機(jī)械原理知識總結(jié)

緒論構(gòu)件機(jī)器中的各運動單元零件不能再分拆的單個物體（獨立的制造單元）機(jī)構(gòu)已知運動變換成其他構(gòu)件所需要運動的構(gòu)件組合體。機(jī)構(gòu)，是兩個以上的構(gòu)件通過可動聯(lián)接形成的構(gòu)件系統(tǒng)。各構(gòu)件之間具有確定的相對運動機(jī)器是一種能實現(xiàn)預(yù)期運動的構(gòu)件組合系統(tǒng)用以代替人工完成能量、信息的轉(zhuǎn)換或作出有用的機(jī)械功運動鏈兩個以上構(gòu)件通過運動副的連接而構(gòu)成的構(gòu)件系統(tǒng)如何從運動鏈得到機(jī)構(gòu)運動鏈中其余構(gòu)件都能得到確定的相對運動構(gòu)件是機(jī)械運動的最小單元，零件是機(jī)械制造的最小單元。作空間和平面運動的獨立構(gòu)件，其自由度數(shù)分別為3和6。運動副是兩個構(gòu)件以一定形狀的運動副元素直接接觸，限制 了某些自由度，而又保留了某些自由度的一類可動連接，運動副是以它們所提供的 數(shù)來劃分其級別的，因此共有I到V級運動副。一個封閉運動鏈，若已知其構(gòu)件數(shù)為N，運動副數(shù)為p，則其閉合回路數(shù)k=p+1-N基本桿組是不可再分的自由度為零的構(gòu)件組。常用的基本桿組有RRR組、RRP組和RPR組第一章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計自由度計算F=3n-2PL-PHn為活動構(gòu)件PL為低副PH為高副計算自由度時應(yīng)注意的問題：復(fù)合鉸鏈二個以上構(gòu)件在同一軸線上構(gòu)成的多個轉(zhuǎn)動副時，稱為復(fù)合釵鏈若有m個構(gòu)件，則有m-1個轉(zhuǎn)動副虛約束對機(jī)構(gòu)的運動不起獨立限制作用的重復(fù)約束。計算自由度時要去除掉出現(xiàn)場合：1） 兩構(gòu)件構(gòu)成多個運動副兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副導(dǎo)路重合或平行兩構(gòu)件組成多個轉(zhuǎn)動副，同軸兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，法線重合目的：改善構(gòu)件的受力情況2） 運動過程中，兩構(gòu)件上的兩點距離始終不變3） 聯(lián)接點與被聯(lián)接點軌跡重合4） 對運動不起作用的對稱部分局部自由度處理方法：釘死目的：減少高副的磨損高副低代方法：在高副兩個曲率中心之間畫出替代構(gòu)件替代構(gòu)件分別與組成高副的兩個構(gòu)件相聯(lián)組成高副的兩個構(gòu)件應(yīng)去掉高副、簡化成桿基本桿組的拆分（拆分時提前高副低代）桿組：F=01）II級組n=2PL=3RRRRRPRPRPRPPPRR為轉(zhuǎn)動副P為移動副結(jié)構(gòu)特征：兩個含有外接副的構(gòu)件直接（用運動副）聯(lián)接2） III級組n=4PL=6結(jié)構(gòu)特征：三個含有外接副的構(gòu)件與同一構(gòu)件（用運動副）聯(lián)接3） W級組（n=4,PL=6）結(jié)構(gòu)特征：兩個含有外接副的構(gòu)件通過兩個構(gòu)件間接相聯(lián)拆分步驟計算F；確定原動件；去掉虛約束、局部自由度；注意復(fù)鉸。如果機(jī)構(gòu)中有高副，應(yīng)高副低代拆出機(jī)構(gòu)的原動件和機(jī)架，剩下從動件組合根據(jù)桿組的結(jié)構(gòu)特征對從動件組合依次拆組驗證：每拆出一個桿組后，余下部分必須是一個自由度為零的構(gòu)件組合或桿組機(jī)構(gòu)的級別機(jī)構(gòu)所含基本組的最高級別為機(jī)構(gòu)的級別，不含基本組的機(jī)構(gòu)為?級機(jī)構(gòu)PS:外界副為移動副時，用點畫線原動件注意標(biāo)出運動方向第二章平面連桿機(jī)構(gòu)及其分析與設(shè)計曲柄存在的條件若最長桿與最短桿的長度之和W其余兩桿長度之和（稱為桿長條件），則最短桿的兩個轉(zhuǎn)動副為整轉(zhuǎn)副。其余為擺轉(zhuǎn)副。