河南科技大學(xué)機(jī)械原理總結(jié)

§1－1本課程研究的對象和內(nèi)容§1－2本課程的地位與作用§1－3本課程的性質(zhì)與學(xué)習(xí)方法第1章緒論§1－4機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展簡述第2章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析§2－1

機(jī)構(gòu)的組成§2－2

機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖§2－3

平面機(jī)構(gòu)自由度的計算

*§2－4

機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析1、桿組分析

2、高副低代1、運(yùn)動副數(shù)目計算（復(fù)合鉸鏈、重復(fù)約束）；2、局部自由度；3、虛約束；4、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件。第3章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析§3－1機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的任務(wù)、目的和方法§3－2用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析§3－3平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析---相對運(yùn)動圖解法*§3－4平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析---解析法1、直接成副的兩構(gòu)件的瞬心；2、三心定理的應(yīng)用。1、同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系；2、影象原理；3、組成移動副的兩構(gòu)件上重合點(diǎn)的速度與加速度。【例】已知曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的位置圖，1=C，試求連桿上E點(diǎn)的速度vE和加速度aE，并在位置圖上找出連桿2上速度為零的點(diǎn)P及加速度為零的點(diǎn)P’。（寫出求解思路）【例】判斷下列機(jī)構(gòu)是否存在哥氏加速度？

ABCDE1【例】在圖示各機(jī)構(gòu)中，各桿尺寸已知，1為主動件，ω1=常數(shù)。寫出求解順序,哪兩個構(gòu)件之間存在哥氏加速度；試列出矢量方程；作出速度圖；并在存在哥氏加速度處標(biāo)出哥氏加速度的方向。注意機(jī)構(gòu)的特殊位置的運(yùn)動分析【例】在圖示機(jī)構(gòu)中，已知構(gòu)件1以等角速度ω1轉(zhuǎn)動，試求機(jī)構(gòu)在圖示位置時，構(gòu)件3上C點(diǎn)的速度vC及加速度aC?！绢}】圖示機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件尺寸及ω1，ΔBCE為等腰直角三角形。試用相對運(yùn)動圖解法求構(gòu)件3的速度v3和構(gòu)件5的速度v5；并在機(jī)構(gòu)圖中標(biāo)出構(gòu)件2的角速度ω2的方向和哥氏加速度的方向。【例】在圖示機(jī)構(gòu)中，已知構(gòu)件1以等角速度ω1轉(zhuǎn)動，試求機(jī)構(gòu)在圖示位置時，構(gòu)件3上C點(diǎn)的速度vC及加速度aC?！纠吭趫D示六桿機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖、部分速度多邊形、加速度多邊形以及原動件1的角速度ω1=常數(shù)，試用相對運(yùn)動圖解法求D的速度vD及加速度aD，構(gòu)件5的角速度ω5及角加速度5?！纠繄D示機(jī)構(gòu)中，已知lAB=lBD=lBC=lBE=lDF=lEF=20mm，1=45°，ω1=10rad/s，試用相對運(yùn)動圖解法求vC，vD，vE，vF，ω5，ω6。（寫出求解思路）D【例】已知兩機(jī)構(gòu)尺寸位置如圖。構(gòu)件1以等角速度ω1順時針方向轉(zhuǎn)動。試求構(gòu)件3的角速度ω3和角加速度3。思考題：在什么情況下，需要“構(gòu)件擴(kuò)大”？【題】機(jī)構(gòu)如圖所示，BD=DC，驅(qū)動力矩M1、阻力Q分別作用在構(gòu)件1、5上。

1．用相對運(yùn)動圖解法求構(gòu)件5的速度

2．在機(jī)構(gòu)圖上畫出的方向并寫出其大小的計算表達(dá)式。

3．若取構(gòu)件1為等效構(gòu)件，寫出機(jī)構(gòu)的等效力矩Me的表達(dá)式（各構(gòu)件重力忽略不計）?！绢}】

機(jī)構(gòu)如圖a）所示，已知各構(gòu)件尺寸，且BC=BE=EC，力矩M1、M5分別作用在構(gòu)件1、5上。1．用相對運(yùn)動圖解法求構(gòu)件5的角速度（要求：寫出矢量方程，并分析大小和方向，寫出大小的表達(dá)式）；2．在機(jī)構(gòu)圖上畫出的方向并寫出其大小的計算表達(dá)式。3．取構(gòu)件1為等效構(gòu)件，寫出機(jī)構(gòu)的等效力矩Me1的表達(dá)式（各構(gòu)件的重力忽略不計）。第4章平面機(jī)構(gòu)的力分析*§4-2構(gòu)件慣性力的確定（自學(xué)）§4-1機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法§4-3運(yùn)動副中摩擦力的確定

