盘则负责整体承重和行驶。 工作装置即完成铲土和运土。
动力传动过程：
动力从柴油机输出经液力变矩器；行星变速箱；前后传动轴；前后桥；轮边减速器而驱动车轮前进。
4、影响推土机生产率的主要因素是什么？如何提高推土机的效率？
影响推土机生产率的主要因素：
与推土机的总体性能、地面条件、司机操纵熟练程度、施工组织等有关。
提高推土机的效率的方法：
一方面要考虑如何使每次推土能达到机械的设计能力，即达到或超过铲刀的几何容积； 另一方面则要根据施工对象采用正确的施工组织，以缩短每一工作循环所用的时间，从而增加每小时的循环次数。
5、从效率上考虑，土石方短距离和长距离的运输应该选择什么样的机械？
对于推土机：运距在100m之内生产率最高，尤其在75m以内短距离转运土方时最为经济。
对于铲运机：平均运距在800m左右以铲运机施工将可获得最高的技术经济效益。
6、铲运机的使用条件如何？怎样发挥其使用效率？
铲运机用于大量轻质土方的填挖和运输工作。特别是地形起伏不大、坡度在20度以内的大面积场地平整。
要发挥其使用效率要在含水量不超过27％、平均运距在800m左右以铲运机施工将可获得最高的技术经济效益。
第七讲
1、起重机的主要性能参数包括哪些内容？起重机有哪些主要机构？用途各是什么？
性能参数包括：
起重量(Q， t 或kg)：起吊重物的质量；
幅度(R，m)：起重机回转中心轴线至起重吊钩中心线的水平距离称为幅度(或称起重半径) ；
起重力矩(M ，kN•m)：起重量Q与相应于该起重量时的工作幅度R的乘积M＝Q× R ； 起升高度(H，m)：地面到吊钩钩口中心的垂直距离；
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工作速度：起升、变幅、回转、行走速度
主要机构和作用有：
起升机构：实现重物的升降运动； 变幅机构：改变起重机的工作幅度；
回转机构：使起吊重物绕起重机的四转中心作旋转运动； 行走机构：使起重机整机行走移位。
2、试分析提高起重钢丝绳使用寿命的措施。
要延长钢丝绳的使用寿命，应考虑以下几个因素：
钢丝绳绕过滑轮和卷筒时，不能反复弯折； 滑轮和卷简直径尽量大些； 滑轮与卷筒的材料不能太硬； 保持良好的润滑。
3、滑轮组在起重机中有何作用？什么是滑轮组的倍率？试分析滑轮组倍率对机构的影响。 滑轮的作用：
滑轮是起重机械中一种专用零部件，主要用来引导钢丝绳，改变钢丝绳的运动方向，平衡钢丝绳分支的拉力。并常用若干个滑轮构成滑轮组，达到省力或变速的目的。 滑轮组的倍率α
倍率α是滑轮组在工作时省力的倍数，其大小等于滑轮组中承载分支数Z2与绕入卷筒的钢丝绳分支数Z1之比，也是滑轮组的减速比，即绕入卷筒的钢丝绳速度与重物上升速度之比。
影响：滑轮组倍率的大小关系到钢丝绳的合理选用和机构的尺寸参数。当倍率增大时，钢丝绳每个分支大拉力减小，钢丝绳、滑轮及卷筒直径也可以减小，卷筒所需的驱动力矩也减小，但滑轮数目增多，钢丝绳绕过滑轮的次数增加，滑轮组效率降低，钢丝绳的磨损加快。因此应恰当的选择滑轮组的倍率。
4、动臂变幅式起重机和小车变幅起重机各有什么优缺点？
小车变幅是采用专门的起重小车在水平吊臂上来回运行，吊钩及钢丝绳滑轮组等都安装在起重小车上，起吊重物随小车运行以达到变幅的目的。起重小车的运行是靠变幅机构驱动的，变幅时重物作水平移动，起吊安装方便，速度快，功率省，幅度有效利用率大，但吊臂承受较大的弯矩，所以吊臂的构造较复杂，自重较大。
动臂变幅是通过改变吊臂的俯仰角度来实现变幅的。动臂变幅的臂架受力良好，因而臂架结构较简单，自重较轻，但幅度有效利用空间较小，变幅速度不均匀，变幅时所需功率较大。
5、为什么下旋式塔式起重机可调整托运？为什么附着式必定是上旋式？
因为下旋式塔式起重机回转支承安装在塔身底部，介于回转平台与底架之间，而且中心较稳定，因而易于拆卸和调整以及托运。
附着式的起重机塔身是附着在建筑物上的，所以塔身以及以下的装置都是附着在建筑物上固定不动的，只有回转支承以上的吊臂、平衡臂等绕塔身中心线回转，因而是上旋式的。
6、汽车起重机、轮胎式起重机、履带式起重机主要特点是什么？
汽车起重机特点：装在通用汽车底盘上的起重机，在回转平台上另设有驾驶室，专门用
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于起重作业操纵。行驶速度较高，多在60km/h以上，可与汽车编队行驶。通常车身较长，转弯半径大，场地狭窄时不好作业。作业时要打支腿，不能带载行驶。
