2017年河北工程大学机电工程学院812机械原理Ⅰ考研题库
● 摘要
一、简答题
1． 在什么情况下机械才会作周期性速度波动? 速度波动有何危害? 如何调节？
【答案】周期性速度波动：作用在机械上的等效驱动力矩与等效阻力矩并不时时相等，某一时段内其驱动功和阻抗功往往不相等，致使机器出现盈功或亏功，等效构件的角速度也随之上升和下降，产生速度波动。若在一个循环中等效驱动力矩作的功和等效阻力矩所作的功相等，机器动能增量为零，则等效构件的速度在一个运动循环的始末是相等的，将发生周期性速度波动。
危害：速度波动会导致在运动副中产生附加的动压力，并引起机械的振动，降低机械的寿命、效率和工作质量。
调节方法：周期性速度波动的调节方法是増加等效构件的质量或转动惯量，使等效构件的角加速度ct 减小，从而使机器的运转趋于平衡，通常用安装飞轮来实现；
对非周期性速度波动的调节是设法使驱动力矩和阻力矩恢复平衡关系，常用调速器来调节非周期性速度波动。
2． 双万向铰链机构为保证其主、从动轴间的传动比为常数，应满足哪些条件? 满足这些条件后，当主动轴作匀速转动时，中间轴和从动轴均作匀速转动吗？
【答案】双万向铰链机构为保证其主、从动轴间的传动比为常数，应满足的条件：
（1）主、从动轴和中间轴应位于同一平面之内。
（2）主、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角相等。
（3）中间轴两端的叉面应位于同一平面内。
满足以上条件后，当主动轴作匀速转动时，中间轴的转速不均匀，从动轴作匀速转动。
3． 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。
4． 由式你能总结出哪些重要结沦（希望能作较全面的分析）？
【答案】（1）为计算出飞轮的转动惯量（2
）当
（3
）由于
（4）当
与一定时，
若首先要求出最大盈亏功 降低，则飞轮的转动惯量和与又都是有限值，就需很大，所以，过分追求均不可能为零，即安装飞轮最好将飞轮安装在机机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。 不可能为无穷大
，与一定时，
后机械运转的速度仍有周期波动，只是波动的幅度减小了而已。 的平方值成反比，所以为减小
械的高速轴上。当然，在实际设计中还必须考虑安装飞轮轴的刚性和结构上的可行性等。
5． 图所示为一机床上带动溜板2在导轨3上移动的微动螺旋机构。螺杆1上有两段旋向均为右旋的螺纹，A 段的导程B 段的导程试求当手轮按K 向顺时针转动一周时，溜板2相对于导轨3移动的方向及距离大小。又若将A 段螺纹的旋向改为左旋，而B 段的旋向及其他参数不变，试问结果又将如何？
图
【答案】A 、B 均为右旋时，溜板2相对于导轨3沿K 相同方向作轴向移动，大小为：
当A 改为左旋，B 为右旋时，溜板2相对于导轨3沿K 反方向作轴向移动，大小为：
6． 造成机械振动的原因主要有哪些? 常采用什么措施加以控制？
【答案】（1）造成机械振动的原因是多方面的，主要有：
机械运转的不平衡力形成扰动力，造成机械运转的振动；
作用在机械上的外载荷的不稳定引起机械的振动；
高副机械中的高副形状误差（如齿廓误差，凸轮轮廓误差）引起的振动；
其他。如锻压设备引起的冲击振动、运输工具的颠簸摇摆等。
（2）常用的用于控制、减小设备的振动和噪声的方法有：
减小扰动，即提高机械的制造质量，改善机械内部的平衡性和作用在机械上的外载荷的波动幅度；
防止共振，通过改变机械设备的固有频率、扰动频率，改变机械设备的阻尼等；
采用隔振、吸振、减振装置。
7． 既然虚约束对机构的运动实际上不起约束作用，那么在实际机构中为什么又常常存在虚约束？
【答案】为了改善相同的受力情况，增加机构刚度或保证机构运动的顺利等目的。
8． 何谓机构的组成原理? 何谓基本杆组? 它具有什么特性? 如何确定基本杆组的级别及机构的级别？
【答案】机构的组成原理：任何机构都是可以看作是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。
基本杆组：不能再拆的最简单的自由度为零的构件组。
特性：自由度为零、不可再分。
杆组的级别的确定：杆组中包含有最多运动副的构件的运动副数目。
机构的级别的确定：机构中最尚级别基本杆组的级别。
9． 一对啮合的标准齿轮，如果不按标准中心距安装时，啮合角和压力角有什么关系？节圆和分度圆有什么关系？
【答案】一对啮合的标准齿轮，如果不按标准中心距安装时，中心距变大时，啮合角恒等于节圆压力角，大于分度圆压力角；节圆和分度圆不重合。
10．何谓机器人的自由度、灵活度和工作空间? 这些机器人的技术指标之间有无联系? 它们对机器人的工作性能及应用有什么影响？
【答案】（1）自由度是用来确定手部相对机座的位置和姿态的独立参变数的数目；灵活度是指操作机末端执行器在工作时所能采取的姿态的多少；工作空间是指操作机的工作范围，通常以手腕中心点在操作机运动时所占有的体积来表示。
（2）关系：自由度越多，越有利于工作空间的増大，有利于灵活度是增加。
（3）影响：机器人的自由度越多，就越接近于人手的动作机能，通用性越好，但结构也越复杂；灵活度越大，机器人工作时可采取的姿态数越多，机器人越灵活；工作空间越大，形状越复杂，机器人的工作能力越强，但体积越大，结构也越复杂。
二、计算分析题
11．
如图所示轮系中已知
方向如图所示。各轮转动惯量分别为
系由静止状态起动后，经过时轮1的角加速度
和角速度 求该轮轮1
上受力矩轮3
上受力矩
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