西工大航空发动机结构分析课后作业答案
机械原理第2、3、4、6章课后答案西北工业大学
机械原理第2、3、4、6章课后答案西北工业大学第二章机构的结构分析题2-11 图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(图2-11a)2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。
尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故 3=n 3=l p 1=h p01423323=-?-?=--=h l p p n F原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。
故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-11b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-11d)。
题2-11讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b ）（c ）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。
用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度，如图2-1（d ）所示。
题2-12 图a 所示为一小型压力机。
图上，齿轮1与偏心轮1’为同一构件，绕固定轴心O 连续转动。
在齿轮5上开有凸轮轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C 轴上下摆动。
同时，又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C 轴上下移动。
最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。
西北工业大学航空发动机结构分析课后答案第4章燃气涡轮
第四章燃气涡轮1.航空燃气涡轮发动机中，涡轮有哪两种基本类型？答：按流动的方向，燃气涡轮分为轴流式涡轮与径向式涡轮两类。
3.从截面翼型的厚薄、曲率、叶冠或凸台、榫头、材料、冷却的几个方面看，涡轮工作叶片与压气机工作叶片的区别有哪些？答：5.涡轮转子连接的基本要求是什么？答：（一）盘与轴联接：足够刚度，强度，不削弱盘与轴，以便能传负荷；盘与轴在装配及工作时应可靠的定心；联接处高热阻，减少盘向轴传热。
（二）盘与盘联接：除了强度与刚性，可靠定心之外，还要考虑级数与联接部分较多对整个涡轮转子的影响（减小热应力，便于拆装，减小振动）；（三）叶片与盘联接：要承受巨大的离心力、气体力和振动负荷，此外，还要求允许榫头自由膨胀，以减小热应力；另一方面，榫头传热要好。
7.列举枞树型榫头的优点。
答：（一）叶根与轮缘部分的材料利用合理，承力截面积大，承拉截面接近等强，因此这种榫头重量较轻；（二）榫头在轮缘所占的周向尺寸较小，因为在轮盘上可安装较多的叶片；（三）这种榫头可以有间隙地插入榫槽，允许榫头与轮缘受热后自由膨胀；（四）可以利用榫头的装配间隙通入冷却空气，对榫头和轮缘进行冷却；（五）拆装及更换叶片方便9.涡轮机匣和压气机机匣相比的结构特点是什么？答：压气机机匣通常是圆柱形或圆锥形壳体，有整体式、分半式和分段式机匣。
涡轮机机匣和压气机机匣相比还借前后安装边分别与燃烧室及喷管连接。
另外涡轮的径向间隙沿圆周均匀，并且要尽量减少机匣与涡轮叶片的径向间隙。
11.涡轮冷却系统的冷却对象有哪些？答：涡轮冷却系统的冷却对象有叶片榫头、涡轮盘、涡轮轴、涡轮叶片、第一级涡轮导向叶片、轴承、承力环、涡轮外环。
1 / 213.挂钩式涡轮导向器有哪些优点？答：（一）涡轮机匣避免了开孔，又得到固定叶片用的环槽座的加强，这对机匣强度，刚性有利，又省掉了紧固件，装拆方便，又可减重；（二）导向叶片的固定可靠。
由于气流的轴向力是向后的。
促使导向叶片压紧在环槽内；（三）导向叶片外缘板与机匣间有较大的间隙，它与涡轮封严环一起与涡轮机匣形成双层壁结构；（四）导向叶片内端有内支撑，从而提高了叶片的抗振刚性，减少了漏气损失，又保证了叶片自由膨胀；（五）利用机匣的扩散形结构，很好解决了多级低压涡轮的装配和拆卸问题，改善了工艺性和维修性。
西北工业大学机械原理习题答案
p'=0F'=1
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
=3×10－(2×13＋2－0)－1=1
机构原动件数目＝1
机构有无确定运动？有确定运动
1—91）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。
2）计算自由度，并判断机构有无确定运动：
在图中指明：复合铰链、局部自由度和虚约束
2为了使冲头6得到上下运动，只要有机构CDE即可，为什还要引入机构ABC？(可在学过第三章后再来想想)
1—5图a)所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转;而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
2．计算机构自由度的目的是什么?
