2、举例说明晶体缺陷主要类型。
晶体缺陷主要包含有以下四种，分别为：点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷点缺陷：弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷
线缺陷：位错（棱位错、刃位错、螺旋位错）
面缺陷：层错（外延层错、热氧化层错）
4、简述光生伏特效应。
1）用能量等于或大于禁带宽度的光子照射p-n结；
2）p、n区都产生电子一空穴对，产生非平衡载流子；
3）非平衡载流子破坏原来的热平衡；
4）非平衡载流子在内建电场作用下，n区空穴向p区扩散，p区电子向n区扩散；
5）若p-n结开路，在结的两边积累电子一空穴对，产生开路电压。
5、简述硅太阳能电池工作原理。
当拥有等于或者大于硅材料禁带宽度的光子照射到硅材料上，在价带上的电子吸收这个光子
的能量，跃迁到导帶上，并且在价带上留下一个空穴。即是在禁带两端产生了电子一空穴对。而硅电池本身即为一个PN结，产生的电子一空穴对即是注入的非平衡载流子，在内建电场的作用下，非平衡载流子分离，产生电流并在在整个硅电池两端形成电压。
6、如何从石英砂制取硅？简要框图说明从石英到单晶硅的工艺。
工业硅制备原理：
多晶硅生产工艺：法、硅烷法、流化床法、改良西门子法（、、）
单晶硅的生长
7、简述半导体硅中的杂质对其性能的影响.
本征半导体Si、Ge等的四个价电子，与另四个原子构成四个共价键，当掺入少量的五价原子（如P、As）时，就形成了n型半导体，由量子力学知识可知，这种掺杂后多余的电子的能级在禁带中紧靠空带处，DEt> 10-2eV，极易形成电子导电。则半导体中的电子变为主要
载流子，在室温下，除了本征激发之外还受到杂质电离的影响，载流子浓度增加，使半导体的电导率上升；而当掺入的杂质为三价原子时（如 B Ga In等），多余的空穴的能级在禁带中紧靠满带处，DED- 10-2eV，极易形成空穴导电，空穴为其主要载流子，与N型材料类似的，在室温下，由于杂志电离效果的存在，掺杂后的半导体硅的载流子浓度增大，电导率
增大。
8、以P掺入Si为例，说明什么是施主杂质、施主杂质电离过程和N型半导体。
P掺入Si ,其中施主杂志是P原子。掺杂过程中，一个磷原子占据了一个硅原子的位置，并与周围的四个硅原子，还剩余一个价电子。同时磷原子所在的位置也多余了一个正电荷，此处即为正电中心，多余的电子在电离前就被束缚在这个正电中心的周围。但是，这种束缚相
对于共价键来说仍是微弱的，少量的能量就能使该电子从被束缚的状态变为自由电子，其过程被称为杂志电离。正因为杂志电离需要的能量远低于从共价键中解放一个电子的能量，常温下，由于电离产生了大量的自由电子，把此类主要依靠电子导电（主要载流子为电子）的
半导体称为N型半导体。
9、以B掺入Si为例，说明什么是受主杂质、受主杂质电离过程和P型半导体
B掺入Si，其中施主杂志是P原子。掺杂过程中，一个硼原子占据了一个硅原子的位置，并与周围的四个硅原子，还缺少一个电子，必须从别处的硅原子中夺取一个价电子。而在硼接
受了这一个电子后，其整体带上了一个单位的负电荷，成为一个负电中心。被夺走价电子而
产生的空穴由于静电力的作用而被束缚在负电中心周围。但是，这种束缚仍是微弱的，少量的能量就能使该该空穴从被束缚的状态变为自由载流子，其过程被称为杂志电离。常温下，由于电离产生了大量的空穴，把此类主要依靠空穴导电（主要载流子为空穴）的半导体称为P型半导体。
10、解释平衡载流子和非平衡载流子并举例说明。
平衡载流子是指在PN结中只存在本征激发而产生的载流子，在这样的情况之下，PN结两端拥有统一的费米能级，此时平衡载流子浓度n0和p0唯一由EF决定。平衡态非简并半导体
的n0和p0乘积为：，称为非简并半导体平衡态判据式。
但是半导体的平衡态条件并不总能成立，如果某些外界因素作用于平衡态半导体上，例如一定温度下用光子能量h Y> Eg的光照射n型半导体，这时平衡态条件被破坏，样品就处于偏
