机械原理讲义
第一章绪论
机器特征：
一、多个构件人为组合而成
二、构件间具有确定的相对运动
三、能减轻或代替人类的劳动或者实现能量的转换同时具备三个特征的即为机器，具备前两个特征的为机构；机构可以是一个零件也可以是多个零件的刚性组合。
第二章机构的结构分析
基本要求：
1、掌握机构运动简图的绘制方法。
2、掌握运动链成为机构的条件。
3、熟练掌握机构自由度的计算方法。
4、掌握机构的组成原理和结构分析的方法。
重点：
1、机构具有确定运动的条件
2、机机构运动简图及其绘制
3、机构自由度的计算。
难点：
1、机构运动简图的绘制。
2、正确判别机构中的虚约束
本章口诀诗：活杆三乘有自由，两低一高减中求；认准局复虚约束，简式易记考无忧。
本章作业：
2 —8(要求用五个方案改进)、2 —10、2 —12、2 —14
2— 15 (a)、2 — 16( b)、2 — 17、2 — 19
§2-1 平面机构运动简图
一、机构及其组成
1、机构的两大类型：平面机构、空间机构
2、机构的两组成要素：①构件②运动副
3、构件类型：①活动构件②固定构件(又称机架)
二、运动副及其分类
1、活动构件的自由度与约束自由度：作为独立运动单元可能的独立运动数约束：对物体运动自由度的限制
2、运动副及其分类定义：构件间的可动联接。类型：高副、低副。
三、平面机构运动简图
1、定义及意义定义：用简单的线条和规定符号分别代表构件和运动副、用以表示各构件之间相对位置和相互运动关系的图形。
意义：方便进行运动学和动力学分析，便于技术出差时很快画出你所感兴趣的机器或机构的结构与运动特点。
2、绘制步骤
从原动件开始、顺藤摸瓜（构件为藤，运动副为瓜）依次用线条和符号表示之（按尺寸比例）。
总结：低副产生两个约束即限制两个自由度。高副，限制沿公法线方向的移动，但可沿切向移动和绕接触点转动。
§2-2 平面机构自由度计算
一、平面机构具有确定运动的条件
1、平面机构自由度公式的推导
N个构件，1个机架，1为活动件数
低副包括移动副和转动副
自由度计算公式：32
2、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；FA1
二、自由度计算时的注意事项：
1 、认准复合铰链、局部自由度和虚约束
1）复合铰链：多构件在同一处用回转副联接时，真正的回转副个数等于构件数-1 。
2）局部自由度：一般高副联接出现等径滚子的场合。
3）虚约束（消极、多余）：将虚约束及其构件（或运动副）去掉
2、虚约束的三种情况
1）两构件间形成多个移动副或多个回转副。
2）对称情形。
3）轨迹重合
复合铰链虚约束
局部自由度
§2-3平面机构的结构分析
一、杆组及其级别
1、机构组成的两大部分
自由度为原动件所独有，从动件系统无独立自由度
1）原动件与机架部分：F>=1
2）从动件系统（从动件运动链）：0
2、杆组及其级别
、咼副低代
将所有高副用低副代替以便进行机构的结构分析
第三章平面机构的运动分析
基本要求：
1、熟练掌握用速度瞬心法求机构速度。
2、用相对运动图解法求机构的速度及加速度
重点：
1、速度瞬心法及其应用。
2、矢量方程。
3、相对运动图解法。
4、图解法作平面机构的运动分析。
难点：
1、科氏加速度
2、加速度图解法
3、构件异化（构件改形及简化解题过程）
本章口诀诗：
1、矢量图解法（同时适用于运动和力分析）：
图解分析列方程，
等号两端双进军。
多边形里量尺寸，
比例乘来信息灵。
2、科氏加速度分析：
辨认科氏莫马哈，
两种速度相乘加；
顺转维阿九十度，
箭头直指老哥家.
本章作业：
3 — 1( c)、3 — 2、3 — 10、3 — 14
概述
运动分析内涵：
从纯几何角度出发，对机构构件某点的位移(轨迹)、速度和加速度进行分析
运动分析目的：位移分析，用以确定机构运动时构件所占据空间以供设计时定尺寸。
§3-1瞬心法及其在平面机构运动分析中的应用
—、瞬心概念
1、瞬心定义与类型
定义：相对运动两构件间的同速点（即瞬时回转中心）类型：绝对、相对。
2、平面机构瞬心个数K
K= N （1）/2 （N为构件数）
3、瞬心的确定
1）按定义确定
2）用运动副联接的两构件间的瞬心
①回转副：回转副中心即为瞬心
②移动副：瞬心在垂直于导路中心线的无穷远处
③高畐H：位于过接触点所作的公法线上
3）三心定理
三个构件之间有三个瞬心且共线一一采用审问法求瞬心
二、瞬心法的应用示例
1、铰链四杆机构
2、曲柄滑块机构
3、咼副机构
绪论 一、研究对象 1、机械：机器和机构的总称 机器（三个特征）：①人为的实物组合（不是天然形成的）；②各运动单元具有确定的相对；③必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。 机器的组成：原动机、工作机、传动部分、自动控制工作机 机构：有①②两特征。 很显然，机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预 期的机械运动。两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。 2、概念 构件：运动单元体 零件：制造单元体 构件可由一个或几个零件组成。 机架：机构中相对不动的构件 原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。T输入构件 从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。T输出构件 机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。 二、研究内容： 1、机构的结构和运动学： ①机械的组成；②机构运动的可能性和确定性；③分析运动规律。 2、机构和机器动力学：力一一运动的关系? F=ma 功一一能 3、要求：解决二类问题： 分析：结构分析，运动分析，动力分析综合（设计）：①运动要求，②功能要求。新的机器。