3．当机构的自由度小于1时，可通过哪些途径来增加自由度?本题中还可列出哪些简单而又适用的修改方案？
计算1-6~1-9题各机构的自由度。
1—61）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。
2）计算自由度，并机构判断有无确定运动：
在图中指明复合铰链、局部自由度和虚约束
解：属于两构件间重合点的问题
思路：因已知B2点的运动，故通过B2点求B3点的运动。
1）速度分析
方向：⊥BD ⊥AB ∥CD
大小: ? ω12l？
在速度多边形中，∵b3与极点p重合，∴vB3=0
且ω3＝vB3/lBD＝0，由于构件2与构件3套在一起，∴ω2＝ω3＝0
2） 加速度分析
方向： ⊥BD B→A ∥CD
p'=0F'=0
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
西北工业大学航空学院结构力学课后题答案第三章-受剪板式薄壁结构内力和位移计算
第三章 受剪板式薄壁结构内力和位移计算3-1分析下图所示各平面薄壁结构的几何不变性，并计算多余约束数f 。
1(a)(b)(c) (d)(e) (f)分析：平面四边形板f=1，三角板f=0；一个“内十字”结点增加一次静不定。
结构分析有：增加元件法，去掉约束法。
解：(a)几何不变系统，有多余约束f=8.增加元件法：将开洞处的一块板补全，则系统有9个“内十字”结点。
因而f=9-1=8.(b)几何不变系统，有多余f=5.增加元件法：将开洞处的一块板补全，切开端口杆的杆端处连上，则系统有4个“内十字”结点，外部多余约束数为3，对于端口切开的杆：丁字节点6处为零力杆端切开与否对静不定次数无影响，而处于“内十字”结点处的5处，则解除一次静不定。
因而f=4+3-1-1=5.(c)几何不变系统，有多余约束f=4.有4个“内十字”结点。
因而f=4.(d)几何不变系统，有多余约束f=3.增加元件法：将开洞处的一块板补全，则系统有4个“内十字”结点。
因而f=4-1=3.(e)几何不变系统，有多余约束f=21.有21个“内十字”结点。
因而f=21.(f)几何不变系统，有多余约束f=12.有12个“内十字”结点。
因而f=12.3-2分析下图所示空间薄壁结构的几何不变性，并计算多余约束数f。
(a)(b)(c) (d)(e)(f)(g) (h)6(i)(j)67(k)(l)78(m) (n)(o)分析：三缘条盒段若以四边形面与基础连接则有1次静不定（进行结构分析：视结点为自由体有3个自由度，板和杆各自起一个约束作用），若以三边与基础相连则为无多余约束的静定结构；对于一端固定的一段空心薄壁结构，端框有n个结点，其静不定次数为(n-3),故单边连接的四缘条盒段有1次静不定；对于四缘条盒段若以相邻两面和基础相连则由结构分析可知有3次静不定；对于三缘条盒段若以一边为三角形另一边为四边形和基础相连则由结构分析可知有2次静不定，若以双边四边形形式连接三缘条盒段则静不定次数为3。
《航空发动机结构分析》思考题答案.doc
《航空发动机结构分析》课后思考题答案第一章概论1.航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型?指出它们的共同点、区别和应用。
.涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的？答：涡喷二十世纪三十年代（1937年WU： 1937年HeS3B）；涡扇19（50'19（52军用涡扇1966^19673.简述涡轮风扇发动机的基本类型。
答：不带加力，带加力，分排，混排，高涵道比，低涵道比。
4.什么是涵道比？涡扇发动机如何按涵道比分类？答：（一）B/T,外涵与内涵空气流量比;（二）高涵道比涡扇（GE90）,低涵道比涡扇（Al-37fn）5.按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。
答：压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。
6.从发动机结构剖面图上，可以得到哪些结构信息？答：a)发动机类型b)轴数c)压气机级数d)燃烧室类型e)支点位置f)支点类型第二章典型发动机1.根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标，指出各代涡喷、涡扇、军川涡扇发动机的性能指标。
答：涡喷表2.1涡扇表2. 3军用涡扇表2. 22.al-31f发动机的主要结构特点是什么？在该机上采用了哪些先进技术？答：AL31-F结构特点：全钛进气机匝，23个导流叶片；钛合金风扇，高压压气机，转子级间电了束焊接；高压压气机三级可调静子叶片九级环形燕尾梆头的工作叶片；环形燃烧空有28个双路离心式喷嘴，两个点火器，采用半导体电嘴；高压涡轮叶片不带冠, 株头处有减振器，低压涡轮叶片带冠：涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气-空气换热器，可使冷却空气降温125-210*c：加力燃烧室采用射流式点火方式，单品体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障:收敛-扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各16式组成；排气方式为内、外涵道混合排气.3.ALF502发动机是什么类型的发动机？它有哪些有点？答：ALF502,涡轮风扇。
