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2017年四川大学机械原理考研复试核心题库

  摘要

一、简答题

1. 何谓工业机器人? 什么是智能机器人? 机器人与一般自动控制机器有何本质的区别?

【答案】工业机器人是一种能自动定位控制并可重复编程予以变动的多功能机器。

智能型机器人具有感知和理解外部环境的能力,能够自主设定目标,规划并执行自己的动作,使自己不断适应环境的变化,是工业机器人发展过程的第三代,尚处于研宄实验阶段。

机器人在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其是体现了人的智能和适应性。

2. 双万向铰链机构为保证其主、从动轴间的传动比为常数,应满足哪些条件? 满足这些条件后,当主动轴作匀速转动时,中间轴和从动轴均作匀速转动吗?

【答案】双万向铰链机构为保证其主、从动轴间的传动比为常数,应满足的条件: (1)主、从动轴和中间轴应位于同一平面之内。 (2)主、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角相等。 (3)中间轴两端的叉面应位于同一平面内。

满足以上条件后,当主动轴作匀速转动时,中间轴的转速不均匀,从动轴作匀速转动。

3. 何谓当量摩擦系数?它的作用是什么?

【答案】作匀速相对运动的两物体,如果其接触面为槽面,且载荷Q 不是垂直作用于其中的一面上,则这时总摩擦力(等于驱动力P )的计算按公式

它的作用是对不同接触形状可用统一的公式求摩擦力。

4. 何谓最小阻力定律? 试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。

【答案】如果机构的原动件数目小于机构的自由度,机构的运动将不完全确定。这时机构的运动遵循最小阻力定律,即优先沿阻力最小的方向运动。例如,空调水系统冷热水循环泵的变转速运行即运用了最小阻力控制,它是根据空调冷热水循环系统中各空调设备的调节阀开度,控制冷热水循环泵的转速,使这些调节阀中至少有一个处于全开状态。

5. 为什么槽轮机构的运动系数k 不能大于1?

【答案】当主动拨盘回转一周时,槽轮的运动时间与主动拨盘转一周的总时间(之比,称为槽轮机构的运动系数,即

又因为槽轮为间歇运动机构,则

所以槽轮机构的运动系数&不能大于1。

进行,

称为当量摩擦系数。

6. 在什么情况下机械才会作周期性速度波动? 速度波动有何危害? 如何调节?

【答案】周期性速度波动:作用在机械上的等效驱动力矩与等效阻力矩并不时时相等,某一

时段内其驱动功和阻抗功往往不相等,致使机器出现盈功或亏功,等效构件的角速度也随之上升和下降,产生速度波动。若在一个循环中等效驱动力矩作的功和等效阻力矩所作的功相等,机器动能增量为零,则等效构件的速度在一个运动循环的始末是相等的,将发生周期性速度波动。

危害:速度波动会导致在运动副中产生附加的动压力,并引起机械的振动,降低机械的寿命、效率和工作质量。

调节方法:周期性速度波动的调节方法是増加等效构件的质量或转动惯量,使等效构件的角加速度ct 减小,从而使机器的运转趋于平衡,通常用安装飞轮来实现;

对非周期性速度波动的调节是设法使驱动力矩和阻力矩恢复平衡关系,常用调速器来调节非周期性速度波动。

二、计算分析题

7. 如图所示为一回转体,

其上有不平衡质量

与x 轴正向的夹角分别为

上应加的平衡质径积

的大小和方位。

与转动轴线的距离分别为

试计算在

两校正面

【答案】各不平衡质径积:

将两不平衡质量向在P 平面中:

在Q 平面中:

两平衡基面上分解,则

设表示与X 轴正向的夹角,根据平衡条件在P 面上:

得到:

故在平面P 上的平衡质量: 大小:

方位:与X 轴正向夹角在Q 面上:

故在平面Q 上的平衡质量: 大小:

方位:与x 轴正向夹角

8. 齿轮为什么要进行变位修正? 齿轮正变位后和变位前比较,参数

作何变化?

【答案】(1)标准齿轮传动存在诸多不足: ①要求齿轮齿数

否则会发生根切;

时,无法安装,

时,

②标准齿轮不适用于中心距不等于标准中心距a 的场合,会产生过大的齿侧间隙,影响传动的平稳性,且重合度也会降低;

③标准齿轮啮合传动中,由于小齿轮齿廓渐开线的曲率半径较小,齿根厚度较薄,参与啮合次数较多,强度较低,影响整个齿轮传动的承载能力。

(2)为了改善标准齿轮传动的不足,就需突破标准齿轮的限制,对齿轮进行必要的修正。 齿轮正变位后,没有发生改变的量有: 的量有:

9. 如图所示铰链四杆机构中,已知置

作用在CD 的中点E

,

试求各运动副中的反力以及应加于构件1的平衡力矩

增大的量有:

减小

时,BC 在水平位

作用在构件3的力偶矩