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一、简答题

1． 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。

2． 通过对串联机组及并联机组的效率计算，对设计机械传动系统有何重要启示？

【答案】通过对串联机组及并联机组的效率计算，得出以下结论：

只要串联机组中任一机器的效率很低，就会使整个机组的效率极低；

串联机器的数目越多，机械效率也越低；

并联机组的总效率主要取决于传递功率最大的机器的效率。

3． 试画出直角坐标型（图1）、球坐标型（教材图2）和关节型（教材图3）操作机的工作空间简图，并分析比较这些操作机的工作性能和适宜的作业范围。

图1

图

2

图3

【答案】（1）直角坐标型操作机工作空间范围如图3所示。直角坐标型操作机具有三个移动关节，可使手部产生三个相互独立的位移。优点是定位精度高，轨迹求解容易，计算机控制简单等；缺点是操作机本身所占的空间尺寸较大，工作范围小，操作灵活性较差，运动速度较低。

（2）球坐标型操作机工作空间范围如图3所示。球坐标型操作机具有两个转动关节和一个移动关节。优点是结构紧凑，所占空间尺寸小，相对工作范围较大，手部可获得较高的速度，但手部外伸离中心轴越远，其切向位移分辨精度越低。通常用于搬运机器人。

（3）关节型操作机工作空间范围如图3所示。关节型操作机具有三个转动关节，又有垂直关节和水平关节两种布置形式。具有结构紧凑，所占空间小，工作空间大，其中垂直关节型能绕过基座周围的一些障碍物，而水平型的在水平面具有较大的柔性，在垂直面上具有很大的刚性，对装配工作有利，但是运动直观性差，驱动控制比较复杂；是目前应用最多的一种结构形式。

图

4． 用转化轮系法计算行星轮系效率的理论基础是什么? 为什么说当行星轮系为高速时，用它来计算行星轮系的效率会带来较大的误差?

【答案】理论基础:机械中的输入功率和输出功率总有一个是己知的，所以只要能求出摩擦损失功率，就可计算出机械的效率。而机械中的摩擦损失功率主要取决于各运动副中的作用力、运动副元素间的摩擦系数和相对运动速度的大小。行星轮系的转化轮系和原行星轮系的上述三个参量除因构件回转的离心惯性力有所不同外，其余均不会改变。因而，在可以不考虑构件回转的离心力时，行星轮系与其转化轮系中的摩擦损失功率应相等。

当行星轮系为高速时，因各构件的回转速度快，所产生的离心惯性力大，不能够被忽略，所以用转化轮系法来计算行星轮系的效率会带来较大的误差。

5． 何谓机器的“运转速度不均匀系数”？机械的周期性速度波动调节的实质和方法是什么？

【答案】角速度的变化量和其平均角速度的比值来反映机械运转的速度波动程度，此比值即机械的运转速度不均勾系数。

机械的周期性速度波动调节实质是将其速度波动限制在许可的范围之内。方法是在机械系统中安装一个具有较大转动惯量的盘状零件即安装一个飞轮。

6． 由式你能总结出哪些重要结沦（希望能作较全面的分析）？

【答案】（1）为计算出飞轮的转动惯量（2

）当

（3

）由于

（4）当

与一定时，

若首先要求出最大盈亏功 降低，

则飞轮的转动惯量和与又都是有限值，就需很大，所以，过分追求均不可能为零，即安装飞轮最好将飞轮安装在机机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。 不可能为无穷大

，与一定时，

后机械运转的速度仍有周期波动，只是波动的幅度减小了而已。 的平方值成反比，所以为减小

械的高速轴上。当然，在实际设计中还必须考虑安装飞轮轴的刚性和结构上的可行性等。

7． 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。