离平衡态的状态，称作非平衡态。光照前半导体中电子和空穴浓度分别是n0和p0,并且
n0>>p0。光照后的非平衡态半导体中电子浓度n=n0+A n，空穴浓度p=p0+A p,并且△ n=
△ p，比平衡态多出来的这部分载流子A n和A p就称为非平衡载流子。n型半导体中称A n
为非平衡多子，A p为非平衡少子。
1、如何控制直拉法生长单晶硅的电阻率均匀性？
控制直拉法生长的单晶硅的电阻率均匀性分为控制其纵向电阻率的均匀性和径向电阻的均
匀性：
纵向电阻率均匀性的控制：变速拉晶（分别从分凝作用和蒸发作用考虑）、稀释溶质（双坩
埚及连续送料CZ技术）
横向电阻率均匀性的控制：调平固液界面
2、C z硅单晶生长工艺中影响纵向电阻率均匀性主要因素有哪些？如何改善（含原理）。
对于直拉单晶的电阻率的主要影响因素有杂质的分凝、蒸发、沾污等。对于K<1的杂质，分
凝会使单晶尾部电阻率降低（分凝系数小于一，使杂质浓度在分凝过程中不断增大）；而当K>1时，单晶尾部的电阻率升高（分凝系数大于一，使杂质浓度在分凝过程中不断减少）。坩埚的污染（引入P型杂质）会使N型单晶尾部的电阻率增高，使P型单晶尾部电阻率减小。改善方法：
1）变速拉晶法：Cs=KCI是基本原理，实际上K应该为Keff，其随着转速f的增加而增大。通过速度f的改变可以调节晶体的电阻率。
2）双坩埚法（连通坩埚法、浮置坩埚法）：针对K<1的杂质情况，拉晶过程中在内坩埚熔体减少时外坩埚的熔体补充进来，使熔体杂质浓度的增加减缓，使长成的晶体的电阻率比较均匀。
3、影响直拉单晶硅的电阻率均匀性的因素及改善措施。
控制直拉法生长的单晶硅的电阻率均匀性分为控制其纵向电阻率的均匀性和径向电阻的均匀性：
纵向电阻率均匀性的控制：变速拉晶（分别从分凝作用和蒸发作用考虑）、稀释溶质（双坩
埚及连续送料CZ技术）
横向电阻率均匀性的控制：调平固液界面
4、800g高纯多晶硅拉制电阻率为20?50Q?cm的N型硅单晶，试拉单晶为P型，头部电阻率为250 Q? cm,应掺入多少电阻率为8 X 10-3 Q?cm的P-Si合金？已知：坩埚直径13cm, 从熔化到放肩约为1小时，由p -N图得到8 X 10-3 Q?cm对应浓度为7X 1018cm-3, E磷
=10-3cm, K磷=0.53 , K 硼=0.8 , d 硅=2.5g ?cm-3。
Cl仁Cs1/K 硼=5X 1013- 0.8=6.25 X 1013cm-3
CI2=Cs2/K 磷=1 X 1014- 0.35=2.86 X 1014cm-3
试拉为P型，而拉制的要求为N型，所以：
Cl=Cl1+Cl2= 3.5 X 1014cm-3
考虑到蒸发问题：CI0=Clxexp(-EAt/V)=4.0 X 1014cm-3
则合金的量为：M合金=0硅Cl0/Cm疋4.6 X 10-2g
5、从形态、质量、能耗、大小、晶体形状及电池效率对比直拉单晶硅和铸造多晶硅的性质。
在形态上，直拉单晶硅形状一般为圆柱形，而铸造多晶硅一般铸造成硅锭，为方形。在质量上由于单晶的工艺要求较高，其纯度一般要求在六个九以上；而相对的，铸造多晶硅的纯度
要求相对较低。在能耗上，单晶由于有拉晶的过程，相对能耗远大于铸造多晶硅。而在晶体形状上，单晶硅的形状比较规则，其中晶体的缺陷明显较少，而多晶硅只满足短程有序，其
形状规则性较差。而在制造成的电池片效率上看，单晶的效率明优于多晶硅，单晶电池片的
转化效率一般能超过百分之二十，而多晶在百分之十几。
6、简述多晶硅的铸造原理及工艺。
多晶硅的生产方法主要包含：SiCl4法、硅烷法、流化床法、西门子改良法
而太阳能级多晶硅还包含以下方法生产：冶金法、气液沉淀法、重掺硅废料提纯法多晶硅的提纯一般来自于工业硅，其原理工艺如下：
生成三氯氢硅：Si(s)+3HCI(g) cSiHCl3(g)+H2+Q
提纯三氯氢硅：萃取法、络合物法、固体吸附法、部分水解法、精馏法
通过氢气还原三氯氢硅生成高纯度硅、铸锭
7、晶体生长中调平固液界面的目的是什么？有哪些主要方法？
