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一、简答题

1． 何谓当量摩擦系数？它的作用是什么？

【答案】作匀速相对运动的两物体，如果其接触面为槽面，且载荷Q 不是垂直作用于其中的一面上，则这时总摩擦力（等于驱动力P ）的计算按公式

它的作用是对不同接触形状可用统一的公式求摩擦力。

2． 机器人学与哪些学科有密切的关系? 机器人学的发展对机械学科会产生什么影响？

【答案】机器人学与生物学、力学、机械学、电气液压技术、自控技术、传感技术和计算机等学科有密切联系。随着现代技术和工业生产自动化的不断快速发展，机器人的应用越来越多。而机器人学是机器人的主要基础理论和关键技术，也是现代机械原理研究的主要内容。随着机器人学的发展，机械学科将逐渐涵盖多学科的相关知识，成为一门综合性学科。

3． 何谓机构的动态静力分析? 对机构进行动态静力分析的步骤如何？

【答案】动态静力分析是指将惯性力视为一般外力加于相应构件上，再按静力学分析的方法进行分析。其分析步骤如下：

（1）对机构作运动分析以确定各构件的角加速度和质心加速度，求各构件的惯性力；

（2）对机构进行拆杆组，如有高副，应先进行高副低代；

（3）从外力全部已知的构件组开始分析，逐步推算出未知构件；

（4）对机构进行动态静力计算，求出运动副反力和平衡力的变化规律。如需考虑摩擦，可采用逐次逼近的方法。

4． 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。

5． 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。

第 2 页，共 52 页 进行，称为当量摩擦系数。

6． 机构组成原理是什么？

【答案】任何机构都可以看成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。

7． 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。

8． 铰链四杆机构的基本形式有哪几种？

【答案】铰链四杆机构有三种基本形式：曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构。

二、计算分析题

9． 一蜗杆传动，蜗轮端面模数面模数传动比 单头蜗杆的直径蜗轮齿数求蜗杆轴【答案】由两蜗轮蜗杆正确啮合条件可知，蜗轮端面模数与蜗杆轴面模数相等，因此有：

由两者齿数比，即可求得传动比为：

10．如图所示为按

的阻力矩的大小和方向。 画的机构运动简图，滑块3为原动件，驱动力各转动副处的摩擦圆如图所示，滑块与导路之间的摩擦角试求在图示位置，构件AB 上所能克服【答案】首先确定各个运动副中的反力的方向如图所示。选取构件3为分离体，再选取力比例尺作出其力多边形，如图所示。

构件2为二力杆，所以

最后得构件AB 上所能克服的阻力矩

阻力矩 的大小为：

的方向为逆时针方向，如图所示。

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图

11．可折叠式座椅的机构简图如图所示。已知

II 位置为折叠位状态，

此时若图示I 位置为展开状态，

此时试设计此机构。

图

【答案】由图中可以看到，I 位置时HK 杆的上端已经与椅背接触，即. 角不能再大，故可以推出AB 与BC 为伸直共线位，则铰链C 必在A 、B 连线的延长线上，若令C 点位于HK 上，

为求铰链点D 的位置，首先分析已知条件：已知铰链点A 、B ，

，且固定铰链A 、B 给定。故此设计命题变为：给定固

与的转位点1

处，则连线的中垂线上。考虑到实际应用，

为满足设计命题的四杆机构在I 位置则可确定铰链点C 的位置置若将椅背看作固定件，则A 、B 为两固定铰链，BC 、AD 为连架杆。现已知连架杆BC 的两个位

又知AD

两位置间夹角为点应位于定铰链A 、B 位置，连架杆BC 长度并给出两连架杆的两组角位置，求连架杆CD 上的铰链点D 。可利用刚化反转法求D

点。将点选在中垂线与I 位置线的交点

时的机构简图。

12．图1所示为肘杆式夹钳，设所有转动副的摩擦圆半径均为

调整螺丝为右旋螺纹。

（1）画出机构在图示位置各个运动副反力的方向。

（2）如何确定力F 和力Q 大小之间的关系。

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为驱动力，Q 为钳口剪力。