优点：•单元体设计，易维修•长寿命、低成本•B/T高耗汕率低•噪声小，排气中N（）x量低于规定第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中，两种基本类型压气机的优缺点有哪些？答：（一）轴流压气机增压比高、效率高单位面积空气质量流量大，迎风阻力小，但是单级压比小,结构复杂;（二）离心式压气机结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽、单级压比高；但是迎风面积大，难于获得更高的总增压比。
航空发动机原理课后答案
航空发动机原理课后答案1) 燃烧室：燃烧室是航空发动机中的一个关键组件，它是燃料和空气混合物燃烧的场所。
通过燃料喷射系统将燃料喷入燃烧室，并与从压气机提供的空气混合。
在燃烧室中，通过点火将混合物点燃，产生高温高压的燃气。
2) 高压涡轮：高压涡轮是航空发动机中的核心部件之一，它由多个涡轮片组成。
高压涡轮通过从压气机传输过来的高温高压燃气驱动，使涡轮旋转。
涡轮的旋转带动压气机和燃料喷射系统等关键组件的运转。
3) 压气机：压气机是航空发动机中的一个重要组件，它由多个压气级组成。
压气机的主要作用是将空气压缩，提高空气的密度和压力，为燃烧室提供高压空气。
压气机通常分为高压级和低压级，高压级用于压缩空气到较高的压力，低压级用于进一步增加空气的压力。
4) 推力产生：航空发动机通过产生推力推动飞机前进。
推力产生的原理是通过喷出高速高温的排出气流，产生一个与排出气流相反的反作用力，从而推动飞机前进。
推力产生的主要方式有喷气推进和螺旋桨推进。
喷气推进是将排气气流直接喷出高速，而螺旋桨推进是通过螺旋桨叶片的旋转产生气流。
5) 冷却系统：航空发动机中的冷却系统主要用于降低发动机的温度，保持发动机在可靠运行温度范围内。
冷却系统通常采用冷却空气和冷却液来吸收和带走发动机产生的热量。
冷却空气可以通过多个渠道如冷却孔、涡扇中的空气等进入发动机并冷却各个部件。
6) 涡轮增压器：涡轮增压器是航空发动机中的一个关键组件，它位于压气机后方，主要用于增加进入燃烧室的空气压力。
涡轮增压器由涡轮和压缩机组成，涡轮增压器的核心是高压涡轮。
高压涡轮通过高温高压的燃气驱动，使压缩机中的涡轮旋转，进而增压进入燃烧室的空气。
7) 反推力：反推力是航空发动机的一个特殊功能，用于在起飞和着陆等特定时刻减慢飞机的速度。
通过调整发动机喷口的方向，使排气气流的方向反向，产生反向推力，从而减少飞机的速度。
反推力通常通过可逆涡轮发动机或喷气式飞机的扰流板等装置实现。
机械原理第七版西北工业大学课后习题答(1-8章)
机械原理作业集答案详解 第二章平面机构的结构分析题2-1 图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(图2-1a) 2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。
尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故3=n 3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。
故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-1b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-1c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-1d)。
11(c)题2-1(d)54364(a)5325215436426(b)321讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b ）（c ）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。
用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度，如图2-1（d ）所示。
题2-2 图a 所示为一小型压力机。
图上，齿轮1与偏心轮1’为同一构件，绕固定轴心O 连续转动。
在齿轮5上开有凸轮轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C 轴上下摆动。
同时，又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C 轴上下移动。
最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。
