2017年北京工业大学机械工程与应用电子技术学院机械原理复试之机械原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 何谓工业机器人? 什么是智能机器人? 机器人与一般自动控制机器有何本质的区别？
【答案】工业机器人是一种能自动定位控制并可重复编程予以变动的多功能机器。
智能型机器人具有感知和理解外部环境的能力，能够自主设定目标，规划并执行自己的动作，使自己不断适应环境的变化，是工业机器人发展过程的第三代，尚处于研宄实验阶段。
机器人在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其是体现了人的智能和适应性。
2． 如图1所示为牛头刨的一个机构设计方案简图。设计者的意图是动力由曲柄1输入，通过滑块2使摆动导杆3作往复摆动，带动滑枕4往复移动以达到刨削的目的。试分析此方案有无结构
，若有，应如何修改？（试提出四种修改方案，可直接在给出图组成原理上的错误（须说明理由）
上修改）。
图1
【答案】此方案有组成原理上的错误。因为机构的自由度为零，
不能运动。该机构中
则该机构的自由度为
修改方案如图2（a ）、（b ）、（c ）、（d ）所示。
图2
3． 何谓构件？何谓零件？
【答案】从运动角度看，将组成机械的每一个运动的单元体称为构件。构件可以是单一的整
体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。因此，构件是独立的运动单元。
从制造角度看，将组成机械的每一个能单独加工的单元体称为零件。因此，零件是制造的单元。
4． 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。
5． 棘轮机构除常用来实现间歇运动的功能外，还常用来实现什么功能？
【答案】棘轮机构除了常用的间歇送进功能外，其它主要功能有：制动、转位分度、超越离合。
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。
二、计算分析题
7． 四杆机构中的极位和死点有何异同？
【答案】在四杆机构中，极位和死点是机构的同一位置，即曲柄与连杆共线的位置；不同的是机构的原动件不同。机构中曲柄为原动件时出现极位，摇杆为原动件时出现死点。
8． 图1所示为一小型压力机。图中齿轮1与偏心轮
又通过偏心轮为同一构件，绕固定轴心0连续转动。在齿轮5上开有凸轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C 轴上下摆动；同时，连杆2、滑杆3使C 轴上下移动；最后，通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。
图1
【答案】该机构的运动简图如图2所示。
图2
其中，
该机构局部自由度数
则机构的自由度为
9． 图所示铰链四杆机构中，各杆的长度为
（1）当取杆4为机架时，该机构的极位夹角杆3的最大摆角变化系数K ;
（2）当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构? 为什么？并说明这时C 、D 两个转动副是周转副还是摆转副；
（3）当取杆3为机架时，又将演化成何种机构? 这时A 、B 两个转动副是否仍为周转副？ 最小传动角 试求： 和行程速度