河南科技大学机械原理总结

§1－1本课程研究的对象和内容§1－2本课程的地位与作用§1－3本课程的性质与学习方法第1章绪论§1－4机械原理学科发展简述第2章机构的结构分析§2－1

机构的组成§2－2

机构运动简图§2－3

平面机构自由度的计算

*§2－4

机构的组成原理和结构分析1、杆组分析

2、高副低代1、运动副数目计算（复合铰链、重复约束）；2、局部自由度；3、虚约束；4、机构具有确定运动的条件。第3章平面机构的运动分析§3－1机构运动分析的任务、目的和方法§3－2用速度瞬心法作机构的速度分析§3－3平面机构的运动分析---相对运动图解法*§3－4平面机构的运动分析---解析法1、直接成副的两构件的瞬心；2、三心定理的应用。1、同一构件上两点间的速度和加速度关系；2、影象原理；3、组成移动副的两构件上重合点的速度与加速度。【例】已知曲柄滑块机构的位置图，1=C，试求连杆上E点的速度vE和加速度aE，并在位置图上找出连杆2上速度为零的点P及加速度为零的点P’。（写出求解思路）【例】判断下列机构是否存在哥氏加速度？

ABCDE1【例】在图示各机构中，各杆尺寸已知，1为主动件，ω1=常数。写出求解顺序,哪两个构件之间存在哥氏加速度；试列出矢量方程；作出速度图；并在存在哥氏加速度处标出哥氏加速度的方向。注意机构的特殊位置的运动分析【例】在图示机构中，已知构件1以等角速度ω1转动，试求机构在图示位置时，构件3上C点的速度vC及加速度aC。【题】图示机构中，已知各构件尺寸及ω1，ΔBCE为等腰直角三角形。试用相对运动图解法求构件3的速度v3和构件5的速度v5；并在机构图中标出构件2的角速度ω2的方向和哥氏加速度的方向。【例】在图示机构中，已知构件1以等角速度ω1转动，试求机构在图示位置时，构件3上C点的速度vC及加速度aC。【例】在图示六杆机构中，已知机构运动简图、部分速度多边形、加速度多边形以及原动件1的角速度ω1=常数，试用相对运动图解法求D的速度vD及加速度aD，构件5的角速度ω5及角加速度5。【例】图示机构中，已知lAB=lBD=lBC=lBE=lDF=lEF=20mm，1=45°，ω1=10rad/s，试用相对运动图解法求vC，vD，vE，vF，ω5，ω6。（写出求解思路）D【例】已知两机构尺寸位置如图。构件1以等角速度ω1顺时针方向转动。试求构件3的角速度ω3和角加速度3。思考题：在什么情况下，需要“构件扩大”？【题】机构如图所示，BD=DC，驱动力矩M1、阻力Q分别作用在构件1、5上。

1．用相对运动图解法求构件5的速度

2．在机构图上画出的方向并写出其大小的计算表达式。

3．若取构件1为等效构件，写出机构的等效力矩Me的表达式（各构件重力忽略不计）。【题】

机构如图a）所示，已知各构件尺寸，且BC=BE=EC，力矩M1、M5分别作用在构件1、5上。1．用相对运动图解法求构件5的角速度（要求：写出矢量方程，并分析大小和方向，写出大小的表达式）；2．在机构图上画出的方向并写出其大小的计算表达式。3．取构件1为等效构件，写出机构的等效力矩Me1的表达式（各构件的重力忽略不计）。第4章平面机构的力分析*§4-2构件惯性力的确定（自学）§4-1机构力分析的任务、目的和方法§4-3运动副中摩擦力的确定

§4-4分析平面机构的动态静力分析---图解法§4-5平面机构的动态静力分析---解析法（自学）1、摩擦系数、摩擦角、摩擦圆的概念；2、运动副中摩擦力（移动副、转动副）、总反力的求法；§4-6机械的效率1、机械效率的计算方法：2、机组的效率计算：串联、并联1、单个运动副的自锁条件：移动副：合外力作用在摩擦角之内。转动副：合外力与摩擦角相割。2、效率：3、工作阻力：§4-7

