機械原理復習

《機械(jīxiè)原理》總復習第二章平面機構的結構(jiégòu)分析第三章平面機構的運動分析

第八章平面連桿機構第九章凸輪機構第十章齒輪機構第十一章輪系第十二章其它常用機構第六章機械的平衡第七章機械的運轉及速度波動的調節(jié)精品資料2023/2/41、填空(tiánkòng)2、問答3、作圖題4、計算題5、設計題精品資料2023/2/4考試(kǎoshì)題型1一、簡答題：（本題(běntí)共4小題，每題5分，共20分）小知識點：填空或簡答的方式，如周轉輪系分為哪兩種？推桿有幾種運動規(guī)律?大題：1、自由度的計算2、輪系的計算3、平衡和調速4、齒輪參數(shù)計算5、凸輪的設計

6、平面四桿機構的設計

精品資料2023/2/4題2－16(a)F=3n－2PL－PH－=1=3×4－2×51精品資料2023/2/4例：圖示為龍門刨床工作臺的變速機構(jīgòu)，J、K為電磁制動器，設已知各輪的齒數(shù)，求J、K分別剎車時的傳動比i1B。3=3'=60,1=5=30JA33’1254KB解1)剎住(shāzhù)J時1－2－3為定軸輪系定軸部分：

i13＝ω1/ω3周轉部分：iB3’5＝(ω3’-ωB)/(0-ωB)連接條件：

ω3＝ω3’聯(lián)立解得：B－5－4－3’為周轉輪系3－3’將兩者連接＝-z3/z1=1-ω3′/ωBJ=-z5/z3’=-3精品資料2023/2/4A33’1254KB2)剎住(shāzhù)K時(3=3'=60,1=5=30)A-1－2－3為周轉(zhōuzhuǎn)輪系1周轉輪系1：

