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一、简答题

1． 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。 2． 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。

3． 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

4． 既然动平衡的构件一定是静平衡的，为什么一些制造精度不高的构件在作动平衡之前需先作静平衡？

【答案】（1）静平衡所需的设备简单、操作过程快捷，易方便地确定出构件的偏心质量。 （2）经过静平衡后，各偏心质量所产生的惯性力和惯性力偶矩大大减小，可方便地控制在动平衡设备的测量范围内。经过动平衡后，可进一步提高构件的动平衡精度。

5． 在计算周转轮系的传动比时，式何确定其大小和

【答案】

号?

是周转轮系所对应的转化轮系的传动比，计算公式为:

“士”号用箭头法确定，周转轮系中，m , n 两轮的轴线彼此平行，当两轮转向相同时规定其传动比为正，反之为负。

6． 简述静平衡与动平衡的联系和区别？

【答案】静平衡是离心力之和为零，动平衡不仅是离心力之和为零，而且离心力矩之和为零。静平衡转子不一定是动平衡的，动平衡转子一定是静平衡的。

中的

是什么传动比，如

二、计算分析题

7． 已知某机械的输出齿轮2在一个稳定运转周期内的阻力矩矩

为常数。试求：

（1）换算到驱动轴上的等效阻力矩（3）换算到驱动轴1上的等效转动惯量

（2）计算作用在驱动轴上的等效驱动力知

若不计其余阻力，

两齿轮对各自回转中心的转动惯量

如图1所示，驱动轴的驱动力

（4）若不安装飞轮，计算在运转周期内，驱动轴最大加速度，

图1

【答案】（1）由等效原理有：

即：

由传动比，可得等效阻力矩图如图2所示：

图2

（2）由于等效驱动力与阻力矩所作功相等即：

又阻力矩作功为： 可得：

有驱动力矩为：

（3）换算到驱动轴1上的等效转动惯量为：

代入数据即：

（4）最大加速度为：

8． 曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点? 为什么？

【答案】当机构存在极位夹角时，机构才具有急回特性。同理在曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，当极位夹角不为零时，机构便具有急回特性，此时机构的最小传动角不为零，故该机构一定无死点。