第一章平面机构的结构分析（一）教学要求 1、了解课程的性质与内容，能根据实物绘制机构运动简图 2、熟练掌握机构自由度计算方法。了解机构组成原理 （二）教学的重点与难点 1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图 2、自由度计算，虚约束，高副低代 （三）教学内容 § 1-1机构结构分析的目的和方法研究机构的组成原理和机构运动的可能性以及运动确定的条件 § 1-2机构的组成 机构是由构件组成的。 、运动副： 定的相对运动）构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生高副： 点线接触 低副：面接触 运动副元素 自由度：构件含有独立运动的数目约束：对独立运动的限 制 低副：2个约束，1个自由度 高副：1个约束，2个自由度低副： ①转动副：两个构件间不能作旋转运动的运动副; ②移动副：两个构件间不能作移动运动的运动副。高 副：①齿轮副；②凸轮副。
1 例2-10 在例2-10图所示中，已知各构件的尺寸及机构的位置，各转动副处的摩擦圆如图中虚线圆，移动副及凸轮高副处的摩擦角为?，凸轮顺时针转动，作用在构件4上的工作阻力为Q 。试求该图示位置： 1． 各运动副的反力（各构件的重力和惯性力均忽略不计）； 2． 需施加于凸轮1上的驱动力矩1M ； 3 ． 机构在图示位置的机械效率η。 例2-10 解题要点： 考虑摩擦时进行机构力的分析，关键是确定运动副中总反力的方向。为了确定总反力的方向，应先分析各运动副元素之间的相对运动，并标出它们相对运动的方向；然后再进行各构件的受力分析，先从二力构件开始，在分析三力构件。 解：选取长度比例尺l μ(m/mm)作机构运动简图。 1． 确定各运动副中总反力的方向。如例2-10(a)图，根据机构的运动情况和力的平衡条件，先确定凸轮高副处的总反力12R 的方向，该力方向与接触点B 处的相对速度21B B v 的方向成090?+角。再由51R 应切于运动副A 处的摩擦圆，且对A 之矩的方向与1ω方向相反，同时与12R 组成一力偶与1M 平衡，由此定出51R 的方向；由于连杆3为二力构件，其在D ，E 两转动副受两力23R 及43R 应切于该两处摩擦圆，且大小相等方向相反并共线，可确定出23R 及43R 的作用线，也即已知32R 及34R 的方向线；总反力52R ，应切于运动副C 处的摩擦圆，且对C 之矩的方向应与25ω方向相反，同时构件2受到12R ，52R 及32R 三个力，且应汇交于一点，由此可确定出52R 的方向线；滑块4所受总反力54R 应与45v 的方向成090?+角，同时又受到34R ，54R 及Q 三个力，也应汇交于一点，由此可确定出54R 的方向线。 2． 求各运动副中总反力的大小。 分别取构件2，4为分离体，列出力平衡方程式 构件2 1232520R R R ++= 构件4 34540R R Q ++=
一、轧胚机的主要结构 1、喂料机构：沿轴长均匀给料。喂料的多少是用挡料门上的连接螺栓和左、右旋螺母来确定的。当放料需增大时，先松开连接螺栓，再把左、右旋螺母距离缩短，反之，增大左右旋螺母距离。 2、磁选机构：去除物料中的金属硬物。 3、轧辊机构：当喂料电机停止时，轧辊靠电气连锁动作自动分开，当喂料斗内达到上料位时，料位计发出信号，开始合辊，并用延时继电器来控制挡料门和喂料电机开启。 4、液压紧辊机构：液压系统通过手动换向阀和液压电磁换向阀来实现松、合辊动作。 5、定位机构：轧辊合拢时的限位，在保证胚片厚度的前提下，有效地防止轧辊碰撞。 6、刮刀装置：去除粘在辊间的胚片，使胚片的质量得到保证。 二、轧胚机的工作原理 1、经过筛选、去石后的蓖麻籽，均匀地进入具有一定压力和间隙且相对旋转的两辊间，经过对辊的挤压使蓖麻籽外皮破碎。 2、如有异硬物混入料中，则异硬物将使两辊受到一个正常反作用力，有时将强行撑开轧辊，使紧辊油缸活塞外移，油缸工作腔容积减小，而压力增高，增高的压力通过蓄能器来平衡，以保持系统压力不变。当异硬物过后，蓄能器将释放储存的能量，使轧胚机重新正常工作。液压轧胚机的特点
１液压轧胚机的特点液压轧胚机与弹簧轧胚机相比较，具有很多优点：产量高、操作简单省力，产品质量稳定。液压轧胚机从根本上改变了弹簧轧胚机生产的落后面貌，可以全部取代目前国产的轧胚机，使我国制油工艺进入了新的发展阶段，推动了我国制油工业的发展。与弹簧轧胚机相比较，液压轧胚机具有以下的特点：１．１轧胚机的进给与退出、轧辊间的压力调整、异物掉入辊间时轧辊瞬间脱开以及轧辊的装卸等动作都是由操作液压泵站来实现的，可以大大地减轻工人的劳动强度，同时也提高了该机的调整精度和自动化程度。１．２整个操作过程均由液压控制，各部件的动作灵敏，轴间压力高，压力均衡、平稳，轧制出的物料破碎率高。 蒸炒锅 蒸炒锅有卧式蒸炒锅、立式蒸炒锅、环式蒸胚机等，我们所使用的是立式蒸炒锅。下面我们详细介绍立式蒸炒锅。 立式蒸炒锅是由几个单体蒸炒锅重叠装置而成的层式蒸炒设备。重叠方式是呈圆柱形重叠排列。由于这种争吵设备操作方便易于密闭，所以通常都采用比较普遍。 生胚从进料口进入到锅体1后，由于每层锅体的边层和低层均为蒸汽夹层，一次首先受到间接蒸汽的加热。同时，通过第一层锅体搅拌刮刀的搅拌，在下料口之前有直接蒸汽管，将直接蒸汽均匀地喷入生胚内。在搅拌刮刀的作用下，料胚经自动料门3落入下一层。经蒸炒后的料胚最后从底层锅体的处理澳门4排出锅外。 下面我们分述一下蒸炒锅的结构 1、锅体 锅体是立式蒸炒锅最主要的部件之一。根据生产能力的大小，它的内径有1000、1200、1500、1700和2100mm等几种规格，而其层数又有三、四、五、六层之分、每层锅体的结构基本相同，主要由边层、底层、落料孔、排气口和检修门等部分所组成。对于底层锅体则无落料孔，而装有可调节的出料门。我们的蒸炒锅夹层为外夹层，这种结构虽然不够美观，保温敷设也比较麻烦，但是这种结构锅体有效容积相对较大，而且不容易有物料的堆积，焦化结块等现象相对较少。 底夹层
