机械原理复习

《机械原理》总复习第二章平面机构的结构分析第三章平面机构的运动分析

第八章平面连杆机构第九章凸轮机构第十章齿轮机构第十一章轮系第十二章其它常用机构第六章机械的平衡第七章机械的运转及速度波动的调节2023/2/31、填空2、问答3、作图题4、计算题5、设计题2023/2/3考试题型1一、简答题：（本题共4小题，每题5分，共20分）小知识点：填空或简答的方式，如周转轮系分为哪两种？推杆有几种运动规律?大题：1、自由度的计算2、轮系的计算3、平衡和调速4、齿轮参数计算5、凸轮的设计

6、平面四杆机构的设计

2023/2/3题2－16(a)F=3n－2PL－PH－=1=3×4－2×512023/2/3

例：图示为龙门刨床工作台的变速机构，J、K为电磁制动器，设已知各轮的齿数，求J、K分别刹车时的传动比i1B。3=3'=60,1=5=30JA33’1254KB解1)刹住J时

1－2－3为定轴轮系定轴部分：

i13＝ω1/ω3周转部分：iB3’5＝(ω3’-ωB)/(0-ωB)连接条件：

ω3＝ω3’联立解得：B－5－4－3’为周转轮系3－3’将两者连接＝-z3/z1=1-ω3′/ωBJ=-z5/z3’=-32023/2/3A33’1254KB2)刹住K时(3=3'=60,1=5=30)A-1－2－3为周转轮系1周转轮系1：

iA13＝(ω1-ωA)/(0-ωA)周转轮系2：iB53’＝(ω5-ωB)/(0-ωB)连接条件：

ω5＝ωA

联立解得：总传动比为两个串联周转轮系的传动比的乘积。B－5－4－3’为周转轮系25－A将两者连接＝-z3/z1＝-z3′/z5

＝i1A·

i5BJKB5Ai1Ai5B作业：11-16，11-17=92023/2/3习题：已知某机组作用在主轴上的阻力矩变化曲线如图所示，驱动力矩为常数，主轴的平均角速度为：ωm=25rad/s,不均匀系数δ＝0.02，求⑴驱动力矩；⑵最大盈亏功Wmax；⑶安装在主轴飞轮的转动惯量J；⑷主轴最大转速和最小转速在图中的位置及大小。Mr2πφN-mπ5π/403π/4π/2π/47π/43π/21005002023/2/3解：1)求Md,在一个循环内，Md和Mr所作的功相等，于是：作代表Md的直线如图。2πMd＝100×2π＋400×（π/4）×2解上式得Md＝200NmMr2πφN-mπ5π/403π/4π/2π/47π/43π/2100500Md2023/2/32)求WmaxMr2πφN-mπ5π/403π/4π/2π/47π/43π/2100500MdW1＝100×π/2＝＋50π；200W2＝300×π/4＝－75πW3＝100×π/2＝＋50π；W4＝300×π/4＝－75πW5＝100×π/2＝＋50π。作能量指示图WmaxWmax＝100πNm2023/2/33)求JF由能量指示图可知：Mr2πφN-mπ5π/403π/4π/2π/47π/43π/2100500Md200Wmax在π/2处有最大转速；在3π/2处有最小转速。⑷主轴最大转速和最小转速在图中的位置。2023/2/32023/2/310-26、550902023/2/326026025026046045026026023542326015.757.857.852023/2/3sS’位移=s-s’α步骤：1、理论廓线2、基圆3、偏心圆4、根据题目要求作图注意：位移从基圆量起！基圆在理论廓线上！压力角也在理论廓线上标注！导轨方向与偏心圆相切！sα注意！位移从基圆量起基圆在理论廓线上压力角也在理论廓线上标注导轨方向与偏心圆相切红色的圆一定要画，否则O1怎么出来的？步骤：1、理论廓线2、基圆3、偏心圆4、根据题目要求作图o1习题课例1：图示为一偏心圆盘凸轮机构，转动中心在A点，几何中心在O点，求：⒈画出此凸轮机构的基圆、偏心圆、行程H。⒉用作图法画出凸轮从图示位置转过90°时，从动件的位移及压力角。OABωHα90°画基圆画偏心圆位移：s=s1-s2s1s22023/2/3例2：图示为一偏心圆盘滚子从动件凸轮机构，转动中心在A点，几何中心在O点，求：⒈画出此凸轮机构的基圆、理论轮廓曲线。⒉用作图法画出凸轮的行程H，机构在图示位置时的压力角α。OAωBHα画基圆画理论轮廓曲线2023/2/3例3：图示为偏置直动从动件盘形凸轮机构，凸轮为偏心圆，转动中心在A点，几何中心在O点，试用反转法原理在图中作图并标出：⒈凸轮从图示位置与从动件B点接触转至在C点接触时的凸轮转角δ。⒉画出机构在图示位置时的压力角α。⒊从动件与凸轮在C点接触时的位移S。δα＝0°S画偏心圆画基圆OABωC2023/2/3例4：图示凸轮机构中，凸轮轮廓线为一完整的圆，转动中心在A点，几何中心在O点，试用反转法原理在图中画出并标出：⒈从动件从最低位置移动至图示位置时凸轮转角Δ。⒉画出机构在图示位置时的压力角α及从动件的位移S。OABωB1B1为从动件处于最低位置δαS画基圆画偏心圆Δ=360°－δ2023/2/3例5：图示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知AB段为凸轮的推程轮廓曲线：⒈标出图示位置凸轮机构的压力角α。⒉标出推程运动角φ。⒊画出从动件的升程H。Oωr0AB画偏心圆αφH2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/33a4AbBC偏置曲柄滑块机构eαγ3a4AbBC偏置曲柄滑块机构eγminγ思考题8-10:φ在曲柄滑块机构中,如果曲柄是主动件，滑块是从动，那么连杆BC和导路的夹角就是压力角，

