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一、简答题

1． 何谓构件? 何谓运动副及运动副元素? 运动副是如何进行分类的？

【答案】构件是由一个或者多个零件刚性连接而成的独立运动的单元体，它是组成机构的基本要素之一。

运动副是由两构件直接接触而组成的可动的连接；运动副元素是两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。

运动副的分类：

根据运动副引入的约束的数目可分为：I 级副、II 级副、III 级副、IV 级副和V 级副；

根据构成运动副的两构件的接触形式可分为：高副和低副；

根据构成运动副的两构件之间的相对运动形式可分为：转动副或回转副（也称铰链）、移动副、螺旋副、球面副等；还可分为平面运动副和空间运动副。

2． 既然动平衡的构件一定是静平衡的，为什么一些制造精度不高的构件在作动平衡之前需先作静平衡？

【答案】（1）静平衡所需的设备简单、操作过程快捷，易方便地确定出构件的偏心质量。 （2）经过静平衡后，各偏心质量所产生的惯性力和惯性力偶矩大大减小，可方便地控制在动平衡设备的测量范围内。经过动平衡后，可进一步提高构件的动平衡精度。

3． 在确定行星轮系各轮齿数时，必须满足哪些条件，为什么?

【答案】（1）尽可能近似地实现给定的传动比。

（2）满足同心条件:三个基本构件的回转轴线必须在同一直线上，即保证行星轮系能够正常运转。

（3）满足均布安装条件:使各行星轮能均布装配。

（4）满足邻接条件:相邻两行星轮中心距大于两轮齿顶圆半径之和，即保证相邻两行星轮不致相互碰撞。

4． 图所示为一双向超越离合器，当其外套筒1正、反转时，均可带动星轮2随之正、反转。试问，当拨爪4以更高的速度正、反转时，星轮2将作何运动？

图

【答案】当拨爪4以更高的速度正转，将通过圆轮推动星轮2高速回转，此时圆轮也滚到空隙的大端，星轮可以以较高的速度自由转动。外套筒反转时，当拨爪4以更高的速度反转，星轮2也可以以较高的速度自由转动，实现双向超越离合。

5． 简要叙述三心定理的内容。

【答案】当两构件直接组成运动副时，其瞬心的位置可以很容易地通过直接观察加以确定；如果两构件没有直接连接形成运动副，则它们的瞬心位置需要用三心定理来确定。作平面平行运动的三个构件共有三个速度瞬心，它们位于同一直线上。

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． 试计算图1所示各机构的自由度。图为齿轮一连杆组合机构；图b 为凸轮一连杆组合机

；图c 为一精压机构。并问在图d 所示机构中，齿轮3、构（图中D 处为铰接在一起的两个滑块）

5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同，为什么？

图1

【答案】（a

）该机构自由度

（b ）B 、E 两处的滚子为局部自由度，因此机构自由度为：

（c ）经分析可知，该机构的运动通过ABCDE 即可实现，其余部分为虚约束。因此去除虚约束部分后，该机构

（d ）该机构的自由度为自由度为：

齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目不同，因为齿轮3、5啮合中心距不变，为一个高副，而齿条7与齿轮5中心距变化在齿的两侧面保持接触，故为两个高副。