皎鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件滿足桿長條件：最短桿為連架桿，得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；最短桿為機(jī)架，得到雙曲柄機(jī)構(gòu)；最短桿為連桿，得到雙搖桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長條件：無論以何桿為機(jī)架，均為雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件對心式：L1<=L2偏心式：L1+e<=L2L1是連架桿L2是連桿導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件L1NL414判斷各種平面連桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（圖1為教材P39d圖）搖桿滑塊機(jī)構(gòu)（圖12桿長度大于1桿）擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（機(jī)架在圖1滑塊對面）轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（機(jī)架在圖1滑塊對面）搖塊機(jī)構(gòu)（機(jī)架在圖1連桿）定塊機(jī)構(gòu)（機(jī)架在滑塊）雙滑塊機(jī)構(gòu)極位夾角曲柄搖桿機(jī)構(gòu)極位夾角：輸出構(gòu)件在兩個極限位置時，主動曲柄的二個位置之間所夾的銳角（是不是銳角學(xué)術(shù)上存在爭議）K=黑=埋°+?e=180°￡一1行程速比系數(shù)K氣1 180°~e E曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心：e=0,k=i，無急回特性偏式：e>0,k>1，有急回特性擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)e>0，k>1，有急回特性特殊性：極為夾角=最大擺角傳動角和壓力角壓力角：輸出構(gòu)件受力方向與受力點速度方向之間所夾銳角。a傳動角：壓力角的余角。Y會畫三種機(jī)構(gòu)壓力角和傳動角見教材P66三種機(jī)構(gòu)Ymin出現(xiàn)的位置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：當(dāng)以曲柄為原動件，Ymin出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線或重合的兩個位置之一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：當(dāng)以曲柄為原動件，Ymin出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架垂直的兩個位置之一死點條件：往復(fù)運動構(gòu)件為主動件，曲柄為輸出構(gòu)件位置特征：Y=0或連桿與曲柄共線或重合瞬心法解析法瞬心數(shù)目：N=n(n-1)/2瞬心求法：轉(zhuǎn)動副：轉(zhuǎn)動副中心點就是其瞬心移動副：瞬心在垂直于導(dǎo)路的無窮遠(yuǎn)處高副：兩高副接觸的公法線PS：兩構(gòu)件組成純滾動高副接觸點就是其瞬心三心定理：作平面運動的3個構(gòu)件的3個瞬心在一條直線上解析法：只有一種考法，見PPT第64張例2-6平面連桿機(jī)構(gòu)運動設(shè)計按連桿預(yù)定位置設(shè)計4桿結(jié)構(gòu)已知活動鉸鏈中心位置求固定鉸鏈位置方法：作四個垂直平分線得兩交點0.000000.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。