目的：当拉晶是固液界面并不平坦，对于分凝系数不为1的杂质而言，会导致产生的单晶硅
的径向电阻率有较大的不均匀性。
方法：
1、调整晶体生长的热系统，使热场的径向温度梯度减小
2、调节拉晶的运行参数，例如对于凸向熔体的界面加快拉速，增加其凝固速度增加利用结晶潜热使界面趋于平坦。
3、调整晶体或者坩埚的转速，调整高温液流的增减
4、增大坩埚内径与晶体直径的比值
8、直拉法生长单晶硅拉晶过程有哪几个主要阶段？缩颈的主要目的是什么？
主要阶段：籽晶熔接、引晶和缩颈、放肩、等径生长、收晶
缩颈的主要目的：缩颈是指在引晶后略为降低温度，提高拉速，拉一段直径比籽晶细的部分。
其目的是排除接触不良引起的多晶和尽量消除籽晶内原有位错的延伸。
9、解释晶体硅中缺陷和深能级杂质对电池效率的影响。
晶体硅中存在缺陷后，会在硅晶体能带的禁带中引入缺陷能级，形成一定的复合中心，减少
电池中的载流子浓度，从一定角度上降低电池的效率。
而深能级杂质的电离能较大，主要起到了复合中心和陷阱的作用，会将载流子进行复合和束缚，同样存在一定的降低载流子浓度的作用，从一定程度上会降低电池的效率。
1画出硅太阳能电池制造工艺流程简要方框图。
硅片加工T化学清洗和抛光T涂源扩散T真空蒸镀制备上电极T化学镀镍制备下电极T边缘腐蚀T 中间测试分档T引线浸锡T蒸镀反射膜T总测分类
2、框图简要说明硅片制备主要工艺流程。
单晶生长T整形T切片T晶片研磨及磨边T蚀刻T抛光T硅片检测T打包
3、说明晶棒切割的主要方式及特点。
晶棒切割主要通过使用内圆切割、外圆切割、多线切割等方式进行切割。
无论是内圆切割方式还是外圆切割方式，受制于刀片的厚度，对于硅料的使用率和本身硅片
的厚度都有很强的局限性。而相对较新的多线切割在材料的利用和硅片厚度上明显较为出色。多线切割由于使用细钢丝替换刀片，使得材料的利用率大大上升，同时也能大大降低硅
片的厚度。
4、为什么要消除硅片加工时产生的表面损伤层？简要说明消除步骤及特点。
在切割、研磨和抛光过程中，会带来表面损伤层。尤其在切割和研磨过程中表面形成一个晶格高度扭曲层和一个较深的弹性变形层。退货或者扩散加热时，弹性应力消失，产生高密度
位错层。如此引进的二次缺陷比单晶生长时引进的多得多，从而产生无穷多的载流子复合中
心，使光生载流子的寿命大大降低，无法被内建电场分离。
化学抛光：使用“ 0P4腐蚀液分两次抛光硅片，总时间3~5分钟，抛光后用王水或者酸性
双氧水清除残存离子型杂质和原子型杂质。
化学抛光只能去除一定限度的表面损伤层。
化学机械抛光：
氧化铬抛光：速度快，工艺较易掌握，但抛光损伤层较厚
硅胶化学机械抛光：利用二氧化硅胶体或者近胶体状溶液进行抛光，是抛光损伤层最小的一
种方法。
5、硅太阳能电池主要通过扩散在表面制备PN结。什么是恒定源扩散？
扩散过程中，认为硅片周围的杂质浓度是恒定的，不随时间而改变，硅片表面的杂质浓度Ns保持不变，始终等于源相中的杂质浓度，称这种情况为恒定源扩散。
6、硅太阳能电池主要通过扩散在表面制备PN结。什么是恒量源扩散？
在扩散前，用预扩散或者真空沉积法，使硅片表面具有一定量的杂质源Q,整个扩散过程中
不再加源，因而整个扩散过程中杂质源的总量Q保持不变，随着扩散深度增加，表面浓度不断下降。
7、硅太阳能电池主要通过扩散在表面制备PN结。如何对扩散参数进行控制？
扩散温度与时间：通常，在不影响PN结特性的前提下，扩散温度选择高些，可以缩短扩散
时间，有利于生产。在恒定表面浓度扩散时，时间越长，扩散入硅的杂志总量增加，结深增加；在恒量扩散时，时间增加，表面浓度增加，结深增加。而相对温度的控制要求更加精准。扩散结深的测定：把扩散过的硅片磨出1~5度的斜角，常用硫酸铜溶液染色法或者氢氟酸溶液染色法。
薄层电阻的测定：四探针法测量
8、如何用四探针法测量薄层电阻？并画出简明电路图。
测量装置由电位差计、检流计、毫安表、滑动变阻器、测量头、电源组成。测量头由四根彼
此相距S的钨丝探针组成。测量时将探针压在硅片表面，外面两根探针通电流I，测量中间