“叶轮机设计与实验” 教学实验指导书 教学实验名称：叶轮机设计与实验 Turbomachinery Design and Experiment 学分/学时：0.5/16 适用专业：航空发动机设计、交通运输工具 先修课程和环节：航空发动机原理、叶轮机械原理 一、实验目的 1） 掌握离心式压气机和向心式涡轮的基本气动设计方法； 2） 掌握离心式压气机和向心式涡轮的基本性能测量。 二、实验内容及基本原理 实验内容 应用所学过的叶轮机原理基本知识，进行离心式压气机和向心式涡轮的气动设计，包括：压气机和涡轮共同工作参数确定、压气机和涡轮进出口速度三角形设计、叶型（中弧线）设计、转子和静子叶片数目确定等。加工和制作试验用压气机和涡轮，并进行压气机/涡轮的增压比/落压比、流量和转速等叶轮机基本性能参数的测量。 基本原理 1) 基本方程： Δh * =Lu =ω(r 2C 2u -r 1C 1u ) 方程给出了气流经过以角速度ω旋转的叶栅时的滞止焓的变化,C u 表示气流的周向分速度，该方程基于简单力学原理并且假定流动过程为绝热过程。当气流通过静子叶栅 时（ω=0），滞止焓不变。对压气机来说，滞止焓变化Δh * 为正值；对涡轮来说，滞止焓 变化Δh * 为负值。 当流动过程为不可压流动时: ** *1 c c c P h η ρ ?= ? ** *T T T P h ηρ ?= ? 其中ΔP *c 和ΔP * T 分别表示气流流经压气机和涡轮时的总压变化。 当空气从静止的大气环境中被吸入压气机时，在进入压气机时没有周向分速度，即C 1u =0。当气体离开涡轮时，如果气流的周向分速度不为零，将会增加涡轮出口至真空泵进口管路中的流动摩擦损失。因此，在设计状态下，涡轮转子出口气流的周向分速度应该为零（C 4u =0）。 压气机和涡轮的转子或静子的进、出口径向分速度可通过连续方程得出： Cr= m/(2 πρr h) 其中m 为流量， h 为叶片的轴向宽度，ρ为空气密度。 知道径向和周向两个分速度后，可计算出相对静叶和动叶的气流方向。
第一章绪论 基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。 第二章平面机构的结构分析 机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。 1. 机构运动简图的绘制 机构运动简图的绘制是本章的重点，也是一个难点。 为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对（运动副的性质和数目来检查）。 2. 运动链成为机构的条件 判断所设计的运动链能否成为机构，是本章的重点。 运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。 机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。 机构自由度计算是本章学习的重点。 准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。 (1) 复合铰链 复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。 正确处理方法：k个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为(k-1)个。 (2) 局部自由度 局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。 正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。 (3) 虚约束 虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。 正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。 虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。对于暗含的几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。 3. 机构的组成原理与结构分析 机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。 第三章平面机构的运动分析 1．基本概念：速度瞬心、绝对速度瞬心和相对速度瞬心（数目、位置的确定），以及“三心定理”。 2．瞬心法在简单机构运动分析上的应用。 3．同一构件上两点的速度之间及加速度之间矢量方程式、组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上速度之间和加速度的矢量方程式，在什么条件下，可用相对运动图解法求解？ 4．“速度影像”和“加速度影像”的应用条件。 5．构件的角速度和角加速度的大小和方向的确定以及构件上某点法向加速度的大小和方向的确定。 6．哥氏加速度出现的条件、大小的计算和方向的确定。 第四章平面机构的力分析 1．基本概念：“静力分析”、“动力分析”及“动态静力分析” 、“平衡力”或“平衡力矩”、“摩擦角”、“摩擦锥”、“当量摩擦系数”和“当量摩擦角”（引入的意义）、“摩擦圆”。 2．各种构件的惯性力的确定： ①作平面移动的构件； ②绕通过质心轴转动的构件；
（机械制造行业）机械原理考研讲义九(齿轮机构及其 设计)
第十章齿轮机构及其设计 10.1本章知识点串讲 本章的重点有：齿轮的齿廓曲线；渐开线齿廓啮合传动的特点；渐开线各部分的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动的条件；变位齿轮传动的基本理论及设计计算；斜齿轮﹑蜗轮蜗杆及圆锥齿轮传动的重点是它的啮合传动及设计计算的特殊点等。 【知识点1】齿轮的齿廓曲线 一、渐开线的形成 二、渐开线的性质 f.同一基圆上任意两条渐开线间的法向距离相等。 【知识点2】渐开线齿廓啮合传动的特点 【知识点3】渐开线各部分的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算 一、齿轮各部分的名称及符号 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸 渐开线齿廓能保证定传动比 i O P O P r r 1212212 1===ωω 渐开线齿廓传动的特点： 1．啮合线为定直线，啮合点的轨迹线——内公切线、啮合线、公法线三线合一 2．啮合角为常数，啮合角：啮合线与过节点P 处两节圆的内公切线之所夹锐角。——它等于两齿轮在节圆上的压力角。 3．可分性 当一直线沿半径为rb 的圆作纯滚动时，该直线上任一点K 的轨迹称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，直线x -x 称为渐开线的发生线，角θK 称为渐开线AK 段的展角。