0000000000000000000000000000000000000000000000000000.0B’C’已知固定鉸鏈中心位置求活動鉸鏈中心位置方法:取一已知活動鉸鏈位置為新機(jī)架機(jī)架連接另外兩位置得兩4邊形，將其旋轉(zhuǎn)平移至新機(jī)架得A’A’’D’D’’作出A’A’’ADD’’D’的中垂線交點得B’C’則AB’C’D為所求四桿機(jī)構(gòu)已知行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)已知搖桿長度cd擺角行程速比系數(shù)方法：先算出極位夾角根據(jù)CD和擺角得搖桿兩極位C1DC2D作C2P垂直于C1C2且 ZC2C1P=90-e作C1C2P外接圓，圓上任一點(不能選在劣弧上)為機(jī)架另一點A令曲柄長度為a連桿為b則AC1=b+aAC2=b-a曲柄滑塊機(jī)構(gòu)已知行程速比系數(shù)K沖程H偏距e方法：先算e，作C2C1=H作ZOC1C2=ZOC2C1=90-e以O(shè)為圓心C1C2為半徑作圓圓上一點A到C1C2的距離為e,A為曲柄軸心的位置令曲柄長度為a連桿為b則AC1=b+aAC2=b-a擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)已知機(jī)架長度d行程速比系數(shù)K方法：先計算。，則擺角也為。，作ZmDn=0,作AD=d且AD平分ZmDn過A作AC2AC1分別垂直于mDnD,即得結(jié)果。按兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計已知兩連架桿對應(yīng)三個位置例：已知機(jī)架原動件從動件兩次轉(zhuǎn)動對應(yīng)角度albl,a2b2方法：先定出機(jī)架AD,作任意連架桿AB1,AB1順時針旋轉(zhuǎn)ala2,得B2B3,連接B2DB3D,逆時針旋轉(zhuǎn)B2DB3Db1,b2得B2’,B3’,得B1B2’與B2’B3’中垂線交點C1,AB1C2D即為所求已知兩連架桿四個對應(yīng)位置例：已知機(jī)架原動件從動件兩次轉(zhuǎn)動對應(yīng)角度a1b1,a2b2,a3b3方法：先定出機(jī)架AD,延長DA至x,作ZxAB4=（a3-a2）/2ZxDB4=（b3-b2）/4,將AB4順時針旋轉(zhuǎn)a3得B1,將AB1逆時針轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)a1,a2,得B2B3,將B2DB3DB4D分別順時針旋轉(zhuǎn)b1b2b3得B2’B3’B4’由B1B2’B3’B4’中垂線交點可得C1。AB1C1D即為所求試卷上的一些問題平面連桿機(jī)構(gòu)的綜合內(nèi)容：實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計、實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計和實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計第三章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計.從動件運動規(guī)律運動規(guī)律特點應(yīng)用場合等速運動剛性沖擊低速輕載等加等減速運動柔性沖擊中速輕載簡諧（余弦加速）運動柔性沖擊中速中載擺線（正弦加速）運動無沖擊高速輕載3-4-5次多項式運動無沖擊高速中載凸輪的參數(shù)反轉(zhuǎn)法理論廓線一一基圓一一偏心圓一一過理論廓線距離基圓最遠(yuǎn)最近距離作偏心圓切線得4個角升程壓力角壓力角：輸出構(gòu)件受力方向與受力點速度方向之間所夾銳角。a導(dǎo)路和瞬心位于凸輪回轉(zhuǎn)中心的同側(cè)時u為負(fù)號（正確偏置）通過“推程時從動件偏置于瞬心同一側(cè)”來判斷凸輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)泛退残奈挥谕馆喕剞D(zhuǎn)中心的兩側(cè)時u為正號（錯誤偏置）運動失真滾子半徑的確定：pa實際輪廓曲線曲率半徑p理論輪廓曲線曲率半徑rr滾子半徑凸輪輪廓曲線內(nèi)凹時，pa=p+rr凸輪輪廓曲線外凸時，pa=p-rrp<rr時，實際輪廓曲線出現(xiàn)交叉，加工時交點以外的地方會被切去，無法實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為運動失真。