的电压。若测试样品尺寸比探针间距大得多，则薄层电阻为：R D =4.5324V/I
实际硅片是有一定大小的，要采用校正因子C表示：RZI =C?V/I (C可通过查表获得)
9、在1Q?cm的N型硅片上进行恒定源扩硼制得电池，测得F O =30Q / 口，xj=0.4卩m试求其表面浓度Ns。由p -N图得到1 Q?cm对应浓度为1016 cm-3。
d =1 -( 30X 0.4 X 10-4 ) =8.33 X 102cm-2
查“ P型与误差分布扩散层的平均电导率”中的x/xj=0曲线，得Ns=5X 1020个/厘米3
10、推导电池表面串联电阻和方块电阻及栅线条数的关系。
串联电阻：Rs=Rb+R： +R Q
若电池片只有一条栅线，则串联电阻为：Rs=p?d/(Lxj)
代入平均电阻率得：Rs= R O?d/L
在增加栅线的情况下。设细栅线m条，间距为sd,则：d=0.25sd
若主栅线宽度和电池片宽度比较可以省略，L为细栅线侧边总和：L=d?2m
代入后得：Rs=RO? s/ (8dm)
对于正方形电池片，则s/d=1/m，可得：Rs=R O / (8m2)
可见m越大，Rs越小。
11、试求硅太阳能电池表面减反射层的最佳厚度。
减反射层在光学性质上必须满足两个条件：1) n1n3=n22; 2) n2d=0.25 ?入(2L-1 ) ( L为正
整数)n1 ：覆盖层的折射率；n3：电池折射率；n2:减反射层折射率；入：波长
若没有覆盖层时，表面是空气n1=1。对于硅电池，n3=3.4~4.0，则根据条件一可知n2的范围是在
1.8到
2.0之间。取太阳光谱波长为0.4~1.1微米，将条件和n2代入条件2),得到减反射膜的厚度
d>800埃
昆明理工大学2010年硕士研究生招生入学考试试卷(A卷) 考试科目代码：810 考试科目名称：机械原理 试卷适用招生专业：080201机械制造及其自动化、080202机械电子工程、080203机械设计及理论、080204车辆工程、430102机械工程 考生答题须知 1．所有题目（包括填空、选择、图表等类型题目）答题答案必须做在考点发给的答题纸上，做在本试卷册上无效。 请考生务必在答题纸上写清题号。 2．评卷时不评阅本试卷册，答题如有做在本试卷册上而影响成绩的，后果由考生自己负责。 3．答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答（画图可用铅笔），用其它笔答题不给分。 4．答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。
2、试求机构在图示位置的全部瞬心。（10分） 3、标出图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过90度后推杆的位移。（10分） 四、（15分，所有考生做）计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出。 五、计算题 A B C 2 3 1 4
1、在图示的车床变速箱中，移动三联齿轮a 使齿轮3’和4’啮合。又移动双联齿轮b 使齿轮5’和6’啮合。已知各轮的齿数为48',50',42',38',58,42654321======z z z z z z ，电动机的转速 m in /14451r n =，求带轮转速的大小和方向。 (10分，所有考生做) 2、已知一渐开线规范外啮合圆柱齿轮机构，其模数mm m 10=，中心距mm a 350=，传动比 5/912=i ，试计算该齿轮机构的几何尺寸（各轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、 齿厚）。（16分，所有考生做） 3、在图示的轮系中，已知各轮的齿数20,50,40,60,2536421======z z z z z z （右旋） ，且各轮均为正确安装的规范齿轮，各齿轮的模数相同。当轮1以900r/min 按图示方向转动时，求轮6转速的大小和方向。 （全日制学术型，15分）