1．渐开线齿轮的五个基本参数：齿数(z)，模数(m)，分度圆压力角(齿形角)，齿顶高系数ha*，径向间隙系数c*——亦称顶隙系数。 （1）齿数(z) 齿数根据设计需要确定，如：传动比、中心距要求、接触强度等。 （2）模数(m) a.定义：模数的定义为齿距P与的比值，即m=P/ b.模数的意义 确定模数m实际上就是确定周节p，也就是确定齿厚和齿槽宽e。模数m越大，周节p 越大，齿厚s和齿槽宽e也越大；模数越大，轮齿的抗弯强度越大。 （3）分度圆压力角(齿形角)α α：在分度圆上的受力方向线与被作用点速度方向线所夹锐角。国家标准中规定分度圆压力角为标准值为20?。 （4）齿顶高系数(h a*) 齿顶高：h a=h a*m （5）径向间隙系数(c*) 轮齿间的径向间隙：c=c*m 齿顶高系数h a*和径向间隙系数c*均为标准值。正常齿标准：h a*=1，c*=0.25 2．渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸
开发区生产车间部分设备工作原理汇编 1、卧式脱溶干燥机 该机由电动机驱动硬齿面齿轮减速机，通过链轮、链条带动螺旋转子转动，物料由A筒进料口进入，螺旋叶片及拨料板翻动物料，并使物料逐步前移，送到另一端厚，通过闭风器落入B筒，物料在B筒内重复上述过程，最后从脱溶机下端底部通过闭风器输出，进入下道工序。物料的加热靠夹套内得饱和水蒸气 供热，通过调节进气阀、物料运行速度，可调节烘干温度和烘干时间。 2、分离机 被分离的物料输入转鼓内部，在离心力的作用下，物料经过一组碟片束的分离间隔中，以碟片中性孔为分界面，比重较大的重相沿碟片壁向中性孔外运动，其中重渣积聚在沉渣区，皂脚则流向大向心泵处。比重较小的轻相沿碟片壁内向上运动，汇聚至小向心泵处。轻重相分别由小向心泵和大向心泵输出。沉渣按照 排渣时间及排渣间隔自动排出机外。 3、齿轮泵 齿轮油泵在泵体中装有一对外啮合齿轮，如图所示，其中一个主动，一个被动，从而依靠两齿轮的啮合，将泵体内的整个工作腔分为两个独立的部分：吸入腔A和排出腔B。泵运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当一对啮合的齿轮在吸入腔侧分开时，其齿谷就形成局部真空，液体被吸入齿间，当被吸入的液体通过齿轮的旋转进入排出腔后，由于轮齿的再度啮合，齿间的液体被挤出，从而形 成高压液体，并经过泵的排出口排出泵外。 4、刮板机 刮板输送机主要由机头、机尾和各种型式的中间工作段及输送链条组成。链条绕机头、机尾、各工作段一周，由机头的主动链轮驱动在槽内作低速运动，物料由加料段浸入，随链条刮动前进，由卸料口卸下。机头、机尾的头轮和尾轮由滚动轴承支撑。为了保证链条在运动过程中处于张紧状态，机尾设有张紧装置， 尾轮轴承座可在特制导轨滑动，由螺杆调节其张紧程度。 5、关风器 物料从进料口进入，在转子转动过程中，物料随转子到出料口，形成连续喂 料过程，同时起到密封的作用。 6、空压机 当转子转动时，主副转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子的齿沟空间与进气口的自由空气相通，因在排气时齿沟的空气被全数排出，排气完成时齿沟处于真空状态，当转到进气口时，外界空气即被吸入，沿轴
《机械原理》简答题 考研论坛 @麻花 整理 一、平面机构的结构分析 1.平面机构基本定义： 机器：可用来变换或者传递物料、能量或信息的装置 机构：能实现预期机械运动的构件的组合，包括原动件，从动件，机架 零件：机器制造单元 构件：机器运动单元 杆组：从动件系统中分解为若干不可再分，自由度为0的运动链 约束：对独立运动的限制 自由度：构件具有的独立运动的数目 运动副：由两构件直接接触形成的可运动联接 运动链：两个以上以运动副联接而成的系统 虚约束：对输出件的运动不起约束作用的约束 局部自由度：与输出件运动无关的自由度 2.在什么条件下，运动链具有运动可能性、运动确定性、可以成为机构？ 自由度大于零；自由度数目等于原动件数目；运动链中某构件固定为机架 3.高副低代时，齿轮副如何处理？ 齿轮副是将所引入的两个转动副分别位于相接触的两齿廓的曲率中心处，对于一对渐开线齿廓的齿轮副，曲率中心分别位于两齿轮的啮合极限点 二、平面机构的运动分析 1.什么是速度瞬心，相对瞬心与绝对瞬心的区别？ 速度瞬心：两构件上相对速度为零的重合点；绝对瞬心处的绝对速度为零 2.用速度瞬心法和矢量方程图作机构速度分析有什么优缺点？ 速度瞬心法：只能进行速度分析，适用于简单的平面机构 矢量方程图：作图不是很准确 3.什么是三心定理？ 作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于一条直线上 4.机构在什么时候有哥氏加速度，如何确定？ 绝对运动：动点相对于定参考系的运动 相对运动：动点相对于动参考系的运动 牵连运动：动参考系相对于定参考系的运动 相对运动为转动，牵连运动为平动时两构件重合点有哥氏加速度，它是由于相对速度方向变化产生的加速度，θωsin 2r e c v a =
