当前位置：问答库＞考研试题

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，尚处于研究实验阶段。

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． 如图所示为一具有多自由度的关节式机器人操作机及其驱动一传动系统运动简图。试分析其大臂2、小臂3及手部8运动是如何实现的? 为什么手腕机构及小臂驱动电动机5、6要安装在大臂的后端处？

图

【答案】大臂驱动电机7的转动带动齿轮6的转动，通过双联齿轮7、8带动齿轮9转动，从而实现大臂2绕固定轴的运动；小臂驱动电机6的转动带动齿轮3的转动，通过齿轮4带动双联齿轮5的转动，再通过一级链传动实现小臂3的运动；手部驱动电机5的转动通过三级链传动实现手部8的运动。

手腕机构及小臂驱动电机5、6安装在大臂的后端处，目的是减轻手臂的载荷，使得手腕部件的结构紧凑，减小其重量和体积，以利于手腕驱动传动装置的布置，提高手腕动作的精确性和装配调整的方便性。

3． 什么是机械的工作循环图? 可有哪些形式? 工作循环图在机械系统设计中有什么作用？是否对各种机械系统设计时都需要首先作出其工作循环图？

【答案】(1)机械的工作循环图是在设计机械时编制的用以表明机械在一个工作循环中各执行构件运动配合关系的循环图。

(2)工作循环图有3种形式：直线式工作循环图；圆周式工作循环图；直角坐标式工作循环图。

(3)工作循环图在机械传动系统设计中的作用：①保证各执行构件的动作相互协调、紧密配合，使机械顺利实现预期的工艺动作；②为进一步设计各执行机构的运动尺寸提供重要依据；③为机械系统的安装、调试提供依据。

(4)当机械传动系统中，各执行构件间的运动具有协调配合关系时，在设计机械时应编制出工作循环图，反之，各执行构件之间的运动是彼此独立的，则不需要编制工作循环图。

4． 既然动平衡的构件一定是静平衡的, 为什么一些制造精度不高的构件在作动平衡之前需先作静平衡？

【答案】(1)静平衡所需的设备简单、操作过程快捷, 易方便地确定出构件的偏心质量。

(2)经过静平衡后, 各偏心质量所产生的惯性力和惯性力偶矩大大减小, 可方便地控制在动平衡设备的测量范围内。经过动平衡后, 可进一步提高构件的动平衡精度。

二、分析计算题

5． 某蒸汽机-发电机组的等效力矩如图(a)所示, 等效阻力矩

均值

为3000r/min, 运转速度不均匀系数的许用值为常数, 等于等效驱动力矩的平各块面积所代表的盈亏功的绝对值如下表所示。等效构件的平均转速, 忽略其他构件的转动惯量, 试计算飞轮的等效转动惯量, 并指出最大、最小角速度出现在什么位置。

图

表

【答案】当等效力矩为机构位置函数时, 飞轮转动惯量的计算公式为

因此, 本题的关键是如何正确求出最大盈亏功[W], 其解法有以下两种:

(1)根据已知各单元面积所代表的盈亏功, 首先求出) , 见下表。

表

由此可知, b 点处

盈亏功为

(2)用能量指示图求解, 具体做法是:根据已知和所围的各块面积判断其正负(盈功为正、亏功为负) , 开始可任作一水平线为基线, 并选一交点为起始点, 然后分别按比例用垂直向量表示上述面积, 向上为正, 向下为负, 依次首尾相接, 如图(b)所示。图中最高点b 点和最低点e 点分别表示机械系统动能最高和最低时的位置, 即和对应的位置。因此, 点b 和e 间的垂直距离即相

, 由图(b)可知

与方法(1)计算结果完全相同。

将[W]代入飞轮转动惯量计算式, 可得

注意:本题的重点在于说明当等效力矩为机构位置函数时最大盈亏功[W]的概念和求法, 这是求解飞轮转动惯量的核心。

6． 已知一对直齿锥齿轮的

【答案】

分锥角：

分度圆直径：

齿顶圆直径：

齿根圆直径：

.

锥距：

齿根角：

与各交点处盈亏功的累积变化量(

即最大, e 点处最小, 与即为此系统出现与的位置。最大当于相应区间内正、负面积代数和的绝对值, 故代表最大盈亏功 。试确定这对锥齿轮的几何尺寸。