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一、简答题

1． 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。

2． 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。

3． 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。

4． 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。

二、分析计算题

5． 试计算如图1所示机构的自由度，若以构件AB 为原动件，该机构是否具有确定的运动？阐述其原因。分析它是几级机构，并拆成基本杆组。

图1

【答案】(1)机构自由度

题图中所示机构中，C 处为复合铰链，F 处滚子绕自身的转动为局部自由度。去除局部自由度后，机构中有活动构件数目:该机构的自由度:

(2)以构件AB 为原动件时，机构中原动件数目等于机构自由度，则该机构有确定运动。

(3)将该机构进行高副低代，得到机构简图如图2所示:

图2

取AB 为原动件时，可拆除杆组如上右图所示，得到一个III 级杆组和一个II 级杆组，故此时该机构为III 级机构。

6． 图示轮系中，蜗杆1为左旋，各轮齿数分别为, ，

写出轮系传动比i17的表达式，并确定7的转向(写出转向判别过程

)

图

【答案】取向上为正方向。

该复合轮系由三部分组成:

(1)由轮组成的定轴轮系，其传动比:

根据箭头法易知轮4与轮2的转向相反。

(2)由轮及系杆组成的差动轮系，其转化轮系的传动比为:

其中，轮6为固定轮，有:，可得:

结果为正，表明系杆H

与轮

(3)由轮转向相同。 及系杆//组成的差动轮系，有:

即有:

从而有:

结果为正，说明轮4与轮7转向相同。

由上面的结果可得:

方向:已知蜗杆左旋，根据左手法则可知蜗轮在接触点的圆周速度为垂直于纸面向里，因此蜗