兰州2017年7月4日于家属院复习资料 第2章平面机构的结构分析 1.组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。 2.具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。 3.从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。 4.运动副元素是指。 5.构件的自由度是指；机构的自由度是指。 6.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。 7.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。 8.在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。 9.平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 10.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。 11.计算机机构自由度的目的是______。 12.在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。 13.计算平面机构自由度的公式为Ｆ= ，应用此公式时应注意判断：(A) 铰链，(B) 自由度，(C) 约束。 14.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。 15.划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的级别确定。 16.图示为一机构的初拟设计方案。试： (1〕计算其自由度，分析其设计是否合理如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明。 (2)如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。 题16图题17图 17.在图示机构中，若以构件1为主动件，试： (1)计算自由度，说明是否有确定运动。
(2)如要使构件6有确定运动，并作连续转动，则可如何修改说明修改的要点，并用简图表示。18.计算图示机构的自由度，将高副用低副代替，并选择原动件。 19.试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。对图示机构作出仅含低副的替代机 构，进行结构分析并确定机构的级别。 题19图 题20图 20.画出图示机构的运动简图。 21. 画出图示机构简图，并计算该机构的自由 度。构件3为在机器的导轨中作滑移的整体构件，构件2在构件3的导轨中滑移，圆盘1的固定轴位于偏心处。 题21图 题22图 22.对图示机构进行高副低代，并作结构分析，确定机构级别。点21,P P 为在图示位置时，凸轮廓线在接触点处的曲率中心。 第3章 平面机构的运动分析 1.图示机构中尺寸已知(μL =mm ，机构1沿构件4作纯滚动，其上S 点的速度为v S (μV =S/mm)。 (1)在图上作出所有瞬心； (2)用瞬心法求出K 点的速度v K 。
第1章 绪 论 教学提示：初步介绍机械设计基础课程研究的内容和机械零件设计的基本要求。 教学要求：掌握构件、零件、机构、机器、机械等名词的含义及机械零件的工作能力计算准则。 1.1 机器的组成 在人们的生产和生活中，广泛使用着各种机器。机器可以减轻或代替人的体力劳动，并大大提高劳动生产率和产品质量。随着科学技术的发展，生产的机械化和自动化已经成为衡量一个国家社会生产力发展水平的重要标志之一。 1.1.1 几个常用术语 1. 机器、机构、机械 尽管机器的用途和性能千差万别，但它们的组成却有共同之处，总的来说机器有三个共同的特征：①都是一种人为的实物组合；②各部分形成运动单元，各运动单元之间具有确定的相对运动；③能实现能量转换或完成有用的机械功。同时具备这三个特征的称为机器，仅具备前两个特征的称为机构。若抛开其在做功和转换能量方面所起的作用，仅从结构和运动观点来看两者并无差别，因此，工程上把机器和机构统称为“机械”。 以单缸内燃机(如图1.1所示)为例，它是由气缸体l、活塞2、进气阀3、排气阀4、连杆5、曲轴6、凸轮7、顶杆8、齿轮9和齿轮10等组成。通过燃气在气缸内的进气—压缩—爆燃—排气过程，使其燃烧的热能转变为曲轴转动的机械能。 单缸内燃机作为一台机器，是由连杆机构、凸轮机构和齿轮机构组成的。由气缸体、活塞、连杆、曲轴组成的连杆机构，把燃气推动的活塞往复运动，经连杆转变为曲轴的连续转动；气缸体、齿轮9和10组成的齿轮机构将曲轴的转动传递给凸轮轴；而由凸轮、顶杆、气缸体组成的凸轮机构又将凸轮轴的转动变换为顶杆的直线往复运动，进而保证进、排气阀有规律的启闭。可见，机器由机构组成，简单的机器也可只有一个机构。 2. 构件、零件、部件 组成机器的运动单元称为构件；组成机器的制造单元称为零件。构件可以是单一的零件，也可以由刚性组合在一起的几个零件组成。如图1.1所示中的齿轮既是零件又是构件；而连杆则是由连杆体、连杆盖、螺栓及螺母几个零件组成，这些零件形成一个整体而进行运动，所以称为一个构件，如图1.2所示。 在机械中还把为完成同一使命、彼此协同工作的一系列零件或构件所组成的组合体称为部件，如滚动轴承、联轴器、减速器等。
第四章平面机构的力分析 4.1本章知识点串讲 作用在机械上的力 作用在机械构件上的力常见到的有：驱动力、生产阻力、重力、惯性力、摩擦力、介质阻力和运动副中的反力。 从做功的角度可分为驱动力和阻抗力。 驱动力：驱使机构产生运动的力特点：与作用点的速度方向相同、或成锐角——作正功——驱动功、输入功。 包括：原动力、重力（重心下降）等。 阻抗力：阻碍机构产生运动的力 特点：与作用点的速度方向相反、或成钝角——作负功——阻抗功。 包括：生产阻力、摩擦力、重力(重心上升) 本章的知识点主要有1个，运动副中摩擦力的确定。 1. 平面摩擦 2. 楔形面摩擦N R tgα=Px/Py Px—有效分力 Py—有害分力 而：N= -Py F= f N R—总支反力，正压力与摩擦力的矢量和；R与N之间夹角用 φ表示，称作摩擦角。 结论： (1) 摩擦角与摩擦系数一一对应，j =arctgf； (2) 总支反力永远与运动方向成90°+φ角。