锂离子电池的工作原理 锂离子电池的结构如图2.1和图2.2 所示，一般由正极、负极和高分子隔膜构成。 锂离子电池的正极材料必须有能够接纳锂离子的位置和扩散路径，目前应用性能较好的正极材料是具有高插入电位的层状结构的过渡金属氧化物和锂的化合物，如Li x CoO2，Li x NiO2以及尖晶石结构的LiMn2O4等，这些正极材料的插锂电位都可以达到4V以上。负极材料一般用锂碳层间化合物Li x C6，其电解质一般采用溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6的有机溶液。典型的锂离子蓄电池体系由碳负极(焦炭、石墨)、正极氧化钴锂(Li x CoO2）和有机电解液三部分组成。 锂离子电池的电化学表达式： 正极反应： 负极反应： 电池反应： 式中：M=Co、Ni、Fe、W等。 图2.1 锂离子电池结构示意图图2.2 圆柱形锂离子电池结构图锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，此时负极处于富锂态，正极处于贫锂态；放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态，负极处于贫锂态。锂离子电池的工作电压与构成电极的锂离子嵌入化合物本身及锂离子的浓度有关。因此，在充放电循环时，Li+分别在正负极上发生“嵌入-脱嵌”反应，Li+便在正负极之间来回移动，所以，人们又形象地把锂离子电池称为“摇椅电池”或“摇摆电池”。 锂离子蓄电池是在锂蓄电池的基础上发展起来的先进蓄电池，它基本解决了
困扰锂蓄电池发展的两个技术难题，即安全性差和充放电寿命短的问题。锂离子电池与锂电池在原理上的相同之处是：在两种电池中都采用了一种能使锂离子嵌入和脱嵌的金属氧化物或硫化物作为正极，采用一种有机溶剂—无机盐体系作为电解质。不同之处是：在锂离子电池中采用使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极。因此，这种电池的工作原理更加简单，在电池工作过程中，仅仅是锂离子从一个电极(脱嵌)后进入另一个电极(嵌入)的过程。具体来说，当电池充电时锂离子是从正极中脱嵌，在碳负极中嵌入，放电时反之。在充放电过程中没有晶形变化，故具有较好的安全性和较长的充放电寿命。 锂离子电池的主要性能 锂离子电池的额定电压为3.6V（少数的是3.7V）。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关：石墨的4.2V；焦炭的4.1V。充电时要求终止充电电压的精度在±1％之内。锂离子电池的终止放电电压为2.4～2.7V（电池厂家给出工作电压范围或终止放电电压的参数略有不同）。高于终止充电电压及低于终止放电时会对电池有损害。 其使用有一定要求：充电温度：0℃～45℃；保存温度：-20℃～+60℃。锂离子电池不适合大电流充放电。一般充电电流不大于1C，放电电流不大于2C（C 是电池的容量，如C=950mAh，1C的充电率即充电电流为950mA）。充电、放电在20℃左右效果较好，在负温下不能充电，并且放电效果差[4]，（在-20℃放电效果最差，不仅放电电压低，放电时间比20℃放电时的一半还少）。 锂离子电池的充放电特性 锂离子电池的标称电压为3.6V，充满电压为4.2V，对过充电和过放电都比较敏感。为了最大限度减少锂离子电池易受到的过充电、深放电以及短路的损害，单体锂离子电池的充电电压必须严格限制。其充放电特性如图2-3 锂离子电池的充电特性 锂电池在充电中具有如下的特性: 1.在充电前半段，电压是逐渐上升的; 2.在电压达到4.2V后，内阻变化，电压维持不变; 3.整个过程中，电量不断增加; 4.在接近充满时，充电电流会达到很小的值。 经过多年的研究，已经找到了较好的充电控制方法: 1.涓流充电达到放电终止电压 2. 7V ; 2.使用恒流进行充电，使电压基本达到4.2V。安全电流为小于0.8C; 3.恒流阶段基本能达到电量的80% ;
