2017年北京工业大学机械工程与应用电子技术学院机械原理复试之机械原理考研复试核心题库
● 摘要
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． 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项？
【答案】在计算平面机构的自由度时应注意的事项：
（1）正确计算运动的数目。
①两个以上构件同在一处以转动副相连接的复合铰链，m 个构件组成的复合铰链有（m —1）个转动副；
②若两构件在多处接触而构成转动副，且转动轴线重合; 或在多处接触而构成移动副，且移动方向彼此平行；或两构件成为平面高副，且各接触点处的公法线彼此重合，则只能算作一个运动副；
③若两构件在多处相接触而构成平面高副，且各接触点处的公法线方向彼此不重合，则只能算作一个低副。
（2）要除去局部自由度。
（3）要除去虚约束。
3． 何谓构件？何谓零件？
【答案】从运动角度看，将组成机械的每一个运动的单元体称为构件。构件可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。因此，构件是独立的运动单元。
从制造角度看，将组成机械的每一个能单独加工的单元体称为零件。因此，零件是制造的单元。
4． 什么是速度影像？什么是加速度影像？有何用途？
【答案】速度影像是指同一构件上三个点在速度矢量图上组成的图形；加速度影像是指同一构件上三个点在加速度矢量图上组成的图形。如果已知一构件上两点的速度、加速度，可利用速度影像、加速度影像来求第三点的速度、加速度。
5． 在图所示的蜗杆蜗轮机构中，已知蜗杆的旋向和转向，试判断蜗轮的转向。
图
【答案】在蜗杆蜗轮机构中，通常蜗杆是主动件，从动件蜗轮的转向主要取决于蜗杆的转向和旋向。可以用左、右手法则来确定，右旋用右手判定，左旋用左手断定。
图（a ）所示是右旋蜗杆蜗轮，
用右手四指沿蜗杆角速度
图（b ）所示是左旋蜗杆蜗轮，
用左手四指沿蜗杆角速度方向弯曲，则拇指所指方向的相逆时针方向转动。 方向弯曲，则拇指所指方向的相反方向即是蜗轮上啮合接触点的线速度方向，所以蜗轮以角速度反方向即是蜗轮上啮合接触点的线速度方向，所以蜗轮以角速度顺时针方向转动。
如果把图（b ）的蜗轮放在蜗杆下方，如图（c ）所示，则蜗轮逆时针方向转动，这说明蜗轮转向还与蜗杆蜗轮相对位置有关。
蜗杆蜗轮转动方向也可借助于螺旋方向相同的螺杆螺母来确定，即把蜗杆看作螺杆，蜗轮看作螺母，当螺杆只能转动而不能作轴向移动时，螺母移动的方向即表示蜗轮上啮合接触点的线速度方向，从而确定了蜗轮转动方向。
6． 图所示是一个光缆或电缆的收卷装置，为加快收卷辊的装卸，图中采用了快卸螺母，快卸螺母的内部结构如图b 所示你知道此螺母是如何快速装卸的吗？
图
【答案】如图所示，螺母内孔由光孔部分与螺纹部分组成。安装时，使光孔中心线与螺杆中心线重合，螺母向前推一部分距离，然后顺时针转动一定角度，使螺母中心线与螺杆轴线重合，再拧紧螺母，可以实现快速安装。同理，拆卸螺母时，先向外拧出，然后逆时针转动一定角度，
再直接取出螺母，实现快速拆卸。
二、计算分析题
7． 图1（a ）所示为无侧隙啮合开线标准直齿轮与齿条传动
针转动，其他条件如图1（a ）所示
（1）在图上作出并标明：①理论啮合线； 用双线表示）
（2）估算模数m , 估算重合度
（3）以估算的值为例，解释重合度的含义。
试求： ②实际啮合线③啮合角④齿条的节线；齿轮主动轮逆时⑤齿轮的节圆；⑥齿轮的分度圆；⑦齿轮的齿廓工作段；⑧齿条的齿廓工作段（齿廓工作段可以
图1
【答案】（1）齿轮与齿条啮合，其理论啮合线
啮合线中线夹角为齿顶圆与交点至齿条齿顶线与垂直于齿条齿廓且与齿轮基圆相切，切点交点之间的线段。啮合角为与齿条
为一极限点，另一极限点在无限远处（齿条可看作基圆直径无限大，即齿数无限多的齿轮）。实际因为是标准安装，所以齿条节线与中线重合，切于齿轮分度圆；齿轮节圆与分度圆
至齿顶圆的齿廓段，齿条齿廓工作段为过点的中线平行线与齿重合。齿轮的齿廓工作段为点
条齿廓交点至齿顶线的齿廓段。如图1（b ）所示。
图1
（2）
由
的齿轮的齿顶圆直径为