机械的自锁作图法求效率【题】图示轴颈1在轴承2中沿方向转动，F为驱动力，为摩擦圆半径。(1)试判断图A、B、C中哪个图的总反力R21是正确的？(2)针对正确图形，说明轴颈是匀速、加速、减速运动还是自锁？121212说明轴颈是匀速、加速、减速运动还是自锁？【题】图示机构，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所示，作用原动件1上的驱动力为P，Q为生产阻力。试用图解法画出各运动副的反力（注明各力的下标）。首先明确驱动力，确定构件运动方向。【题】

图示为一起重机构，设已知机构尺寸，图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ，驱动力矩为M1，起重重物为W。试在下面机构位置简图中画出各运动副中反力方向。【题】图示曲柄滑块机构中，设已知机构尺寸，图中虚线圆为摩擦圆，滑块与导路的摩擦角为φ，驱动力矩为Md，阻力为Fr。试在下面机构位置简图中画出各运动副中反力方向（必须注明力矢量的脚标）。§5－2平面四杆机构的类型和应用§5－3平面四杆机构的基本知识§5－4平面四杆机构的设计（解析法、实验法不要求）第5章平面连杆机构及其设计§5－1连杆机构及其传动特点1、铰链四杆机构的三种型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构2、平面四杆机构的演化型式1、平面四杆机构的曲柄存在条件2、急回特性：行程速比系数、极位夹角3、四杆机构的传动角和死点4、铰链四杆机构的运动连续性作图法设计：1、按给定杆的位置：置换机架、刚化搬移、作中垂线。

2、按给定的行程速比系数K设计：（1）作直角三角形外接圆法（2）导杆机构*§5－5

多杆机构简介第6章凸轮机构及其设计§6－1凸轮机构的组成、分类和应用§6－2从动件的运动规律及其选择§6－3凸轮轮廓曲线的设计（图解法、*解析法）§6－5凸轮机构基本尺寸的确定注意解题过程的前三步：理论廓线、基圆、偏置圆（或机架轨迹圆）1、基圆、偏置距与压力角的关系，注意偏置方向及凸轮转向。2、滚子半径、平底尺寸。【题】

图示两偏心圆盘凸轮机构，凸轮顺时针转动。试在图上标出：（1）凸轮由当前位置转过90°时，从动件的位移s（或角位移φ）及压力角。（2）标出从动件的行程h（或最大角位移φmax）。第7章齿轮机构及其设计§7－1齿轮机构的应用及分类§7－2齿轮的齿廓曲线§7－3渐开线齿廓的啮合特点§7－5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动§7－6渐开线齿廓的切制原理§7－8变位齿轮机构的设计计算§7－9斜齿圆柱齿轮传§7－11圆锥齿轮传动§7－10蜗杆传动§7－4渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸§7－7渐开线齿廓的根切现象注意：1、渐开线发生图（注意三角形）2、齿轮啮合图（注意两个三角形）3、变位齿轮计算的4个公式4、齿轮基本参数及尺寸公式注意零变位齿轮与标准齿轮的区别。【题】图示采用标准齿条刀具以范成法加工一渐开线标准直齿圆柱齿轮。刀具的基本参数及速度v1已知，被加工齿轮的轴心O至刀具分度线的距离为L。试求（要求啮合线的方向为“/”）：（1）在图中标出齿轮的分度圆半径r1和基圆半径rb1。（2）写出齿轮角速度ω2与齿条速度v1的关系式及齿轮齿数Z2与这两个速度的关系式。（3）该齿轮是否被根切？简单说明理由。（4）若该齿条为传动齿条，根据你所作的图说明谁主动？并在图中标出节点P、节圆r1、节线、啮合角。（5）标出实际啮合线段B1B2，判断该对齿轮能否连续传动，为什么？（有关尺寸直接从图中量取）【题】齿轮与齿条无侧隙啮合如图，试在图上画出：1．齿条节线、齿轮节圆2．啮合角

