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一、简答题

1． 何谓平衡力与平衡力矩? 平衡力是否总是驱动力？

【答案】与作用在机构各构件上的已知外力和惯性力相平衡的，作用在某构件上的未知外力或力矩称为平衡力或平衡力矩。

平衡力不总是驱动力。驱动力是驱动机械运动的力，平衡力与已知外力平衡，可以驱动机械运动成为驱动力，也可阻碍机械运动成为阻抗力。

2． 当电钟电压不足时，为什么步进式电钟的秒针只在原地震荡，而不能作整周回转？

【答案】图为用于电钟的棘轮机构。当电钟电压充足时，电钟可以正常地工作。当电钟电压不足时，电磁铁对摇杆的吸引力减小，不足以抵抗弹簧的阻力。因此，当电子线路给电磁铁一个电脉冲时，摇杆略微绕顺时针方向摆动，随后在弹簧力的作用下向左摆动并碰到挡铁。故步进式电钟的棘轮只能在原地=做微笑的转动，进而使秒针只能在原地振荡，而不能做整周回转。

图

3． 如图1所示为牛头刨的一个机构设计方案简图。设计者的意图是动力由曲柄1输入，通过滑块2使摆动导杆3作往复摆动，带动滑枕4往复移动以达到刨削的目的。试分析此方案有无结构

，若有，应如何修改？（试提出四种修改方案，可直接在给出图组成原理上的错误（须说明理由）

上修改）。

图1

【答案】此方案有组成原理上的错误。因为机构的自由度为零，

不能运动。该机构中

则该机构的自由度为

修改方案如图2（a ）、（b ）、（c ）、（d ）所示。

图2

4． 简要叙述三心定理的内容。

【答案】当两构件直接组成运动副时，其瞬心的位置可以很容易地通过直接观察加以确定；如果两构件没有直接连接形成运动副，则它们的瞬心位置需要用三心定理来确定。作平面平行运动的三个构件共有三个速度瞬心，它们位于同一直线上。

5． 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。

6． 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。

7． 图所示的自动定心夹紧机构中，你知道其下半部的结构有什么重要作用吗？

图

【答案】下半部的结构为一复式螺旋结构，可在一定程度上实现准确定心。通过同步调整紧定螺钉，使得螺钉在轴向有微小移动，能保证工作准确定心并夹紧。

8． 图示为一个简易的蜗杆蜗轮起重装置，当手柄如图所示转向转动时，要求重物C 上升，请问蜗杆和蜗轮的螺旋方向；并在图上标明蜗杆的螺旋方向以及蜗轮的转向。

图

【答案】蜗杆和蜗轮均为右旋，蜗轮逆时针转动。