γ=90°－α.αmax和γmin,出现在曲柄AB与机架共线的位置.2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3END

勤奋耕耘、好好复习。预祝大家取得好收获！2023/2/3第二章平面机构的结构分析机器(machines)

、机构(mechanisms)

、机械(machinery)、原动件(drivinglink)、从动件(drivenlink)、机架(frame)、运动副(kinematicpairs)、高副(highpair)、低副(lowerpair)、转动副(revolutepair)(回转副)、移动副(slidingpair)。自由度(DegreeoffreedomofmechanismorDOF)

、约束(constraints)等。

一、基本概念：

二、机构运动简图定义；运动副、构件(link)

、常用机构表达方法；平面机构运动简图的绘制。2023/2/3

五、机构的组成原理及其结构分类：基本机构(basicmechanism)；基本杆组(Assurgroups)。

四、机构具有确定运动的条件：机构的原动件数等于机构的自由度数(自由度大于零)

三、平面机构自由度的计算：F＝3n－2PL－PH注意：复合铰链(compoundhinge)、局部自由度(passiveDOF)

、虚约束(redundantconstraint)的判断及处理。2023/2/3题2－16(a)F=3n－2PL－PH－=1=3×4－2×512023/2/32023/2/3F=3n－2PL－PH－=1=3×7－2×1002023/2/3取构件AB为原动件时，是II级机构2023/2/3取构件EG为原动件时，是III级机构2023/2/3二、矢量方程图解法：瞬心的定义、绝对速度瞬心(absoluteinstantcentre)

、相对速度瞬心(relativeinstantcentre)、瞬心数的确定(numberofinstantcentre)

、瞬心的求解（直接观察法(directtoobservethemethod)

、三心定理(theoremofthreecentres)

及应用(applications)

。一、速度瞬心法：第三章平面机构的运动分析⒈同一构件上两点速度和加速度之间的关系(relationofthevelocityandtheaccelerationbetweentwopointsinthesamelink)速度多边形(或速度图解)(velocitypolygon)加速度多边形(或加速度图解)(accelerationpolygon)2023/2/32.两构件重合点的速度及加速度的关系解题关键：⑴以作平面运动的构件为突破口，基准点和重合点都应选取该构件上的铰链点，否则已知条件不足而无法求解。2023/2/32.判断哥式加速度(Coriolisacceleration)的存在及其方向判断下列几种情况取B点为重合点时有无ak

无ak

无ak

有ak

有ak

有ak

有ak

有ak

有ak

B123B123B1231B23B123B123B123B123

2023/2/3解一:VG=ω2×AG=ω4×GDω4=ω2×AG/GD过F点作FE⊥BC(延长线)，交BC于E点，VEminVC=ω4×CD＝ω3×CFω3=ω4×CD/CFVE=ω3×EF3412BCDA15°P23P34P41P21P31P24Eω2FGEx3-62023/2/3平面四杆机构曲柄摇杆机构(crank-rocker)第四章平面连杆机构及其设计平面连杆机构的基本形式是平面四杆机构。一、平面连杆机构的类型：铰链四杆机构双曲柄机构(double-crank)双摇杆机构(double-rocker)单移动副机构双移动副机构二、铰链四杆机构的演化(variation)：移动副代替转动副(replacingarevolutepairwithaslidingpair)变更杆件长度变更机架(takingdifferentlinksastheframe)扩大转动副(enlargingarevolutepair)2023/2/3曲柄存在的条件(conditionsforhavingacrank)