铅酸蓄电池的结构和工作原理 （一）铅酸蓄电池的结构 铅酸蓄电池主要由正极板组?负极板组?隔板?容器和电解液等构成,其结构如下图所示： 1.极板 铅酸蓄电池的正?负极极板由纯铅制成,上面直接形成有效物质,有些极板用铅镍合金制成栅架,上面涂以有效物质?正极(阳极)的有效物质为褐色的二氧化铅,这层二氧化铅由结合氧化的铅细粒构成,在这些细粒之间能够自由地通过电解液,将正极材料磨成细粒的原因是可以增大其与电解液的接触面积,这样可以增加反应面积,从而减小蓄电池的内阻?负极(阴极)的有效物质为深灰色的海绵状铅?在同一个电池内,同极性的极板片数超过两片者,用金属条连接起来,称为极板组
或极板群?至于极板组内的极板数的多少,随其容量(蓄电能力)的大小而异?为了获得较大的蓄电池容量,常将多片正?负极板分别并联,组成正?负极板组,如下图所示： 安装时,将正?负极板组相互嵌合,中间插入隔板,就形成了单格电池?在每个单格电池中,负极板的片数总要比正极板的片数多一片,从而使每片正极板都处于两片负极板之间,使正极板两侧放电均匀,避免因放电不均匀造成极板拱曲? 2.隔板 在各种类型的铅酸蓄电池中,除少数特殊组合的极板间留有宽大的空隙外,在两极板间均需插入隔板,以防止正?负极板相互接触而发生短路?这种隔板上密布着细小的孔,既可以保证电解液的通过,又可
以阻隔正?负极板之间的接触,控制反应速度,保护电池?隔板有木质?橡胶?微孔橡胶?微孔塑料?玻璃等数种,可根据蓄电池的类型适当选定?吸附式密封蓄电池的隔板是由超细玻璃丝绵制作的,这种隔板可以把电解液吸附在隔板内,吸附式密封蓄电池的名称也是由此而来的? 3.容器 容器是用来盛装电解液和支撑极板的,通常有玻璃容器?衬铅木质容器?硬橡胶容器和塑料容器四种?容器用于盛放电解液和极板组,应该耐酸?耐热?耐震?容器多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成,为整体式结构,底部有凸起的肋条以搁置极板组?壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格,各单格之间用铅质联条串联起来?容器上部使用相同材料的电池盖密封,电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔,用于添加电解液和蒸馏水以及测量电解液密度?温度和液面高度? 4.电解液 铅酸蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯浓硫酸而成的?它的密度高低视铅蓄电池类型和所用极板而定,一般在15℃时为1.200～1.300g/cm3?蓄电池用的电解液(稀硫酸)必须保持纯净,不能含有危害铅酸蓄电池的任何杂质?电解液的作用是给正?负电极之间流动的离子创造一个液体环境,或者说充当离子流动的介质?电解液的相对密度对蓄电池的工作有重要影响,相对密度大,可减少结冰的危险并提
机械原理知识点总结 第一章平面机构的结构分析 (3) 一. 基本概念 (3) 1. 机械: 机器与机构的总称。 (3) 2. 构件与零件 (3) 3. 运动副 (3) 4. 运动副的分类 (3) 5. 运动链 (3) 6. 机构 (3) 二. 基本知识和技能 (3) 1. 机构运动简图的绘制与识别图 (3) 2.平面机构的自由度的计算及机构运动确定性的判别 (3) 3. 机构的结构分析 (4) 第二章平面机构的运动分析 (6) 一. 基本概念: (6) 二. 基本知识和基本技能 (6) 第三章平面连杆机构 (7) 一. 基本概念 (7) （一）平面四杆机构类型与演化 (7) 二）平面四杆机构的性质 (7) 二. 基本知识和基本技能 (8) 第四章凸轮机构 (8) 一.基本知识 (8) （一）名词术语 (8) （二）从动件常用运动规律的特性及选用原则 (8) 三）凸轮机构基本尺寸的确定 (8) 二. 基本技能 (9) （一）根据反转原理作凸轮廓线的图解设计 (9) （二）根据反转原理作凸轮廓线的解析设计 (10) （三）其他 (10) 第五章齿轮机构 (10) 一. 基本知识 (10) （一）啮合原理 (10) （二）渐开线齿轮——直齿圆柱齿轮 (11) （三）其它齿轮机构，应知道： (12) 第六章轮系 (14) 一. 定轴轮系的传动比 (14) 二.基本周转（差动）轮系的传动比 (14)
