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一、简答题

1． 如图所示为一机床上带动溜板2在导轨3上移动的微动螺旋机构。螺杆1上有两段旋向均为A 段的导程右旋的螺纹，

B 段的导程

。试求当手轮按K 向顺时针转动一周时，

溜板2相对于导轨3移动的方向及距离大小。又若将A 段螺纹的旋向改为左旋，而B 段的旋向及其他参数不变，试问结果又将如何？

图

【答案】A 、B 均为右旋时，溜板2相对于导轨3沿K 相同方向作轴向移动，大小为：

当A 改为左旋，B 为右旋时，溜板2相对于导轨3沿K 反方向作轴向移动，大小为：

2． 图所示为计算机的光盘驱动装置。光盘作定轴匀速转动，而激光头需沿光盘的径向作微动进给运动。激光头支架用平行双圆柱导轨导向，为使激光头运动灵活轻快，在结构上采用了如下措施:左边导轨为螺旋副，而右边导轨为点接触高副；用来驱动支架移动的螺旋副中的螺母采用簧片压螺旋瓦块的结构(A向图，图中螺旋瓦块为螺母的一部分，被簧片压在螺杆上，可消去螺纹间的侧向间隙）。试分析该激光头驱动机构中是否存在虚约束。

图

【答案】该激光头驱动机构中存在两处虚约束。

支架采用平行双导轨，支架与导轨形成的两个运动副导路互相平行，只有一个运动副对机构

的运动起实际约束作用，存在虚约束；驱动支架移动的螺旋副当中，两个螺旋瓦块与左导轨构成的螺旋副导路重合，只有一个运动副对机构的运动起实际约束作用，引入了虚约束。

3． 图所示为某水库升船机的大型安全制动器，其制动轮直径D=5600mm，制动力

矩

。该机构是一个常闭式(在重力G 的作用下) 多自由度机构，在外力F 的作用下解

除制动。为使两制动瓦均能可靠地离开制动轮，设置了面个限位挡块

试计算该机构的自由

度(计算时不考虑制动轮) ，并说明为什么该装置要用多自由度机构，其目的何在？

图

N 处为复合铰链，该机构的自由度为:

.

重力G 发生作用时，两边的制动瓦与制动轮接触，限制了两个自由度；同理F 发生作用时，【答案】在该机构中，

两边的制动瓦离开制动轮，与两侧的限位挡块接触，限制了两个自由度，又由于机构本身运动需要一个自由度，因此为了使该制动器能有效的制动和解除制动，该装置需要3个自由度。

4． 图所示为一转盘驱动装置。1为电动机, 额定功率为, 额定转速为转动惯量

2为减速器, 其减速比

为齿轮传动

, 转盘5的转动惯量

齿轮传动折算到电动机轴上的等效转动惯量作用在转盘上的阻力矩为多少度？

提示:电动机额定转矩

. 电动机的起动转矩

, 并近似当作常数。

, 该装置欲采用点动(每次通电时间约

, ,

减速器和

；

传动装置及电动机折算到电动机轴上的阻力矩为

) 作步进调整, 问每次点动转盘5约转过

图

【答案】取电机轴为等效构件, 则等效转动惯量:

其中:代入数据得:

通电传动阶段的等效阻力矩:根据题意, 起动转矩:根据能量守恒:积分可得:又故在

,, 积分得:

时, 电机轴转过的角度

:

。

即

断电停车阶段的等效力矩:停车时间:

在此过程中电机轴转过的角度:此时电机轴共转过的角度:则每次点动时转盘5转过的角度:

二、分析计算题

5． 图1所示为一汽车雨刷机构。其构件1绕固定轴心A 转动, 齿条2与构件1在B 点处铰接, 并与绕固定轴心D 转动的齿轮3啮合(滚子5用来保证两者始终啮合) , 固连于轮3上的雨刷作往复摆动。设机构的尺寸为1AB=18mm, 轮3的分度圆半径r3=1CD=12mm, 原动件1

以等角速度

顺时针回转, 试以图解法确定雨刷的摆程角和图示位置时雨刷的角速度。

图1

【答案】(1)

求雨刷的摆程角

C1、C2分别为分别作出曲柄AB 在极限位置AB1和AB2时的机构运动简图, 如图2(a)所示。两位置时齿条与齿轮分度圆的切点, 即接触点。