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一、简答题

1． 为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用？

【答案】锻压机械在一个工作周期中，工作时间很短，峰值载荷很大，安装飞轮不但可以调速，而且还利用飞轮在机械非工作时间所储存的能量来帮助克服其尖峰载荷，从而可以选用较小功率的原动机来拖动，进而达到减少投资及降低能耗的目的。

2． 为何要对平面高副机构进行“高副低代”？“高副低代”应满足的条件是什么？

【答案】为了便于对含有高副的平面机构进行分析研究，需要对平面高副机构进行“高副低代”。

“高副低代”满足的条件：

⑴代替前后机构的自由度完全相同：

（2）代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度完全相同。

3． 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。

4． 棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构及凸轮式间歇运动机构均能使执行构件获得间歇运动，试从各自的工作特点、运动及动力性能分析它们各自的适用场合。

【答案】（1）棘轮机构

特点：结构简单，制造方便，运动可靠，棘轮轴每次转过角度的大小可以在较大的范围内调节，但是工作时有较大的冲击和噪声；运动精度差；因此适用于速度较低和载荷不大的场合。

（2）槽轮机构

特点：结构简单，外形尺寸小，机械效率高，能较平稳地、间歇地进行转位，但传动中存在柔性冲击；因此适用于中速场合。

（3）不完全齿轮机构

特点：结构简单，容易制造，工作可靠，设计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可以在较大范围内变化，但有较大冲击；故适用于低速、轻载的场合。

（4）凸轮式间歇运动机构

特点：结构紧凑、运转可靠、传动平稳，转盘可以实现任意的运动规律，并能适用于高速转动，但加工精度要求高，安装调整较困难；适用于高速高精度的场合。

5． 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。

6． 在图示的凸轮一连杆组合机构中，（尺寸和位置如图所示）拟使C 点的运动轨迹为图示的曲线。试说明该机构中的凸轮1和凸轮2的轮廓线设计的方法和步骤。

图

【答案】根据题意，各个连杆及铰接点的相对位置关系已经确定，可以根据C 点的轨迹计算两凸轮推杆位移与凸轮线转角的关系，然后可按照一般凸轮设计方法确定出

而设计出凸轮1和凸轮2的轮廓线。

设计步骤：

C 点沿预定轨迹运动，（1）设在凸轮1和凸轮2等速回转的同时，此时可完全确定构件

的运动，于是可求得构件ED 和构件AG 上点F 和点G 的运动曲线，即凸轮2和凸轮1的理论廓线。

（2）根据凸轮1和凸轮2的理论廓线，并根据实际应用条件选择合适的滚子半径，便能得到凸轮1和凸轮2的实际廓线。

的运动曲线，进

二、计算分析题

7． 图示为机构的运动简图。已知转动副C 处的摩擦圆及A 、B 运动副两处的摩擦角如图示，作用原动件1上的驱动力

位置的瞬时效率。

试用图解法求：（1）所能克服的阻力之大小；（2）机构在该

图1

【答案】（1）作出各力作用线如图2（a ）所示。

（2）矢量方程:构件1:

（4）计算瞬时率：

构件2:作出力三角形。见图（b ）。 （3）作出不计摩擦时的力三角形，如图2（b ）所示。

图2