3. 斜面摩擦 4. 螺旋副摩擦 Q P R 2 α+? Q P R 2 α-? a. 等速上升 物体平衡： P + Q + R = 0 所以有： P = Q tg (α+?) b. 等速下降 物体平衡： P + Q + R = 0 所以有： P = Q tg (α-?) Q N ′ N 2θ 90． -θ 90． -θ 以滑块作为受力体，有 F ′= f N ′ 所以 ，总摩擦力F =2F ′= 2f N ′ 因为：Q=2N ′* sin θ，即N ′=Q/2sin θ 所以：F =2F ′= 2f N ′= Q*f/sin θ 令：fv = f / sin θ 有F = Q*fv fv ——当量摩擦系数 N ′
一、单项选择题 1. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（ ）。 A. 相对转动或相对移动 B. 都是运动副 C. 相对运动恒定不变 D ．直接接触且保持一定的相对运动 2. 高副低代的条件是（ ）。 A. 自由度数不变 B. 约束数目不变 C. 自由度数不变和瞬时速度、瞬时加速度不变 3．曲柄滑块机构共有( )瞬心。 A ．4个 B ．6个 C. 8个 D. 10个 4. 两构件直接接触，其相对滚动兼滑动的瞬心在（ ）。 A. 接触点 B. 接触点的法线上 C. 接触点法线的无穷远处 D. 垂直于导路的无穷远处 5．最简单的平面连杆机构是( )机构。 A ．一杆 B ．两杆 C. 三杆 D. 四杆 6. 机构的运动简图与（ ）无关。 A. 构件数目 B. 运动副的数目、类型 C. 运动副的相对位置 D. 构件和运动副的结构 7．机构在死点位置时( )。 A ．γ＝90° B ．γ＝45° C. α＝0° D. α＝90° 8. 曲柄摇杆机构以（ ）为原动件时，机构有死点。 A. 曲柄 B. 连杆 C.摇杆 D. 任一活动构件 9．凸轮的基圆半径是指( )半径。 A ．凸轮转动中心至实际轮廓的最小 B ．凸轮转动中心至理论轮廓的最小 C. 凸轮理论轮廓的最小曲率 D ．从动件静止位置凸轮轮廓的 10. 从动件的推程采用等速运动规律时，在（ ）会产生刚性冲击。 A. 推程的始点 B. 推程的中点 C. 推程的终点 D. 推程的始点和终点 11．一对齿轮在啮合过程中，啮合角的大小是( )变化的。 A. 由小到大再逐渐变小 B ．由大到小逐渐变小 C. 先由大到小再到大 D ．始终保持定值，不 12. 齿轮机构安装中心距等于标准中心距时,节圆直径与分度圆相比较,结论是( )。 A. 节圆直径大 B. 分度圆直径大 C. 两圆直径相等 D. 视具体情况而定 13．在斜齿轮模数计算中，下面正确的计算式为( )。 A ．βcos t n m m = B. βsin t n m m = C ．αcos t n m m = D βcos n t m m = 14. 标准直齿圆柱齿轮机构的重合度ε值的范围是（ ）。 A. ε<1 B. ε=1 C. 1<ε<2 D. ε>2 15．在机械系统的启动阶段，系统的动能（ ），并且（ ）。 A. 减少 输入功大于总消耗功 B ．增加 输入功大于总消耗功 C. 增加 输入功小于总消耗功 D. 不变 输入功等于零 16. 在机械系统速度波动的一个周期中的某一时间间隔内，当系统出现（ ）时，系统的运动速度（ ） ，此时飞轮将（ ）能量。
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第十章齿轮机构及其设计 10.1本章知识点串讲 本章的重点有：齿轮的齿廓曲线；渐开线齿廓啮合传动的特点；渐开线各部分的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动的条件；变位齿轮传动的基本理论及设计计算；斜齿轮﹑蜗轮蜗杆及圆锥齿轮传动的重点是它的啮合传动及设计计算的特殊点等。 【知识点1】齿轮的齿廓曲线 一、渐开线的形成 二、渐开线的性质当一直线沿半径为rb的圆作纯滚动时，该直线上任一点K 的轨迹称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，直线 x-x称为渐开线的发生线，角θK 称为渐开线AK段的展角。 a．发生线在基圆上滚过的线段长度KN 等于基圆上被滚过的圆弧长度AN，即KN = AN。 b．渐开线上任一点的法线切于基圆。 c．切点N为渐开线上在点K处的曲率中心，NK为K点处的曲率半径。 d．基圆以内没有渐开线。 e．渐开线的形状仅取决于其基圆的大小。
f.同一基圆上任意两条渐开线间的法向距离相等。 【知识点2】渐开线齿廓啮合传动的特点 P r r b ω ω O O K r 2 ′ ′ r 1 N N K ′ 渐开线齿廓能保证定传动比 i O P O P r r 1212212 1===ωω 渐开线齿廓传动的特点： 1．啮合线为定直线，啮合点的轨迹线——内公切线、啮合线、公法线三线合一 2．啮合角为常数，啮合角：啮合线与过节点P 处两节圆的内公切线之所夹锐角。——它等于两齿轮在节圆上的压力角。 3．可分性
【知识点3】渐开线各部分的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算 一、齿轮各部分的名称及符号 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸 1．渐开线齿轮的五个基本参数：齿数(z)，模数(m)，分度圆压力角(齿形角)，齿顶高系数ha * ，径向间隙系数c * ——亦称顶隙系数。 （1）齿数(z) 齿数根据设计需要确定，如：传动比、中心距要求、接触强度等。 （2）模数(m) a. 定义：模数的定义为齿距P 与π的比值，即m= P/π b. 模数的意义 确定模数m 实际上就是确定周节p ，也就是确定齿厚和齿槽宽e 。模数m 越大，周节p 越大，齿厚s 和齿槽宽e 也越大；模数越大，轮齿的抗弯强度越大。 （3）分度圆压力角(齿形角)α α：在分度圆上的受力方向线与被作用点速度方向线所夹锐角。国家标准中规定分度圆压力角为标准值为20?。 （4）齿顶高系数(h a *) 齿顶高：h a = h a * m 轮齿与齿槽 四圆：齿顶圆(ra ，da) 齿根圆(rf ，df) 基 圆(rb ，db) 分度圆(r ，d) ——设计基准圆 周向度量：齿厚(s) 齿槽(e) 周节(p=s+e) 径向度量：齿顶高(ha) 齿根高(hf) 全齿高(h)