iA13＝(ω1-ωA)/(0-ωA)周轉輪系2：iB53’＝(ω5-ωB)/(0-ωB)連接條件：

ω5＝ωA

聯(lián)立解得：總傳動比為兩個串聯(lián)周轉輪系的傳動比的乘積。B－5－4－3’為周轉輪系25－A將兩者連接＝-z3/z1＝-z3′/z5

＝i1A·

i5BJKB5Ai1Ai5B作業(yè)：11-16，11-17=9精品資料2023/2/4習題：已知某機組作用在主軸上的阻力矩變化曲線如圖所示，驅動力矩為常數(shù)，主軸的平均角速度為：ωm=25rad/s,不均勻系數(shù)δ＝0.02，求⑴驅動力矩；⑵最大盈虧功Wmax；⑶安裝在主軸飛輪的轉動慣量J；⑷主軸最大轉速和最小轉速在圖中的位置(wèizhi)及大小。Mr2πφN-mπ5π/403π/4π/2π/47π/43π/2100500精品資料2023/2/4解：1)求Md,在一個循環(huán)內，Md和Mr所作的功相等(xiāngděng)，于是：作代表(dàibiǎo)Md的直線如圖。2πMd＝100×2π＋400×（π/4）×2解上式得Md＝200NmMr2πφN-mπ5π/403π/4π/2π/47π/43π/2100500Md精品資料2023/2/42)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(néngliàng)指示圖WmaxWmax＝100πNm精品資料2023/2/43)求JF由能量指示(zhǐshì)圖可知：Mr2πφN-mπ5π/403π/4π/2π/47π/43π/2100500Md200Wmax在π/2處有最大轉速(zhuànsù)；在3π/2處有最小轉速(zhuànsù)。⑷主軸最大轉速和最小轉速在圖中的位置。精品資料2023/2/4精品資料2023/2/410-26、55090精品資料2023/2/426026025026046045026026023542326015.757.857.85精品資料2023/2/4sS’位移(wèiyí)=s-s’α步驟：1、理論(lǐlùn)廓線2、基圓3、偏心圓4、根據(jù)題目要求作圖注意：位移從基圓量起！基圓在理論廓線上！壓力角也在理論廓線上標注！導軌方向與偏心圓相切！精品資料sα注意！位移從基圓量起基圓在理論廓線上壓力角也在理論廓線上標注導軌方向與偏心圓相切紅色的圓一定要畫，否則(fǒuzé)O1怎么出來的？步驟：1、理論(lǐlùn)廓線2、基圓3、偏心圓4、根據(jù)題目要求作圖o1精品資料習題課例1：圖示為一偏心圓盤凸輪機構(jīgòu)，轉動中心在A點，幾何中心在O點，求：⒈畫出此凸輪機構的基圓、偏心圓、行程(xíngchéng)H。⒉用作圖法畫出凸輪從圖示位置轉過90°時，從動件的位移及壓力角。OABωHα90°畫基圓畫偏心圓位移：s=s1-s2s1s2精品資料2023/2/4例2：圖示為一偏心圓盤滾子從動件凸輪機構，轉動(zhuàndòng)中心在A點，幾何中心在O點，求：⒈畫出此凸輪機構(jīgòu)的基圓、理論輪廓曲線。⒉用作圖法畫出凸輪的行程H，機構(jīgòu)在圖示位置時的壓力角α。OAωBHα畫基圓畫理論輪廓曲線精品資料2023/2/4例3：圖示為偏置直動從動件盤形凸輪機構，凸輪為偏心圓，轉動(zhuàndòng)中心在A點，幾何中心在O點，試用反轉法原理在圖中作圖并標出：⒈凸輪(tūlún)從圖示位置與從動件B點接觸轉至在C點接觸時的凸輪(tūlún)轉角δ。⒉畫出機構在圖示位置時的壓力角α。⒊從動件與凸輪(tūlún)在C點接觸時的位移S。δα＝0°S畫偏心圓畫基圓OABωC精品資料2023/2/4例4：圖示凸輪機構中，凸輪輪廓線為一完整的圓，轉動(zhuàndòng)中心在A點，幾何中心在O點，試用反轉法原理在圖中畫出并標出：⒈從動件從最低位置(wèizhi)移動至圖示位置(wèizhi)時凸輪轉角Δ。⒉畫出機構在圖示位置(wèizhi)時的壓力角α及從動件的位移S。OABωB1B1為從動件處于最低位置δαS畫基圓畫偏心圓Δ=360°－δ精品資料2023/2/4例5：圖示為一偏置(piānzhì)直動從動件盤形凸輪機構，已知AB段為凸輪的推程輪廓曲線：⒈標出圖示位置(wèizhi)凸輪機構的壓力角α。⒉標出推程運動角φ。⒊畫出從動件的升程H。Oωr0AB畫偏心圓αφH精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/43a4AbBC偏置曲柄滑塊機構eαγ3a4AbBC偏置曲柄滑塊機構eγminγ思考題8-10:φ在曲柄滑塊機構中,如果曲柄是主動件，滑塊是從動，那么(nàme)連桿BC和導路的夾角就是壓力角，γ=90°－α.αmax和γmin,出現(xiàn)(chūxiàn)在曲柄AB與機架共線的位置.精品資料精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4END勤奮耕耘、好好復習。預祝大家(dàjiā)取得好收獲！精品資料2023/2/4第二章平面(píngmiàn)機構的結構分析機器(machines)、機構(mechanisms)、機械(machinery)、原動件(drivinglink)、從動件(drivenlink)、機架(frame)、運動副(kinematicpairs)、高副(highpair)、低副(lowerpair)、轉動(zhuàndòng)副(revolutepair)(回轉副)、移動副(slidingpair)。自由度(DegreeoffreedomofmechanismorDOF)、約束(constraints)等。

一、基本概念：

二、機構運動簡圖定義；運動副、構件(link)

、常用機構表達方法；平面機構運動簡圖的繪制。精品資料2023/2/4五、機構的組成原理(yuánlǐ)及其結構分類：基本(jīběn)機構(basicmechanism)；基本(jīběn)桿組(Assurgroups)。

四、機構具有確定運動的條件：機構的原動件數(shù)等于機構的自由度數(shù)(自由度大于零)

三、平面機構自由度的計算：F＝3n－2PL－PH注意：復合鉸鏈(compoundhinge)、局部自由度(passiveDOF)