§4-4分析平面機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析---圖解法§4-5平面機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析---解析法（自學(xué)）1、摩擦系數(shù)、摩擦角、摩擦圓的概念；2、運(yùn)動副中摩擦力（移動副、轉(zhuǎn)動副）、總反力的求法；§4-6機(jī)械的效率1、機(jī)械效率的計算方法：2、機(jī)組的效率計算：串聯(lián)、并聯(lián)1、單個運(yùn)動副的自鎖條件：移動副：合外力作用在摩擦角之內(nèi)。轉(zhuǎn)動副：合外力與摩擦角相割。2、效率：3、工作阻力：§4-7

機(jī)械的自鎖作圖法求效率【題】圖示軸頸1在軸承2中沿方向轉(zhuǎn)動，F(xiàn)為驅(qū)動力，為摩擦圓半徑。(1)試判斷圖A、B、C中哪個圖的總反力R21是正確的？(2)針對正確圖形，說明軸頸是勻速、加速、減速運(yùn)動還是自鎖？121212說明軸頸是勻速、加速、減速運(yùn)動還是自鎖？【題】圖示機(jī)構(gòu)，已知轉(zhuǎn)動副C處的摩擦圓及A、B運(yùn)動副兩處的摩擦角如圖所示，作用原動件1上的驅(qū)動力為P，Q為生產(chǎn)阻力。試用圖解法畫出各運(yùn)動副的反力（注明各力的下標(biāo)）。首先明確驅(qū)動力，確定構(gòu)件運(yùn)動方向?！绢}】

圖示為一起重機(jī)構(gòu)，設(shè)已知機(jī)構(gòu)尺寸，圖中虛線圓為摩擦圓，摩擦角為φ，驅(qū)動力矩為M1，起重重物為W。試在下面機(jī)構(gòu)位置簡圖中畫出各運(yùn)動副中反力方向?！绢}】圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知機(jī)構(gòu)尺寸，圖中虛線圓為摩擦圓，滑塊與導(dǎo)路的摩擦角為φ，驅(qū)動力矩為Md，阻力為Fr。試在下面機(jī)構(gòu)位置簡圖中畫出各運(yùn)動副中反力方向（必須注明力矢量的腳標(biāo)）。§5－2平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用§5－3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識§5－4平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計（解析法、實(shí)驗法不要求）第5章平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計§5－1連桿機(jī)構(gòu)及其傳動特點(diǎn)1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種型式：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)2、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式1、平面四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件2、急回特性：行程速比系數(shù)、極位夾角3、四桿機(jī)構(gòu)的傳動角和死點(diǎn)4、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動連續(xù)性作圖法設(shè)計：1、按給定桿的位置：置換機(jī)架、剛化搬移、作中垂線。

2、按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計：（1）作直角三角形外接圓法（2）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)*§5－5

多桿機(jī)構(gòu)簡介第6章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計§6－1凸輪機(jī)構(gòu)的組成、分類和應(yīng)用§6－2從動件的運(yùn)動規(guī)律及其選擇§6－3凸輪輪廓曲線的設(shè)計（圖解法、*解析法）§6－5凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定注意解題過程的前三步：理論廓線、基圓、偏置圓（或機(jī)架軌跡圓）1、基圓、偏置距與壓力角的關(guān)系，注意偏置方向及凸輪轉(zhuǎn)向。2、滾子半徑、平底尺寸?！绢}】

圖示兩偏心圓盤凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪順時針轉(zhuǎn)動。試在圖上標(biāo)出：（1）凸輪由當(dāng)前位置轉(zhuǎn)過90°時，從動件的位移s（或角位移φ）及壓力角。（2）標(biāo)出從動件的行程h（或最大角位移φmax）。第7章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計§7－1齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類§7－2齒輪的齒廓曲線§7－3漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)§7－5漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動§7－6漸開線齒廓的切制原理§7－8變位齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算§7－9斜齒圓柱齒輪傳§7－11圓錐齒輪傳動§7－10蝸桿傳動§7－4漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸§7－7漸開線齒廓的根切現(xiàn)象注意：1、漸開線發(fā)生圖（注意三角形）2、齒輪嚙合圖（注意兩個三角形）3、變位齒輪計算的4個公式4、齒輪基本參數(shù)及尺寸公式注意零變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的區(qū)別?！绢}】圖示采用標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具以范成法加工一漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。刀具的基本參數(shù)及速度v1已知，被加工齒輪的軸心O至刀具分度線的距離為L。試求（要求嚙合線的方向為“/”）：（1）在圖中標(biāo)出齒輪的分度圓半徑r1和基圓半徑rb1。（2）寫出齒輪角速度ω2與齒條速度v1的關(guān)系式及齒輪齒數(shù)Z2與這兩個速度的關(guān)系式。（3）該齒輪是否被根切？簡單說明理由。（4）若該齒條為傳動齒條，根據(jù)你所作的圖說明誰主動？并在圖中標(biāo)出節(jié)點(diǎn)P、節(jié)圓r1、節(jié)線、嚙合角。（5）標(biāo)出實(shí)際嚙合線段B1B2，判斷該對齒輪能否連續(xù)傳動，為什么？（有關(guān)尺寸直接從圖中量取）【題】齒輪與齒條無側(cè)隙嚙合如圖，試在圖上畫出：1．齒條節(jié)線、齒輪節(jié)圓2．嚙合角