考研机械原理复习试题（含答案）1 一、填空题： 1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2.同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。 3.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。 4.机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。 5.无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。 6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 7.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 8.为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 9.凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程 作运动。 10.增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。 11.平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 12.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。 13.三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。 14.铰链四杆机构中传动角γ为，传动效率最大。 15.连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为。 16.偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。 17.机械发生自锁时，其机械效率。 18.刚性转子的动平衡的条件是。 19.曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位置时。 20.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k 1。 21.四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能越。 22.一个齿数为Z，分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为。 23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。 24.差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。 25.平面低副具有个约束，个自由度。 26.两构件组成移动副，则它们的瞬心位置在。
起重机的组成及工作原理 起重机由驱动装置、工作机构、取物装置、操纵控制系统和金属结构组成。通过对控制系统的操纵，驱动装置将动力的能量输入，转变为机械能，在传递给取物装置。取物装置将被搬运物体与起重机联系起来，通过工作机构单独或组合运动，完成物体搬运任务。可移动金属结构将各组成部分连接成一个整体，并承载起重机的自重和吊重。 起重机的组成及工作原理 图2-3起重机的工作原理 一、驱动装置 驱动装置是用来驱动工作机构的动力设备。常见的驱动设备有电力驱动、内燃机驱动和人力驱动等，电能是清洁、经济的能源，电力驱动是现代起重机的主要驱动方式。 二、工作机构 工作机构包括：起升机构、运行机构。 a)起升机构是用来实现物体的垂直升降的机构是任何起重机部可缺少的部分，因此它是起重机最主要、最基本的机构。 b)运行机构是通过起重机或起升小车来实现水平搬运物体的机构，可分为有轨运行和无轨运行。 三、取物装置 取物装置是通过吊钩将物体与起重机联系起来进行物体吊运的装置。根据被吊物体不同的种类、形态、体积大小，采用不同种类的取物装置。合适的取物装置可以减轻工作人员的劳动强度，大大提高工作效率。防止吊物坠落，保证工作人员的安全和吊物不受损伤时对取物装置安全的基本要求。 四、金属结构 金属结构是以金属材料轧制的型钢和钢板做为基本构件，通过焊接、铆接、螺栓连接等方法，按一定的组成规则连接，承受起重机的自重和载荷的钢结构。
金属结构的重量大约是整台起重机的40%-70%左右，重型起重机可达到90%；金属结构按照它的构造可分为实腹式和格构式两类，组成起重机的基本受力构件。起重机金属结构的工作特点有受力复杂、自重大、耗材多和整体可移动性。起重机的金属结构是起重机的重要组成部分，它是整台起重机的骨架，将起重机的机械和电气设备连接组合成一个有机的整体，承受和传递作用在起重机上的各种载荷并形成一定的作业空间，以便使起吊的重物搬运到指定的地点。 五、控制操纵系统 通过电气系统控制操纵起重机各机构及整机的运动，进行各种起重作业。 控制操纵系统包括各种操纵器、显示器及相关元件和线路，是人机对话的接口。该系统的状态直接影响到起重机的作业、效率和安全等。 起重机与一般的机器的显着区别是庞大、可移动的金属结构和多机构组合工作。间歇式的循环作业、起重载荷的不均匀性、各机构运动循环的不一定性、机构负载的不等时性、多人参与的配合作业的特点，又增加了起重机的复杂性、安全隐患多、危险范围大。 纽科伦（新乡）起重机有限公司
第五章机械的效率和自锁 效率是衡量机械性能优劣的重要指标，而一部机械效率的高低在很大程度上取决于机械中摩擦所引起的功率损耗。研究机械中摩擦的主要目的在于寻找提高机械效率的途径。机械的自锁问题及移动副自锁条件的求解是本章的难点之一。 本章知识点串讲 【知识点1】机械效率及其计算 定义：机械的输出功与输入功之比称为机械效率，η= W r / W d。 性质：η<1(η= 1——理想机器——永动机) 表示方法： a. 功表示 η= W r / W d = 1- W f/ W d b. 功率表示 η= p r / p d = 1- p f/ p d c. 力(矩)表示 η= F0/ F= M0/ M 1）串联机器(组)的总效率等于组成该机器(组)各机械部分效率的连乘积 η=η1η2……ηK 2）对于并联机构的总效率计算就相对麻烦一点。 N r
