2017年西南交通大学理论力学、机械原理之机械原理考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 为什么作往复运动的构件和作平面复合运动的构件不能在构件本身内获得平衡，而必须在基座上平衡？机构在基座上平衡的实质是什么？
【答案】对于机构中作往复运动或平面复合运动的构件，其各运动构件所产生的惯心力往往难以捕捉，其所产生的惯性力无法在构件本身上平衡。当机构运动时，其各运动构件所产生的惯性力可以合成为一个通过机构质心的总惯性力和一个总惯性力偶矩，这个总惯性力和总惯性力偶矩全部由基座承受，可设法平衡此总惯性力和总惯力偶矩，所以作往复运动的构件和作平面复合运动的构件不能在构件本身内获得平衡，而必须在基座上平衡。
机构在基座上平衡的实质就是消除机构在基座上引起的动压力，设法平衡这个总惯性力和总惯性力偶矩，使作用于机构的总惯性力F1和总惯性力偶矩M 分别为零。
2． 图示为一个简易的蜗杆蜗轮起重装置，当手柄如图所示转向转动时，要求重物C 上升，请问蜗杆和蜗轮的螺旋方向；并在图上标明蜗杆的螺旋方向以及蜗轮的转向。
图
【答案】蜗杆和蜗轮均为右旋，蜗轮逆时针转动。
3． 何谓周期性速度波动？其产生的原因是什么？用什么方法加以调节？能否完全消除周期性速度波动？
【答案】机械在稳定运转时，通常由于驱动力与阻力的等效力矩或（和）机械的等效转动惯量的周期性变化所引起的主动轴角速度的周期性波动。
产生的原因是等效力矩、等效转动惯量呈周期性变化。可以用加飞轮的方法加以调节。但是不能完全消除周期性速度波动。
4． 在计算行星轮系的传动比时，式
【答案】在计算行星轮系的传动比时，式星轮系，且固定轮为n 时，才是正确的。
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只有在什么情况下才是正确的?
只有在所研究的轮系为具有固定轮的行
5． 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。
6． 为什么不完全齿轮机构主动轮首、末两轮齿的齿高一般需要削减? 加上瞬心线附加杆后，是否仍需削减? 为什么？
【答案】（1）在不完全齿轮机构中，为了保证主动轮的首齿能顺利地进入啮合状态而不与从动轮的齿顶相碰，需将首齿齿顶高作适当的削减；同时，为了保证从动轮停歇在预定的位置，主动轮的末齿齿顶高也需要适当的修正。
（2）加上瞬心线附加杆后仍需要削减。在两轮上加装瞬心线附加杆后，减轻了从动轮在开始运动和终止运动时的冲击，改善了从动轮的动力特性，并不能避免首齿啮合的干涉现象，故齿高仍需削减。
二、计算分析题
7．
单缸四冲程发动机近似的等效输出转矩
等效阻力矩
要求运转速度不均匀系数
（1）等效阻力矩（2）稳定运转时
（3）最大盈亏功
和
试求： 的位置及大小；
如图
所示。主轴为等效构件，
其平均转速
为常数。飞轮安装在主轴上，除飞轮以外其他构件的质量不计，
的大小和发动机的平均功率；
（4）在主轴上安装的飞轮的转动惯量
（5）欲使飞轮的转动惯量减小1/2，仍保持原有的值，应采取什么措施？
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图
【答案】（1）由于
为常数，根据周期性速度波动的特点，在一个运动周期内驱动力所做的
功等于阻抗力所做的功，于是
主轴的平均角速度为则发动机的平均功率为（2）画能量指示图，如图
位于
与
的交点
斜线部分
的方程为
当
即
时，有
发生在C 点，即又当
时，有
（5）要减小飞轮的转动惯量，
可把飞轮安装在转速为
的高速轴上。
处。
所示，可以看出最大速度及最小速度出现的位置。
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