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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． 图为一刚性转子，为两个不平衡的质量，且怎样处理才能使转子满足动平衡？

图1

【答案】

图2

3． 在精密机械中，要获得准确的微位移或匀速的极低速运动，为什么不能简单地依靠增大机械传动系统的传动比来实现? 什么是“爬行现象”？消除或减小爬行现象的主要措施有哪些？

【答案】（1）在精密机械中，要获得准确的微位移或匀速的极低速运动，如果只是简单地依靠增大机械传动系统的传动比来实现，就会出现“爬行现象”。

（2）“爬行现象”是指机构的执行构件不能紧随其原动件的运动而运动，而是时动时停，时快时慢地爬行。产生这种现象的主要原因是由于运动副元素间的摩擦力不稳定和传动构件的弹性变形所造成的。

（3）消除或减小爬行现象的主要措施：提高系统的刚度；降低运动副中的摩擦阻力；减小动、静摩擦系数的差；采用柔性铰链。

4． 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。

5． 什么是静平衡? 什么是动平衡? 各至少需要几个平衡平面? 静平衡、动平衡的力学条件各是什么？

【答案】（1）静平衡

定义：

对于轴向尺寸较小的盘类转子（宽径比

，其所有质量都可以认为在垂直）

于轴线的同一平面内，其不平衡的原因是其质心位置不在回转轴线上，回转时将产生不平衡的离心惯性力。对这种不平衡转子，只需设法将其质心移至回转轴线上，转子即可达到平衡状态。这种移动质心的平衡方法可在转子处于静止状态下进行，称为静平衡。

静平衡至少需一个平衡平面。

条件：其惯性力的矢量和应等于零或质径积的矢量和应等于零，即（2）动平衡

定义：对于轴向尺寸较大的转子（

. ），其所有质量就不能再被认为分布在同一垂直

于轴线的平面内，回转时各偏心质量产生的离心惯性力是一空间力系，将形成惯性力偶。由于这种惯性力偶只有在转子转动时才能表现出来，故需要在转子转动时达到平衡，把这种平衡称为动平衡。

动平衡至少需要两个平衡平面。

条件：各偏心质量与平衡质量所产生的惯性力矢量和为零，且其惯性力矩的矢量和也为零，

即

或者

6． 试论证渐开线齿廓能够满足定角速比要求。

【答案】如图所示

（1）过啮合点K 作两齿廓的公法线（3）根据瞬心定律，有

因此，渐开线齿廓满足定角速比要求。

与两轮连心线交于C 点；

（2）根据渐开线的性质，公法线tin 必是两基圆的内公切线；

（4）同一方向的内公切线只有一条，它与连心线的交点C 的位置是固定不变的。

图

二、计算分析题

7． （1）已知一对正常齿制的标准齿轮心距

求出齿轮2的模数

节圆直径

压力角

模数

分度圆螺旋

齿数传动比

度圆齿厚齿距P , 基节

模数分度圆直径

压力角齿顶圆直径

两轮正确安装中齿根圆直径

分

）若这对齿轮中心距变大为

试计算这时这对齿轮的啮合角角

（2）已知两只标准斜齿圆柱齿轮齿数分别为

列出这对齿轮能够正确啮合的条件。 （3）若一对齿轮的重合度齿啮合的时间各占百分之几？

间轮齿在转过一个基圆齿距的时间里，两对齿啮合和一对

【答案】（1）a ）由于啮合齿轮模数相等，因此有：

由于标准中心距为：

齿轮2的齿数为：

齿轮2的分度圆直径为：

齿轮2的齿顶圆直径为：

齿轮2的齿根圆直径为：

齿距为：