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一、简答题

1． 通过对串联机组及并联机组的效率计算，对设计机械传动系统有何重要启示？

【答案】通过对串联机组及并联机组的效率计算，得出以下结论：

只要串联机组中任一机器的效率很低，就会使整个机组的效率极低；

串联机器的数目越多，机械效率也越低；

并联机组的总效率主要取决于传递功率最大的机器的效率。

2． 何谓当量摩擦系数？它的作用是什么？

【答案】作匀速相对运动的两物体，如果其接触面为槽面，且载荷Q 不是垂直作用于其中的一面上，则这时总摩擦力（等于驱动力P ）的计算按公式

它的作用是对不同接触形状可用统一的公式求摩擦力。

3． 何谓标准齿轮？与标准齿轮相比，在变位齿轮的齿距、模数、压力角、齿顶高、齿根高、齿厚和齿槽宽中哪些参数发生变化？哪些没有变化？

【答案】标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数、齿根高系数均为标准值，且齿厚与齿槽宽相等。在变位齿轮的齿距、模数、压力角与标准齿轮相等，齿顶高、齿根高、齿厚和齿槽宽发生了变化。

4． 为什么不完全齿轮机构主动轮首、末两轮齿的齿高一般需要削减? 加上瞬心线附加杆后，是否仍需削减? 为什么？

【答案】（1）在不完全齿轮机构中，为了保证主动轮的首齿能顺利地进入啮合状态而不与从动轮的齿顶相碰，需将首齿齿顶高作适当的削减；同时，为了保证从动轮停歇在预定的位置，主动轮的末齿齿顶高也需要适当的修正。

（2）加上瞬心线附加杆后仍需要削减。在两轮上加装瞬心线附加杆后，减轻了从动轮在开始运动和终止运动时的冲击，改善了从动轮的动力特性，并不能避免首齿啮合的干涉现象，故齿高仍需削减。

5． 何谓封闭功率流? 在什么情况下才会出现? 有何危害?

【答案】在封闭式行星轮系中，可能有一部分只在轮系内部循环流动的功率称为封闭功率流。

在选用封闭式行星轮系，当其型式及有关参数选择不当时，可能会形成封闭功率流。

危害:封闭功率流将增大摩擦损失功率，降低轮系强度，对传动十分不利。

进行，称为当量摩擦系数。

6． 当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时，轴颈将作何种运动? 当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，也会发生自锁吗？

【答案】（1）外力作用在其摩擦圆之内，外力对轴颈中心的力矩小于最大摩擦力矩，轴颈发生自锁；外力作用在摩擦圆之外，则外力对轴颈中心的力矩大于本身引起的最大摩擦力矩，轴颈将加速转动；外力作用线与摩擦圆相切，则外力对轴颈中心的力矩等于本身引起的摩擦力矩，轴颈在轴承中处于临界状态，轴颈作等速转动（如果原来轴颈是转动的）或静止不动（若轴颈原本就未转动）。

（2）会，当此外力偶矩小于自身最大摩擦力矩时即发生自锁。

二、计算分析题

7． 图1为由两个齿轮1、4构成的机构。

（1）计算其自由度；（2）拆组并判断机构的级别。

图1

【答案】（1）该机构中活动构件数目根据公式可得其自由度为

（2）首先对该机构进行高副低代，可得如图2所示的机构。

图2

A 、E 处为复合铰链，其中，此时机构的自由度为

由此可进行杆组拆分，得到如图3所示的3个基本杆组。

图3

由图3可知，该机构是由三个II 级基本杆组组成，因此该机构为II 级机构。

8． 请结合下列实际设计问题，选择自己感兴趣的题目，并通过需求背景调查进一步明确设计目标和技术要求，应用本章或后几章所学知识完成相应设计并编写设计报告。

（1）结合自己身边学习和生活的需要，设计一折叠式床头小桌或晾衣架，或一收藏式床头书架或脸盆架或电脑架等；

（2）设计一能帮助截瘫病人独自从轮椅转入床上或四肢瘫痪已失去活动能力的病人能自理用餐或自动翻书进行阅读的机械；

（3）设计适合老、中、青不同年龄段使用并针对不同职业活动性质（如坐办公室人员运动少的特点）的健身机械；

（4）设计帮助运动员网球或乒乓球训练的标准发球机或步兵步行耐力训练，或空军飞行员体

，或宇航员失重训练（即能运载一人并提验混战演习训练（即给可能的飞行员各方位加一个重力）

供一个重力加速度）的模拟训练机械；

（5）设计放置在超市外投币式的具有安全、有趣或难以想像的运动的小孩“坐椅”或能使两位、四位游客产生毛骨悚然的颤动感觉的轻便“急动”坐车。

【答案】以（3）为例。

需求背景：现在，人们对于美丽、强健、性感的身体的追求日益提高。尽管今天许多先进的医疗设备能够帮助您对自己身体的渴望在某种程度上变成现实，仍然替代不了健身锻炼。科学证据逐渐证实，达到您渴望的体育健身效果最佳的方法是规则性锻炼。

图为一款跑步机的机构示意图。

图

9． 在如图所示的行星轮系中，已知各轮的齿数为

各构件的质心均在其相对回转轴线上，它们相对于质心的转动惯量为

行星轮的个数为3。