西北工业大学航空发动机结构分析课后答案第3章压气机
第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中,两种基本类型压气机的优缺点有哪些？压气机类型优点缺点轴流式压气机增压比高、效率高、单位面积空气质量流量大、迎风面积小等。
结构复杂，零件数多，重量大。
成本高，维修不方便。
单级增压比低。
离心式压气机结构简单、零件数量少，成本低。
尺寸小、转子强度好，重量轻。
良好的工作可靠性。
稳定工作范围宽，维修方便。
单级增压比高迎风面积大。
效率低。
3.在盘鼓式转子中恰当半径是什么？在什么情况下是盘加强鼓？恰当半径：在盘鼓式转子中，随着圆周速度的增大，鼓筒和轮盘都会发生形变，这里有三种情况：一是在小半径处，轮盘的自由变形大于鼓筒的自由变形；二是在大半径处，轮盘的自由变形小于鼓筒的自由变形；三是在中间某个半径处，两者的自由变形相等。
对于第三种情况，联成一体后，相互没有约束，即没有力的作用，这个半径称为恰当半径。
在第二种情况下，实际变形处于两者自由变形之间，对于鼓筒，自由变形变小，轮盘则相反。
这种情况是盘加强鼓。
5.转子级间联接方法有哪些?转子级间联接方法有用拉杆联接、短螺栓连接和长轴螺栓连接等几种。
7.如何区分盘鼓式转子和加强的盘式转子？区分方法在于辨别转子的传扭方式。
鼓盘式转子靠鼓筒传扭，而加强的盘式转子主要靠轴来传扭。
9.风扇叶片叶身凸台的作用是什么？风扇叶片叶身凸台的作用：在叶片较长的情况下，为了避免发生危险的共振或颤震，叶身中部常常带一个减振凸台。
11.压气机机匣的功能是什么？压气机机匣是发动机的主要承力壳体之一，又是气流通道的外壁。
工作时，机匣承受静子的重力、惯性力，内外空气压差，整流器上的扭矩，轴向力，相邻组合件传来的弯矩、扭矩和轴向力等。
此外，机匣还承受着热负荷和振动负荷，传递支撑所受的各种载荷，如径向力、剪力和弯矩等。
13.列举整流叶片与机匣联接的三种基本方法。
一、在锻造的分半式机匣内，机匣壁较厚，整流叶片用各种形式的榫头直接固定在机匣内壁机械加工的特定环槽内。
二、整流叶片还可以通过焊接直接与机匣联接。
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第六章加力燃烧室
1.加力燃烧室由哪些基本结构组成？
答：加力燃烧室由扩压器、预燃室、火焰稳定器、喷嘴和加力输油总管、加力燃烧室壳体等组成。
2.加力燃烧室（预燃）点火方式有哪几种类型？说明相应的预燃点火装置的组
成和特点。
答：①电嘴点火：WP6发动机采用这种点火方式，其预燃室由内外锥体，内外壁，点火电嘴，导流板和火焰喷口等组成。
内外壁之间是助燃冷却的二股气流通道，内壁上两排交错的16个小孔使二股气流进入预燃室。
当接通加力时，用专门的汽化器形成混合气，输入预燃室，经过内外锥体组成的环形气流通道后，截面突然扩张，在预燃室头部内锥体后的凹面内形成强烈的涡流：用电嘴点燃后，火舌从预燃室喷出，点燃后输油圈上两个喷嘴喷出的燃油，形成中心火焰稳定区，然后火焰经过V型支柱点燃环形状火焰稳定器迥流区的混合气。
经过8.5~14秒后，在加力燃烧室内形成稳定的点火源，预燃室便自动停止工作。
②火舌点火系统：当启动加力燃烧室时，由专门的附件将附加的燃油喷入主燃烧室中的某个火焰筒内，这股附加燃油形成的火焰穿过涡轮，点燃加力燃烧室的混合气。
这种点火方式的优点是：点火能量大，高空性能好，迅速可靠，不能添加附加机构件，只要主燃烧室不熄火就总能点燃，缺点是：火舌传递路程远，流程复杂尤其在穿过多级涡轮时，受到强烈的扰动，在调试加力燃烧室时相应地要做大量的点火试验。
③催化点火系统：利用铂能吸附氧气和氢气的特性，使点火用的混合气借助铂铑丝网的催化作用，在较低的温度下点燃。
这种点火装置结构简单，重量轻，点火方便，但铂铑丝价格贵，易受污染而失效，影响其工作可靠性。
5.为什么加力燃烧室的输油圈常有主副之分？
答：加力燃烧室的供油为分圈分压式供油，当加力泵后的油压小于0.98MPa时，副油路供油，主油路关闭；加力泵后油压大于0.98MPa时，主、副油路同时供油。
故一般有主副之分。
7.为什么说高温陶瓷适合于作未来加力燃烧室材料？
答：未来先进发动机燃烧室的单位推力将比F110高70%~80%，对所用的材料也提出了更高的要求。
在推重比为15~20的发动机加力燃烧室中，火焰稳定器的工作温度是1200摄氏度左右，加力燃烧室的喷嘴也要在1530摄氏度以上的温度工作，高温陶瓷具有非常好的耐高温特性，是其他金属无可替代的。
第七章排气装置
1.尾喷管的基本类型有哪些？
答：尾喷管的基本类型有收敛形和收敛扩张两种类型。
3.带加力燃烧室发动机的尾喷管用那种类型？
答：收敛扩张形的尾喷管。
4.降噪的基本原理是什么？
答：原理：在尾喷管处做成特殊的形状，使排出的气流与周围的空气接触面积增大，减少两者的速度差，从而减少噪音。
因为实验指出，噪音强度与排气速度的8次方成正比。
可知，降低排气的速度是最有效的消音方法。
7.长外涵道双转子发动机内外涵排气混合气的功用是什么？
答：长外涵道双转子发动机内外涵排气混合器可以在发动机内完成内外涵道热的高速气流的混合过程，降低排气气流的速度，达到降噪的目的。