、虛約束(redundantconstraint)的判斷及處理。精品資料2023/2/4題2－16(a)F=3n－2PL－PH－=1=3×4－2×51精品資料2023/2/4精品資料2023/2/4F=3n－2PL－PH－=1=3×7－2×100精品資料2023/2/4取構件(gòujiàn)AB為原動件時，是II級機構精品資料2023/2/4取構件(gòujiàn)EG為原動件時，是III級機構精品資料2023/2/4二、矢量(shǐliàng)方程圖解法：瞬心的定義(dìngyì)、絕對速度瞬心(absoluteinstantcentre)、相對速度瞬心(relativeinstantcentre)、瞬心數(shù)的確定(numberofinstantcentre)、瞬心的求解（直接觀察法(directtoobservethemethod)、三心定理(theoremofthreecentres)及應用(applications)。一、速度瞬心法：第三章平面機構的運動分析⒈同一構件上兩點速度和加速度之間的關系(relationofthevelocityandtheaccelerationbetweentwopointsinthesamelink)速度多邊形(或速度圖解)(velocitypolygon)加速度多邊形(或加速度圖解)(accelerationpolygon)精品資料2023/2/42.兩構件重合(chónghé)點的速度及加速度的關系解題關鍵：⑴以作平面運動(yùndòng)的構件為突破口，基準點和重合點都應選取該構件上的鉸鏈點，否則已知條件不足而無法求解。精品資料2023/2/42.判斷哥式加速度(Coriolisacceleration)的存在(cúnzài)及其方向判斷(pànduàn)下列幾種情況取B點為重合點時有無ak無ak

無ak

有ak

有ak

有ak

有ak

有ak

有ak

B123B123B1231B23B123B123B123B123

精品資料2023/2/4解一:VG=ω2×AG=ω4×GDω4=ω2×AG/GD過F點作FE⊥BC(延長線)，交BC于E點，VEminVC=ω4×CD＝ω3×CFω3=ω4×CD/CFVE=ω3×EF3412BCDA15°P23P34P41P21P31P24Eω2FGEx3-6精品資料2023/2/4平面(píngmiàn)四桿機構曲柄(qūbǐng)搖桿機構(crank-rocker)第四章平面連桿機構及其設計平面連桿機構的基本形式是平面四桿機構。一、平面連桿機構的類型：鉸鏈四桿機構雙曲柄機構(double-crank)雙搖桿機構(double-rocker)單移動副機構雙移動副機構二、鉸鏈四桿機構的演化(variation)：移動副代替轉動副(replacingarevolutepairwithaslidingpair)變更桿件長度變更機架(takingdifferentlinksastheframe)擴大轉動副(enlargingarevolutepair)精品資料2023/2/4曲柄(qūbǐng)存在的條件(conditionsforhavingacrank)：Lmax＋Lmin≤Li＋Lj最短桿為連架桿或機架三、曲柄搖桿機構的工作(gōngzuò)特性p116急回運動特性(quickreturncharacteristics)：極位夾角(crankacuteanglebetweenthetwolimitingpositions)、擺角(angularstrokeoftherocker)、行程速度變化系數(shù)(coefficientof'travelspeedvariation)壓力角(pressureangle)和傳動角(transmissionangle)：出現(xiàn)最小傳動角的位置，曲柄滑塊機構最小傳動角出現(xiàn)的位置，導桿機構傳動角的確定。死點位置(dead-points)精品資料2023/2/4四、平面(píngmiàn)四桿機構的設計：按照給定連桿位置(wèizhi)設計四桿機構按照給定的行程速度變化系數(shù)設計四桿機構精品資料2023/2/4第九章凸輪機構(jīgòu)及其設計一、分類(fēnlèi)：凸輪機構盤形凸輪(plate)凸輪(cam)形狀移動凸輪(translating)圓柱凸輪(cylindrical)

推桿形狀(follower)

封閉方法推桿運動形式(motiontype)

尖頂推桿(knife-edge)

滾子推桿(roller)

平底推桿(flat-faced)直動推桿(translating)擺動推桿(oscillating)對心直動推桿(in-line)偏置直動推桿(offset)

