2017年长安大学机械原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 为什么渐开线齿轮机构能满足定传动比要求？
【答案】渐开线某点的法线是基圆的切线，接触点的法线必然是基圆的公切线，基圆不动，则接触点的法线固定不动，它与连心线的交点固定，所以渐开线齿轮机构能满足定传动比要求。
2． 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。
3． 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。
4． 为什么平面铰链四杆机构一般只能近似地实现给定的运动规律和轨迹？
【答案】因为平面铰链四杆机构最多只能实现五个精确位置。如给定的运动规律和轨迹要求超过五个精确位置，则平面铰链四杆机构将无法满足所有的要求。因而只能精确地满足某些位置要求，而另一些只能近似地予以满足。
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． 在用解析法进行运动分析时，如何判断各杆的方位角所在的象限? 如何确定速度、加速度、角速度和角加速度的方向？
【答案】在用解析法作运动分析时，根据方位角正弦值分子及分母的正负情况来判断各杆的方位角所在象限。首先设定杆矢的正向，将杆矢量对时间求导得到速度，若值为正，表示速度方向与杆矢正向相同，否则相反；首先设定速度的正向，将速度对时间求导得到加速度，若值为正，表示加速度方向与速度正向相同，否则相反；首先设定方位角的正向，一般为逆时针方向，将方位角对时间求导得到角速度，若值为正，表示角速度方向与方位角正向相同，否则相反；首先设定角速度的正向，将角速度对时间求导得到角加速度，若值为正，表示角加速度方向与角速度正向相同，否则相反。
二、计算分析题
7． 有一对渐开线外齿轮无侧隙啮合且具有标准顶隙，已知参数为
齿顶高系数
两轮的变位系数相等，即
（2）两齿轮的变位系数（3）两齿轮的齿根圆半径
长度，计算重合度
顶系系数
试求：
和实际啮合线
并
且属何种传动类型； 和齿顶圆半径
实际中心距
分度圆压力角啮合角
（1）两齿轮的模数m 和基圆周节
（4）按比例画出两齿轮啮合原理图，
在图上标注出理论啮合线由图上量取
（5）判断齿轮是否有根切，为什么？
【答案】（1
）由标准中心距和实际中心距的关系得：
又由：
得两齿轮的模数：
基圆周节：
（2）无齿侧隙啮合方程为：
整理并代入数据可得变位系数和：
由题知两齿轮变位系数相同，有：
可知因此属于正传动。
（3）两齿轮的齿根圆半径为：
中心距变动系数为：
齿高变动系数为：
两齿轮的齿顶圆半径为：
（4）两轮啮合原理图如图所示，可得
故重合度为：
图
（5）题中齿轮不出现根切的最小变动系数为：
可见，有根切。
8． 在图中，已知基圆半径
（1）当（2）当
现需求：
渐开线的压力角和曲率半径
时，渐开线的展角
时，渐开线的压力角及向径的值。
（摘录）
注：下为渐开线函数