2018年河北工业大学机械工程学院823机械原理(Ⅱ)[专业硕士]考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 如图所示为两种具有3个自由度的手腕机构，其中图a 为一偏置式手腕机构，图b 为一球形手腕机构。试分析这两种手腕机构的结构，它们是如何实现手部回转运动、俯仰运动和偏摆运动的，是否会产生“诱导运动”？
图
【答案】(a)对于偏置式手腕机构，的转动带动锥齿轮1的转动，通过双联锥齿轮
带动
锥齿轮3的转动，从而实现手部回转运动，的转动带动锥齿轮5的转动，再传到锥齿轮4上，从而实现手部俯仰运动，同时轴Ⅲ也绕轴Ⅱ转动，进而带动锥齿轮3转动，产生了“诱导运动”
；的转动带动整个手腕机构绕轴Ⅰ转动，从而实现手部偏摆运动。 (b)对于球形手腕机构，的转动带动锥齿轮1的转动，通过双联锥齿轮
带动锥齿轮3的
转动，从而实现手部回转运动；的转动带动锥齿轮5的转动，使得整个手腕机构绕轴Ⅱ转动， 从而实现手部俯仰运动，同时轴Ⅲ也绕轴Ⅱ的转动带动锥齿轮3的转动，产生了“诱导运动”；
的转动带动整个手腕机构绕轴Ⅰ转动，
从而实现手部偏摆运动，
同时轴Ⅱ的回转带动锥齿轮
的转动，进而引起锥齿轮3的转动，产生“诱导运动”。
2． 机构在什么条件下才会有哥氏加速度存在？其大小如何计算？
【答案】哥氏加速度是由于质点不仅作圆周运动, 而且也做径向运动或周向运动所产生的。当牵连运动为匀角速度定轴运动时, 会有哥氏加速度存在; 其大小为。
3． 设计机械系统方案要考虑哪些基本要求? 设计的大致步骤如何？
【答案】(1)设计机械系统方案需要考虑：执行构件的数目、运动形式和运动参数；原动件的类型及其运动参数；能量由原动机到执行构件的传递；运动形式和运动大小由原动机到执行构件的改变等，此外还应包括对整个系统的控制。
(2)设计的一般步骤：①拟定机械的工作原理；②执行构件和原动机的运动设计；③机构的选
型、变异与组合；④机构的尺寸综合；⑤方案分析；⑥方案评审。
4． 为了实现定传动比传动，齿轮的齿廓曲线应满足什么要求？
【答案】为实现定传动比传动，齿轮的齿廓曲线应满足的要求是：两齿廓任一接触点处的公法线必须与两齿轮连心线交于一定点。
二、分析计算题
5． 在如图(a)所示机构中, 己知各构件的尺寸, 原动件1的角速度叫为常数(顺时针方向) , 其速度和(c)所示。加速度多边形分别如图(b)、试求机构在图(a)所示位置时构件3上C 点的速度及加速度(要求列出必要的矢量方程式; 在图(b)、(c)上标注相应的符号, 并写出及的表达式) , 并问该机构中是否存在科氏加速度, 为什么？
图
【答案】点
为构件2、构件3上重合的点, 根据运动关系得:
由上式可得
点
、C 均为构件3上的点, 根据运动关系得:
作速度矢量多边形, 如图(a)所示, 得
图
根据加速度关系得:
作加速度矢量多边形, 如图(b)所示, 得
作
的加速度影像,
点与
点重合, 则
因为瞬时重合点加速度
之间有相对运动。
, 所以
。
为常数，主轴平均
, 且牵连运动为转动
(
) , 所以该机构中存在科氏
但是, 在图(a)所示位置时(A、B 、D 在一条直线上) ,
6． 某机组作用在主轴上的阻力矩变化曲线角速度
(1)驱动力矩
;
和最小角速度
己知，主轴上的驱动力矩
，求解:
，安装在主轴上的飞轮转动惯量
(2)最大盈亏功Amax ;
(3)稳定转动时主轴的最大角速度
。
图
【答案】(1)由平衡条件可得:
则驱动力矩为:(2)计算各点处动能:
综上所述，最大盈亏功为
.
。