；3．實(shí)際嚙合線B1B24．齒輪1齒廓上與齒條2齒廓上點(diǎn)a2相嚙合（共軛）的點(diǎn)a1；5．若以該齒條為刀具范成加工齒輪，由圖判斷這樣加工出來的齒輪是否產(chǎn)生根切？并說明理由。；；【題】圖示一周轉(zhuǎn)輪系，已知各輪齒數(shù)：z1=50，z2=30，z3=30，z4=48；各齒輪m=1mm，=20，ha*=1，c*=0.25。（1）若齒輪1、2采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動，則齒輪3、4采用何種齒輪傳動類型？（保證無側(cè)隙嚙合和標(biāo)準(zhǔn)頂隙）；（2）若x3=0，試計算x4。（3）用范成法加工齒輪4時是否根切？（4）齒輪2和3有什么區(qū)別？（5）計算齒輪4的齒頂圓直徑da4。（6）若齒輪3、4采用標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動來湊中心距（齒數(shù)不變，模數(shù)不變），計算螺旋角β?！绢}】已知一對漸開線圓柱齒輪傳動，安裝中心距a=140mm，z1=16，z2=18，m=8mm，=20，

ha*=1，c*=0.25。保證無側(cè)隙，標(biāo)準(zhǔn)頂隙。1.若采用直齒輪，確定該對齒輪傳動的傳動類型。2.若取x2=0.2，齒輪1是否根切？并計算出齒輪1的齒頂圓半徑；3.若采用斜齒圓柱齒輪傳動，試確定出該對齒輪的螺旋角；并判斷斜齒輪1是否根切?！绢}】已知一對漸開線圓柱齒輪傳動，安裝中心距a

=67mm，傳動比i12=6/5,m=4mm，

=20，

ha*=1，c*=0.25。1．采用直齒輪，試設(shè)計該對齒輪傳動（要求：①計算出齒輪1的齒頂圓半徑即可；②齒輪2的變位系數(shù)?。簒2=0）。2．若采用斜齒圓柱齒輪傳動，試確定出該對齒輪的基本參數(shù)值（不計算具體幾何尺寸）。第8章齒輪系及其設(shè)計§8－1齒輪系及其分類§8－2定軸輪系的傳動比§8－3周轉(zhuǎn)輪系的傳動比§8－4復(fù)合輪系的傳動比*§8－8其它形式行星齒輪傳動簡介*§8－6行星輪系的效率§8－7行星輪系設(shè)計中的幾個基本問題§8－5輪系的功用【題】在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=z1=20，z2=40，

z3=60，z3=40，z2=20，z4=40，

z6=50，蝸桿5單頭。試問：當(dāng)n1=900r/min方向如圖轉(zhuǎn)動時，求蝸輪6的轉(zhuǎn)速n6的大小和方向(標(biāo)在圖上)。八、（12分）圖示輪系，已知試求n6的大小和方向?！緳C(jī)械原理模擬試題1】十一、（10分）圖示輪系中，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，轉(zhuǎn)向如圖所示，試計算蝸輪6的轉(zhuǎn)速n6，并將轉(zhuǎn)向標(biāo)在圖上?！緳C(jī)械原理模擬試題2】【題】圖示輪系，已知z1=1，z2=50，z3=z4=z5=z6=30，z7=60，z8=z9=15，

n1=1000r/min（方向如圖）。求nH的大小和方向（說明方向并標(biāo)在圖上）?！绢}】在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=30，z2=20，

z2=40，

z4=50，z4=100，蝸桿5單頭（右旋）。試問：當(dāng)n1=13r/min，n5=240r/min方向如圖，求轉(zhuǎn)速nH的大小和方向(必須標(biāo)在圖上)?！纠吭趫D示輪系中，已知n1=1440r/min，各輪齒數(shù)為：z1=

z2=20，

z3=60，z4=90，

z5=210，求n3。副周轉(zhuǎn)輪系主周轉(zhuǎn)輪系§10-1

作用在機(jī)械上的力與機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)§10-2

機(jī)械系統(tǒng)的等效力學(xué)模型*§10－3機(jī)械系統(tǒng)在外力作用下的真實(shí)運(yùn)動規(guī)律第10章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)§10－4機(jī)械系統(tǒng)速度波動的調(diào)節(jié)1、等效轉(zhuǎn)動慣量Je（me）、等效力矩Me（Fe）的計算：

等效構(gòu)件的動能=所有構(gòu)件的動能之和；