机器人学导论第4版课后答案第五章

机器人学导论第4版课后答案第五章在机械传动的系统中，摩擦是必不可少的。利用这种摩擦进行制动器运动和驱动传动，可使机械传动系统中的齿轮保持不变。此外，通过磨擦还可产生机械震动和压力。如果使驱动元件和传动件在轴上接触而摩擦时产生了热量，则会引起零部件上的油质过氧化，同时因摩擦带来的热量也会被传递到空气中去，这就是所谓的油氧化反应。油氧化反应发生时产生各种化学作用和物理效应，如：油脂氧化、氧自由基分解以及其他一些化学反应。为了降低能源消耗，人们就利用电磁铁等辅助设备进行电机和直流电弧的电磁场传播及热能的传递。同时使用电动机带动机械装置实现制动与转动（用滚动轴承代替齿轮驱动机械装置）、滑动变速等过程。

(1)润滑在机械传动系统中的作用

润滑是机械传动系统得以正常运行和保证精度的重要保证，也是重要的节能措施。在机械传动系统中，一般可分为两种类型：①摩擦式：利用轴承上的油脂润滑滚动轴承运转的方法；②滑动式：利用滑动轴承外圈与滚珠之间的摩擦力来驱动运转。摩擦式与滑动轴承摩擦力大，但传动精度高。滑动式以滑动轴承为轴心轴向进行传动，由于摩擦产生的热量可传递到空气中去。滑动式利用液体润滑元件代替了滚动轴承；滑动式同时也由润滑元件代替了滑动轴承和滚珠轴承。

(2)根据润滑与传热的关系，将滑动变速法分为()。

A.摩擦-传热：利用润滑系统中摩擦材料不产生热量，仅在零件表面形成均匀温润的油膜以增加润滑强度。

B.电弧摩擦：利用电弧来能量传递。

C.电磁力摩擦：利用电磁力来改变电动机的转速使其不停转动（转）。

D.机械滑动变速法：利用机械滑动来改变电动机和负载之间的转速。【答案】 B 【解析】根据润滑与传热关系，将滑动变速法分为摩擦-传热-滚动-制动-滑动变速法）。故本题选 B.。本题中轴承润滑与传热均起到传热传质等作用，因此不属于滑动变速法。

(3)下面我们来具体介绍一下摩擦原理中的摩擦现象是怎样发展来的：

早在18世纪，英国天文学家便发现了太阳系的中心——日心在东偏南方向上移动得很快的现象，这被认为是太阳系诞生时一个重要的物理现象。18世纪70年代初开始研究日心相对运动现象后，人们在太阳系内发现了一系列与日心相对运动有关的物体，它们被称为“行星”或“行星对”。行星对最初形成于日心西偏南方向上。在当时这一现象是一种极为普遍和罕见、且没有什么好解释的现象——日心相对运动现象本身并没有什么价值。直到19世纪80年代中期，人们才发现行星对运动中出现了一些规律：它们之间存在着很大差异；行星对没有任何规律可循。然而直到20世纪20年代末和30年代初，人们才开始把它作为行星对研究对象进行了研究工作。此外，在20世纪初发生了一系列新现象：诸如行星对、行星与星系内小天体等现象越来越普遍起来；一些被称作是“新现象”和“新理论”中涉及这一类问题范围越来越大；有关它们之间有联系或相关联现象也逐渐被发现出来。例如在关于行星对作出类似事件时会出现以下两种结论：第一种结论指出：与大天体相互联系的行星对是存在于太阳系中发生这类现象之一；第二种则认为：该现象不属于日心所引起。那么如何理解上述新方法及这些新概念？

(4)下面我们介绍摩擦学在机器人工作过程中所起到的作用。

A.摩擦学在机器人工作过程中起到的作用包括两个方面：

B.可以使齿轮不转动；

C.可以防止零件、部件之间过粘（例如在齿轮之间施加一个力);

D.使机器系统达到静止状态（例如机器能自己行走)(图2-8)。机械元件与其配合面之间有足够量以防止相互摩擦和粘结造成零件损坏。因此摩擦学在机械传动系统中具有重要作用。

(5)根据摩擦原理，要设计正确、合理、结构合理的传动机构，就必须进行合理的选型和设计。

所谓传动系统的选型和设计，就是将一个机构作为多种机构的组合体，根据传递功率需要确定输出转速的大小。因此，必须有一定的传动结构，使传递功率最大化，且不会产生轴向力及冲击.由于摩擦对运动状态具有严格的限制作用，因此选用合适的传动结构是十分重要的一方面。

但根据传递功率与传递时间关系可分为线性、非线性和不对称式三种类型。对于线性传动结构如矩形传动等来说，其输入速度与传动齿轮个数有关。即输出速度为齿轮个数乘以所对应位置上的转矩。非线性结构由于具有复杂的非平稳运动状态和较大的摩擦力、高噪声以及高负载时较差的效率和较小的热膨胀系数，因此其设计是十分困难和复杂的。