η= (Nd1η1 + Nd2η2 + …+ NdK ηK) / (Nd1 + Nd 2 + …+ NdK) = (Nd1η1 + Nd2η2 + …+ NdK ηK) / Nd 并联机组的效率，不仅与各个机构的效率有关，而且与效率的分配有关 3）混联 兼有串联和并联的机构称为混联机构。为了计算其总效率，可先将输入功至输出功的路线弄清，然后分别计算出总的输入功率和总的输出功率，最后计算其总的机械效率。 【知识点2】机械自锁条件的确定 定义：由于摩擦的存在，沿某个方向的驱动力如何增大，也无法使受力对象产生运动的现象——称为机械的自锁。 同学们要注意的是，机械的自锁只是在一定的受力条件和受力方向下发生的，而在另外的情况下却是可动的，也就是说自锁具有方向性。 1）平面自锁条件： （1）当α>φ时，驱动力P 的作用线在摩擦角φ之外。Px > F ，即滑块加速； （2）当α=φ时，P 与R 共线。Px = F ： a. 滑块等速运动——原本运动； b.静止不动——原不动，具有运动趋势。 （3）当α＜φ时，驱动力P 的作用线在摩擦角φ之内。Px ＜ F ， a. 滑块减速运动减至静止——原本运动； b.静止不动——原不动，不论P 有多大。 故平面自锁条件——α≤φ，等号表示条件自锁。 N R
第一章绪论 学习要求： 1.明确本课程研究的对象、内容以及在培养机械类高级技术人才全局中的地位、作用和任务. 2.对机械原理的新发展有所了解. 内容提要: 本章讲授的重点是“本课程研究的对象及内容”.在本章的开始,介绍了机器、机构、机械等名词的概念,介绍了机器和机构的用途几区别,并通过实例说明各种机器的主要部分一般都是由各种机构组成的,目的是为了便于介绍本课程研究的对象及内容.在本章的学习中,应始终把注意力集中在了解本课程研究的对象及内容上.此外,对本课程的性质和特点也应有所了解,以便采取合适的学习方法把本课程学好. 机械－人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的组合体。 原理－机械的组成原理、工作原理、分析和设计原理(方法)等。 任何机械都经历了：简单→复杂的发展过程。 机构－能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件实物的组合体。 机器的共有特征： ①人造的实物组合体； ②各部分有确定的相对运动； ③代替或减轻人类劳动完成有用功或实现能量的转换机器的作用. 机器的分类： 原动机－实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机） 工作机－完成有用功（如机床等） 工作机的组成： 原动部分－是工作机动力的来源，最常见的是电动机和内燃机。 工作部分－完成预定的动作，位于传动路线的终点。 传动部分－联接原动机和工作部分的中间部分。 控制部分－保证机器的启动、停止和正常协调动作。 第二章机构的结构分析 学习要求: 1.搞清运动副、运动链、约束和自由度等重要概念. 2.能计算平面机构的自由度并判定其具有确定运动的条件. 3.对于一般由平面机构及简单空间机构(包括蜗轮蜗杆机构、圆锥齿轮机构、万向联轴节等)所组成的机械系统,能正确的画出其机构运动简图并计算其自由度. 4.对平面机构组成的基本原理有所了解. 内容提要: 1.机构的组成 ⑴构件构件是机器中每一个独立运动的单元体,是组成机构的基本要素之一,而零件是机器制造的单元体. ①实际的构件可以是一个独立运动的零件,也可以是若干个零件固连在一起的一个独立运动的整体; ②构件是机构中的刚性系统,构件中各零件间不能相对运动; ③构件的图形在表达上是用最简单的线条或几何图形来表示. ⑵运动副运动副是由两构件直接接触而组成的可动的连接,是组成机构的又一基本要素.而把两构件上能够参加接触而构成运动副的表面称为运动副元素. 运动副的基本特征为:
姓名 ： 报考专业： 准考证号码： 密封线内不要写题 2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目名称：机械原理（■A 卷□B 卷）科目代码：819 考试时间：3小时 满分 150 分 可使用的常用工具：□无 √计算器 √直尺 √圆规（请在使用工具前打√） 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。 一、单项选择题（本大题10小题，每题2分，共20分，错选、多选均无分） 1．对于机构，下面说法错误的是_____。 A. 由一系列人为的运动单元组成 B. 各单元之间有确定的相对运动 C. 是由构件组成的系统 D. 可以完成机械功或机械能转换 2．平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角的关系为_____。 A ．互余 B ．互补 C ．相等 D ．没关系 3．一对齿轮啮合过程中，下面关于节圆的说法错误的是 。 A ．始终相切 B ．始终通过节点 C ．始终和分度圆重合 D ．随中心距增大而增大 4．生产工艺要求某机构将输入的匀速单向运动，转变为按照正玄规律变化的移动输出，一种可供选择的机构是 。 A ．齿轮齿条机构 B.直动滚子从动件盘形凸轮机构 C.偏置曲柄滑块机构 D.摆动导杆机构 5．图1示转动副在驱动力矩M d 的作用下等速转动，Q 为径向载荷，ρ为摩擦圆半径，则运动副全反力R 21应是图中 所示作用线。 图1 M d Q A B C D R 21 ρ 1 2
p n p p = ．一对平行轴斜齿轮传动，其传动比 。 21v v z z B ．ω1a r D ．
）判断在用齿条型刀具加工这 0.013779 0.014904 0.016092 0.017345 0.018665 0.020054