轮胎式起重机特点：采用专用轮胎底盘，仅有一个驾驶室完成所有操作。行驶速度低于汽车式起重机，可达40km/h。通常车身较短，转弯半径小，场地狭窄时也好作业。能带载行驶。
履带式起重机特点：履带接地面积大，对地面的平均压强小，故可在松软地面上工作。稳定性好，可带载移动，并可原地转向。起重量大（可达1000吨），起升高度较大（可达135米）。可一机多用。但自重大，行驶速度慢，不宜作长距离行走，转移工地时要用平板拖车装运。
第八讲
1、自落式搅拌机和强制式搅拌机在混凝土拌合原理方面有何不同？各适宜搅拌什么种类的混凝土？
自落式搅拌机：按重力机理进行搅拌作业，用于搅拌一般骨料的塑性混凝土。
搅拌机强制式：根据剪切机理进行搅拌，特别适合于干硬混凝土和轻骨料混凝土。
2、常用混凝土搅拌机的类型有哪些？其型号如何表示？
常用类型的混凝土搅拌机的类型有：锥形反转出料式搅拌机、涡浆式搅拌机、双卧轴式搅拌机。
其型号表示方法从左往右依次表示搅拌机代号、类型代号，特征代号（当用电动机驱动时省略）、主参数（表示搅拌机的出料容量）、更新代号（用A、B、C表示）。锥形反转出料式搅拌机代号为JZ如：JZ200表示出料容量为200L 电动机驱动的的锥形反转出料式搅拌机。涡浆式搅拌机代号为JW，如JW250。双卧轴式搅拌机代号为JD，如JD200。
3、简述大型混凝土搅拌楼的分层布置方式。
大型混凝土搅拌楼一般分为五层：最顶层为进料层，往下依次为贮料层、配料层、搅拌层、出料层。
4、试述混凝土搅拌输送车的主要作业方式。
成品混凝土输送：将搅拌机拌好的混凝土送到施工现场，在途中拌筒以1~3r/min的转速作低速持速搅拌，防止初凝和离析。适用于运距8~12km以下。
湿料搅拌输送：装入经称量的的砂、石、水泥和水拌合物，在途中拌筒以8~12r/min的转速对物料进行搅拌，在卸料前完成搅拌。
干料输送途中搅拌：将干混合料装入搅拌筒，在到达施工现场前15~20min时加水进行搅拌，到达施工现场时搅拌完成。适用于运距12km以上。
第九讲
1、建筑机械化的意义是什么?它有什么作用?
意义：在建筑施工中，采用建筑机械代替手工劳动，以完成工程任务。建筑机械化的程度是衡量一个国家建筑工业水平的重要指标。许多工程是人力无法完成的，只有依靠建筑机械才能进行。建筑机械能降低劳动强度、降低工程造价、提高生产率，提高工程质量。建筑机械是企业固定资产的重要组成部分。
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作用：减轻了劳动强度，提高了生产率；降低了工程造价，保证了工程质量。
2、建筑机械由哪几部分组成?各部分作用是什么?
建筑机械由动力装置、传动装置和工作装置组成。此外还有操纵控制装置和机架部分。 动力装置：建筑机械动力的来源，如电动机、内燃机等。它是任何机器不可少的核心部分。
传动装置：用来传递运动和动力的装置，还可以改变运动的形式和方向。 工作装置：直接完成生产任务的部件。如卷扬机的卷筒、起重机的吊钩等。
3、建筑机械常用的动力装置有哪几种?各有什么特点?
建筑机械常用的动力装置通常有电动机和内燃机两种。
电动机：由电网取电，启动与停机方便，工作效率高，体积小、自重轻。当电动机所需电源能稳定供应，建筑机械工作地点比较固定时，普遍选用电动机作动力。电动机有定型产品，可按需要选用。
内燃机：工作效率高、体积小、重量轻、发动较快，常用于大、中、小型机械上作动力装置。内燃机只要有足够的燃油，就不受其它动力能源的限制。广泛应用于需要经常作大范围、长距离行走的机械或无电源供应地区的建筑。
4、传动装置的作用是什么?常用的传动装置有哪几种？
传动装置的任务主要是在动力装置与工作装置之间承担协调工作的作用，是将动力装置的机械能传递给工作装置的中间装置，是建筑机械的重要组成部分。
常见的传动装置有挠性传动、齿轮传动和液力液压传动等。
5、什么是钢的热处理？钢的热处理有哪些方法？其目的何在？
钢的热处理就是将金属在固态下通过加热保温和不同的冷却方式，改变金属内部组织结构从而得到所需性能的操作工艺。
常见方法有：退火、正火、淬火、回火、调质、表面淬火、时效处理及化学热处理。 目的：经过热处理的零件，使各种性能得到改善和提高，充分发挥合金元素的作用和材料本身的潜力，延长机械的使用寿命和节约金属材料。
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