；3．实际啮合线B1B24．齿轮1齿廓上与齿条2齿廓上点a2相啮合（共轭）的点a1；5．若以该齿条为刀具范成加工齿轮，由图判断这样加工出来的齿轮是否产生根切？并说明理由。；；【题】图示一周转轮系，已知各轮齿数：z1=50，z2=30，z3=30，z4=48；各齿轮m=1mm，=20，ha*=1，c*=0.25。（1）若齿轮1、2采用标准齿轮传动，则齿轮3、4采用何种齿轮传动类型？（保证无侧隙啮合和标准顶隙）；（2）若x3=0，试计算x4。（3）用范成法加工齿轮4时是否根切？（4）齿轮2和3有什么区别？（5）计算齿轮4的齿顶圆直径da4。（6）若齿轮3、4采用标准斜齿轮传动来凑中心距（齿数不变，模数不变），计算螺旋角β。【题】已知一对渐开线圆柱齿轮传动，安装中心距a=140mm，z1=16，z2=18，m=8mm，=20，

ha*=1，c*=0.25。保证无侧隙，标准顶隙。1.若采用直齿轮，确定该对齿轮传动的传动类型。2.若取x2=0.2，齿轮1是否根切？并计算出齿轮1的齿顶圆半径；3.若采用斜齿圆柱齿轮传动，试确定出该对齿轮的螺旋角；并判断斜齿轮1是否根切。【题】已知一对渐开线圆柱齿轮传动，安装中心距a

=67mm，传动比i12=6/5,m=4mm，

=20，

ha*=1，c*=0.25。1．采用直齿轮，试设计该对齿轮传动（要求：①计算出齿轮1的齿顶圆半径即可；②齿轮2的变位系数取：x2=0）。2．若采用斜齿圆柱齿轮传动，试确定出该对齿轮的基本参数值（不计算具体几何尺寸）。第8章齿轮系及其设计§8－1齿轮系及其分类§8－2定轴轮系的传动比§8－3周转轮系的传动比§8－4复合轮系的传动比*§8－8其它形式行星齿轮传动简介*§8－6行星轮系的效率§8－7行星轮系设计中的几个基本问题§8－5轮系的功用【题】在图示轮系中，已知各轮齿数为：z1=z1=20，z2=40，

z3=60，z3=40，z2=20，z4=40，

z6=50，蜗杆5单头。试问：当n1=900r/min方向如图转动时，求蜗轮6的转速n6的大小和方向(标在图上)。八、（12分）图示轮系，已知试求n6的大小和方向。【机械原理模拟试题1】十一、（10分）图示轮系中，已知z1=24、z1=30、z2=96、z3=90、z3=100，z4=80、z4=40，z5=50、z5=1，z6=100、n1=300r/min，转向如图所示，试计算蜗轮6的转速n6，并将转向标在图上。【机械原理模拟试题2】【题】图示轮系，已知z1=1，z2=50，z3=z4=z5=z6=30，z7=60，z8=z9=15，

n1=1000r/min（方向如图）。求nH的大小和方向（说明方向并标在图上）。【题】在图示轮系中，已知各轮齿数为：z1=30，z2=20，

z2=40，

z4=50，z4=100，蜗杆5单头（右旋）。试问：当n1=13r/min，n5=240r/min方向如图，求转速nH的大小和方向(必须标在图上)。【例】在图示轮系中，已知n1=1440r/min，各轮齿数为：z1=

z2=20，

z3=60，z4=90，

z5=210，求n3。副周转轮系主周转轮系§10-1

作用在机械上的力与机械的运转§10-2

机械系统的等效力学模型*§10－3机械系统在外力作用下的真实运动规律第10章机械的运转及其速度波动的调节§10－4机械系统速度波动的调节1、等效转动惯量Je（me）、等效力矩Me（Fe）的计算：

等效构件的动能=所有构件的动能之和；