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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． 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． 铰链四杆机构的基本形式有哪几种？

【答案】铰链四杆机构有三种基本形式：曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构。

4． 图所示为一机床工作台的传动系统。设已知各齿轮的齿数, 齿轮3的分度圆半径r3, 各齿轮的转动惯量J e 。

齿轮1直接装在电动机轴上, 故J1中包含了电动机转子的转动惯量；工

作台和被加工零件的重量之和为G 。当取齿轮1为等效构件时, 试求该机械系统的等效转动惯量

图

【答案】该机械的等效转动惯量:

根据题意又

, 可得:

, 且

, 可得:

。

代入式①得:

二、分析计算题

5． 图示为一带式运输机, 由电动机1经带传动及一个两级齿轮减速器, 带动运输带8。设已知运输带8所需的曳引力P=5500N, 运送速度轮(包括其轴承) 的效率需的功率。

图

【答案】该系统的总效率为

电动机所需的功率为

6． 节圆与分度圆、啮合角与压力角有什么区别？

【答案】(1)节圆与分度圆的区别：节圆是一对齿轮在啮合传动时两个相切作纯滚动的圆。分度圆是指单个齿轮具有标准模数和标准压力角，尺厚等于齿槽宽的圆。分度圆由齿轮的模数和齿

。带传动(包括轴承) 的效率, 每对齿

, 运输带8的机械效率。试求该系统的总效率及电动机所

数确定，在设计齿轮时已确定；节圆不仅与分度圆的大小有关，而且与一对齿轮安装时的实际中心距有关。一般情况下，节圆半径和分度圆半径不等，节圆和分度圆不重合。只有在标准安装时，才有节圆与分度圆重合。

(2)啮合角与压力角的区别：啮合角是指一对齿轮啮合时，啮合线与两个节圆公切线之间所夹的锐角，不随齿轮啮合过程而发生变化。压力角是指单个齿轮齿廓上某点所受的正压力方向与该? 点速度方向所夹的锐角，各点压力角大小不等。相啮合的一对齿轮，按标准中心距安装时，其分度圆压力角相等，且恒等于啮合角。

7． 如下图所示曲柄滑块机械(运动简图) 中,

已知构件的尺寸

活塞的质量

, 连杆的质量

, 连杆对其质心

的转动惯量

及,

曲柄每分钟转数,

。试确定连杆和活塞的惯性力。

图

【答案】曲柄的角速度为:

选择合适的比例尺

和

, 作出速度多边形及加速度多边形, 分别如图(a)、(b)所示。

图

可得:

方向为逆时针。

活塞惯性力连杆惯性力连杆惯性力矩

, 方向与, 方向与

, 方向与

相反; 相反; 相反。