2018年东南大学交通学院915机械原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副? 试画出仿腿部机构的机构运动简图，并计算其自由度。
【答案】根据人体的身体结构和功能可知，髋关节和踝关节可视为球面副，膝关节可视为球销副。取连接大腿的身体部分为机架，仿腿部机构运动简图如图所示。
图
该机构的自由度为:。
2． 何谓质量代换法? 进行质量代换的目的何在? 动代换和静代换各应满足什么条件? 各有何优缺点? 静代换两代换点与构件质心不在一直线上可以吗？
【答案】(1)质量代换法是把构件的质量按一定条件用集中于构件上某个选定点的假想集中质量来代替的方法。质量代换法是设想把构件的质量按一定条件用集中于构件上某几个选定点的假想集中质量来代替的方法称为质量代换法。
(2)目的:质量代换法只需求各集中质量的惯性力, 无需求惯性力偶矩, 简化了惯性力的确定。
(3)动代换满足的条件:①代换前后构件的质量不变；②代换前后构件的质心位置不变；③代换前后构件对质心轴的转动惯量不变。
优点:代换后, 构件的惯性力和惯性力偶都不会发生改变；
缺点:一代换点确定后, 另一代换点位置不能随意选择, 否则会给工程计算带来不便。
(4)静动代换满足的条件:①代换前后构件的质量不变；②代换前后构件的质心位置不变。 优点:两个代换点位置均可以任一选取, 引起的误差能被一般工程接受, 常为工程上所采纳； 缺点:代换后, 构件的惯性力偶会产生一定误差。
(5)静代换时, 两代换点与构件质心必在一条直线上, 因为两代换点的质心在两代换点的连线上, 如果两代换点不与构件质心共线, 则无法满足代换前后构件的质心位置不变这个条件。
3． 图1所示的各机构中，设已知各构件的尺寸及B 点的速度t)B ，试作出其在图示位置时的速度多边形。
(a) (b)
图1
【答案】(1)图1(a)所示机构，速度多边形如图2(a)所示。
(2)图1(b)所示机构，根据瞬心的定义和三心定理构件3与构件1的绝对瞬心P13, 方向竖直向上且位于无穷远处，如图2(b)所示。而vB 水平向左，与P13B 垂直，故vE 与vC 的方向均为水平向左，大小与vB 相等。速度多边形如图2(c)所示。
(a) (b) (c)
图2
4． 何谓工业机器人? 什么是智能机器人? 机器人与一般自动控制机器有何本质的区别？
【答案】工业机器人是一种能自动定位控制并可重复编程予以变动的多功能机器。
智能型机器人具有感知和理解外部环境的能力，能够自主设定目标，规划并执行自己的动作，使自己不断适应环境的变化，是工业机器人发展过程的第三代，尚处于研究实验阶段。
机器人在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其是体现了人的智能和适应性。
二、分析计算题
5． 设已知一对斜齿轮传动的
圆整，并精确重算) 、及、及。
时其中心距为：
圆整中心距： 【答案】(1)斜齿轮的螺旋升角(初选值) ，试求a(应
修正螺旋升角：
则端面模数：
(2)计算其重合度
由(1)可得：
两齿轮的齿顶圆压力角分别为：
轴面重合度：
则总的重合度：
(3)当量齿数：
6． 图1所示为一牛头刨床的主传动机构，已知，行程速度变化系数K=2, 。 刨头5的行程H=300mm。要求在整个行程中，推动刨头5有较小的压力角，试设计此机构。
图1
【答案】由已知行程速比系数可得极位夹角：
作该机构的极限位置图，如图2所示。
根据图中几何关系可得：
由于该机构要求有较小的压力角，因此取两个极限位置压力角均为零，由几何关系计算可得：
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