力封閉(force-closed)幾何封閉(form-closed)精品資料2023/2/4基本概念——基圓(basecircle)、基圓半徑、推程(rise)、推程運動(yùndòng)角、遠休止角、回程(return)、回程運動(yùndòng)角、近休止角、行程(升程)(lift)、壓力角(pressureangle)。二、常用(chánɡyònɡ)推桿的運動規(guī)律：p153常用運動形式：運動規(guī)律動力特性沖擊性質發(fā)生位置適用場合等速運動剛性沖擊開始點、終止點低速輕載等加速等減速柔性沖擊開始點、中點、終止點中速輕載簡諧運動柔性沖擊開始點、終止點中低速重載擺線運動無沖擊－中高速輕載精品資料2023/2/4三、盤形凸輪(tūlún)輪廓曲線設計：設計(shèjì)原理：相對運動原理①對心(偏置)直動尖頂從動件盤形凸輪輪廓曲線設計②對心(偏置)直動滾子從動件盤形凸輪輪廓曲線設計③對心直動平底從動件盤形凸輪輪廓曲線設計④擺動尖頂從動件盤形凸輪輪廓曲線設計⑤擺動滾子從動件盤形凸輪輪廓曲線設計⑥擺動平底從動件盤形凸輪輪廓曲線設計設計方法：反轉法(principleofinversion)：精品資料2023/2/4四、主要設計(shèjì)參數(shù)的選擇：p164壓力(yālì)角小，省力，量取壓力角：基圓半徑：滾子半徑：基圓半徑小→滾子半徑應小于理論輪廓的最小曲率半徑結構緊湊，最小曲率半徑小壓力角大正確偏置精品資料2023/2/4第十章齒輪機構(jīgòu)及其設計一、齒輪機構(jīgòu)的分類：二、齒廓曲線：p176用于平行軸傳動的齒輪機構用于相交軸傳動的齒輪機構用于交錯軸傳動的齒輪機構概念：節(jié)點(pitchpoint)、節(jié)圓(pitchcircle)齒廓嚙合基本定律(fundamentallawofgearing)

：三、漸開線齒廓的嚙合特點：漸開線(involutes)的形成及其特性p177嚙合特點保證定傳動比傳動正壓力方向不變具有可分性精品資料2023/2/4齒輪(chǐlún)各部分名稱及幾何尺寸計算。四、漸開線標準齒輪(chǐlún)的基本參數(shù)和幾何尺寸：齒輪的基本參數(shù)：齒數(shù)(teeth)、模數(shù)(module)、壓力角

(pressureangle)、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)。五、漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動：一對漸開線齒輪正確嚙合的條件；齒輪傳動的中心距及嚙合角；一對齒輪的嚙合過程及連續(xù)傳動的條件：重合度六、齒輪的加工、根切、變位齒輪：根切原因、后果、不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)；變位的原因、最小變位系數(shù)、變位齒輪傳動。精品資料2023/2/4七、斜齒圓柱齒輪傳動(chuándòng)：斜齒輪的基本參數(shù)與幾何尺寸(chǐcun)計算；一對斜齒輪正確嚙合的條件；斜齒輪傳動的重合度；斜齒輪的當量齒輪與當量齒數(shù)；斜齒輪傳動的主要優(yōu)缺點。八、直齒圓錐齒輪傳動：圓錐齒輪的基本參數(shù)與幾何尺寸計算；一對圓錐齒輪正確嚙合的條件；直齒圓錐齒輪的當量齒輪與當量齒數(shù)。九、蝸桿蝸輪傳動：蝸桿蝸輪的基本參數(shù)與幾何尺寸計算；蝸桿蝸輪齒輪正確嚙合的條件；蝸桿、蝸輪的旋向轉向的判斷。精品資料2023/2/4第十一章齒輪(chǐlún)系及其設計一、分類(fēnlèi)：二、定軸輪系傳動比的計算(calculationtrainratios)：輪系(geartrain)的定義大?。悍诸惗ㄝS輪系(geartrainwithfixedaxes)周轉輪系(epicyclicgeartrains)復合輪系(combinedgeartrains)平面定軸輪系(planarordinarygeartrain)空間定軸輪系(spatial