實際取值：「Wpmi*a][pa]一般等于3—5mm試卷出現(xiàn)的一些問題將從動件平底設(shè)計成與導(dǎo)路垂直的原因：將平底設(shè)計成與導(dǎo)路垂直可使壓力角始終為0度，傳力特性好尖頂從動件的壞處：從動件的平底改為尖頂，尖頂容易被磨損，也增大了推程的壓力角減小壓力角：偏置增大基圓半徑第四章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計掌握三個圖齒輪嚙合定律i=w1/w2=O2P/O1P=r27rT=rb2/rb1第一圖：漸開線的形成與性質(zhì)見教材P165第二圖：漸開線齒輪的嚙合特性見教材P166第三圖：齒輪的各部分名稱見教材P167直齒斜齒計算公式直齒公式見教材P169斜齒公式見教材P183齒輪尺寸參數(shù)設(shè)計（不知道考不考）直齒正確嚙合條件：兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等齒輪傳動中心距和嚙合角：中心距a=r1+r2（分度圓）PS:帶’的表示實際值否則為標(biāo)準(zhǔn)值連續(xù)傳動條件：E（重合度）=B1B2/PbN1根切原因：只要齒條刀具的池頂線超過被加工齒輪的基圓與嚙合線的切點N1，即PB刀＞PN1最小齒數(shù)：Zmin=2ha*/sinA2a一般ha*=1a=20°zmin=17變位齒輪分類：正變位（齒頂高增大，齒根高減小），負(fù)變位（與前相反）應(yīng)用：小齒輪采用正變位，大齒輪采用負(fù)變位高度變位齒輪傳動有以下優(yōu)缺點：1、 可以減小機(jī)構(gòu)尺寸。小齒輪的z1可以小于zmin而不根切2、 提高彎曲強(qiáng)度。小齒輪齒根厚度增加，大齒輪齒根厚度減小，從而大小齒輪抗彎曲能力接近，提高齒輪傳動承載能力。3、 改善齒根磨損情況。4、 小齒輪正變位，齒頂變尖，重合度略下降。第五章輪系及其設(shè)計傳動比計算和方向判斷定軸輪系傳動比計算定軸輪系傳動比=（-1）Am所有從動輪齒數(shù)連乘積/所有主動輪齒數(shù)連乘積（當(dāng)輸入輸出平行時加正負(fù)號，輸出輸入轉(zhuǎn)向相同傳動比為正）周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算.正_氣-咯_*Z2Z4…氣差動輪系1n吃一^H 罕3…Zn-1

行星輪系'1H一^格各行星輪設(shè)計時應(yīng)滿足的條件保證實現(xiàn)給定傳送比要求滿足同心條件（大概率會考）滿足安裝條件n=（z1+z3）/K（K是行星輪個數(shù)）滿足臨界條件（z1+z2）sin180/K>z2+2ha*試卷中出現(xiàn)的問題1.列舉輪系的三個功能：實現(xiàn)大傳動比傳動、實現(xiàn)變速傳動、實現(xiàn)變向傳動、實現(xiàn)分路傳動、實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動、實現(xiàn)運動合成與分解第七章機(jī)械動力學(xué)一.飛輪轉(zhuǎn)動慣量建立依據(jù)北建立依據(jù)北=dW=PdtE=0.5Jw八2+0.5mv八2 P=Mw+FvJ=AAmax/wA2【segema】二?平面連桿機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)分析掌握兩個例題：已知機(jī)構(gòu)簡圖、各摩擦角、摩擦園半徑、阻力FR。試畫出各運動副靜力圖圖示平底擺動從動件盤狀凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪為圓盤，摩擦圓、摩擦角、驅(qū)動力矩Md、阻力FR如圖所示。試畫出圖示機(jī)構(gòu)的靜力分析圖。PSR均為摩擦力試卷出現(xiàn)的問題為減小飛輪的尺寸，飛輪應(yīng)該裝在高速軸上還是低速軸上？機(jī)械系統(tǒng)裝上飛輪后能否得到勻速運動（高速不會）造成機(jī)械系統(tǒng)速度波動的主要原因是作用在系統(tǒng)上的外力或外力矩的變化建立機(jī)械系統(tǒng)運動方程的基本原理是根據(jù)動能定理，依據(jù)動能等效和外力所作之功等效的原則，建立系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型求解機(jī)械系統(tǒng)的真