：Lmax＋Lmin≤Li＋Lj最短杆为连架杆或机架三、曲柄摇杆机构的工作特性

p116急回运动特性(quickreturncharacteristics)：极位夹角(crankacuteanglebetweenthetwolimitingpositions)、摆角(angularstrokeoftherocker)、行程速度变化系数(coefficientof'travelspeedvariation)压力角(pressureangle)和传动角(transmissionangle)：出现最小传动角的位置，曲柄滑块机构最小传动角出现的位置，导杆机构传动角的确定。死点位置(dead-points)2023/2/3四、平面四杆机构的设计：按照给定连杆位置设计四杆机构按照给定的行程速度变化系数设计四杆机构2023/2/3第九章凸轮机构及其设计一、分类：凸轮机构盘形凸轮(plate)凸轮(cam)形状移动凸轮(translating)圆柱凸轮(cylindrical)

推杆形状(follower)

封闭方法推杆运动形式(motiontype)

尖顶推杆(knife-edge)

滚子推杆(roller)

平底推杆(flat-faced)直动推杆(translating)摆动推杆(oscillating)对心直动推杆(in-line)偏置直动推杆(offset)

力封闭(force-closed)几何封闭(form-closed)2023/2/3基本概念——基圆(basecircle)、基圆半径、推程(rise)

、推程运动角、远休止角、回程(return)

、回程运动角、近休止角、行程(升程)(lift)、压力角(pressureangle)

。二、常用推杆的运动规律：p153常用运动形式：运动规律动力特性冲击性质发生位置适用场合等速运动刚性冲击开始点、终止点低速轻载等加速等减速柔性冲击开始点、中点、终止点中速轻载简谐运动柔性冲击开始点、终止点中低速重载摆线运动无冲击－中高速轻载2023/2/3三、盘形凸轮轮廓曲线设计：设计原理：相对运动原理①对心(偏置)直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线设计②对心(偏置)直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线设计③对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓曲线设计④摆动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线设计⑤摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线设计⑥摆动平底从动件盘形凸轮轮廓曲线设计设计方法：反转法(principleofinversion)：2023/2/3四、主要设计参数的选择：p164压力角小，省力，量取压力角：基圆半径：滚子半径：基圆半径小→滚子半径应小于理论轮廓的最小曲率半径结构紧凑，最小曲率半径小压力角大正确偏置2023/2/3第十章齿轮机构及其设计一、齿轮机构的分类：二、齿廓曲线：p176用于平行轴传动的齿轮机构用于相交轴传动的齿轮机构用于交错轴传动的齿轮机构概念：节点(pitchpoint)、节圆(pitchcircle)齿廓啮合基本定律(fundamentallawofgearing)

：三、渐开线齿廓的啮合特点：渐开线(involutes)的形成及其特性p177啮合特点保证定传动比传动正压力方向不变具有可分性2023/2/3齿轮各部分名称及几何尺寸计算。四、渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸：齿轮的基本参数：齿数(teeth)、模数(module)、压力角

(pressureangle)、齿顶高系数、顶隙系数。五、渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动：一对渐开线齿轮正确啮合的条件；齿轮传动的中心距及啮合角；一对齿轮的啮合过程及连续传动的条件：重合度六、齿轮的加工、根切、变位齿轮：根切原因、后果、不产生根切的最少齿数；变位的原因、最小变位系数、变位齿轮传动。2023/2/3七、斜齿圆柱齿轮传动：斜齿轮的基本参数与几何尺寸计算；一对斜齿轮正确啮合的条件；斜齿轮传动的重合度；斜齿轮的当量齿轮与当量齿数；斜齿轮传动的主要优缺点。八、直齿圆锥齿轮传动：圆锥齿轮的基本参数与几何尺寸计算；一对圆锥齿轮正确啮合的条件；直齿圆锥齿轮的当量齿轮与当量齿数。九、蜗杆蜗轮传动：蜗杆蜗轮的基本参数与几何尺寸计算；蜗杆蜗轮齿轮正确啮合的条件；蜗杆、蜗轮的旋向转向的判断。2023/2/3第十一章齿轮系及其设计一、分类：二、定轴轮系传动比的计算(calculationtrainratios)：轮系(geartrain)的定义大小：分类定轴轮系(geartrainwithfixedaxes)周转轮系(epicyclicgeartrains)复合轮系(combinedgeartrains)平面定轴轮系(planarordinaryg