三.复合轮系的传动比 (15) 第七章其它机构 (15) 1.万向联轴节： (15) 2.螺旋机构 (16) 3.棘轮机构 (16) 4. 槽轮机构 (16) 6. 不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构 (17) 7. 组合机构 (17) 第九章平面机构的力分析 (17) 一. 基本概念 (17) （一）作用在机械上的力 (17) （二）构件的惯性力 (17) （三）运动副中的摩擦力（摩擦力矩）与总反力的作用线 (17) 二. 基本技能 (18) 第十章平面机构的平衡 (18) 一、基本概念 (18) （一）刚性转子的静平衡条件 (18) （二）刚性转子的动平衡条件 (18) （三）许用不平衡量及平衡精度 (18) （四）机构的平衡（机架上的平衡） (18) 二. 基本技能 (18) （一）刚性转子的静平衡计算 (18) （二）刚性转子的动平衡计算 (18) 第十一章机器的机械效率 (18) 一、基本知识 (19) （一）机械的效率 (19) （二）机械的自锁 (19) 二. 基本技能 (20) 第十二章机械的运转及调速 (20) 一. 基本知识 (20) （一）机器的等效动力学模型 (20) （二）机器周期性速度波动的调节 (20) （三）机器非周期性速度波动的调节 (20) 二. 基本技能 (20) （一）等效量的计算 (20) （二）飞轮转动惯量的计算 (20)
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；
什么是零件？什么是构件？什么是部件？ 零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。如齿轮、轴、螺钉等。 构件是组成机器的运动的单元，可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构，这些零件之间无相对运动。如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。 部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体，如减速器、离合器、联轴器。 什么是机械？机构？机器？ 机械是机器和机构的总称。 机构是用来传递与变换运动和力的可动装置。 机器是根据某种使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，可以用来传递或变换能量、物料和信息。
No.2 什么是构件？运动副？运动链 零件：组成构件的制造单元体。 构件：机器人中每一个独立运动单元体称为构件。 运动副：这种由两个构建直接接触而组成的可动联接称为运动副。 高副：凡两构件通过单一点或线接触而构成的运动副称为高副。 低副：通过面接触而构成的运动副统称为低副。 转动副：两构件之间的相对运动为转动，也成铰链。 运动链：构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统成为运动链。机构：在运动链中，某一构件固定成为机架，该运动链便成为机构。
零件→构件→运动副→运动链→机构→机器（后两个简称机械） No.3 四杆机构的基本形式？ ①曲柄摇杆机构 ②双曲柄机构（包含平行四边形机构和反平行四边形机构） ③双摇杆机构
No.4 齿轮机构的分类？ 用于平行轴间的传动的齿轮机构——直齿轮用于相交轴间的传动的齿轮机构——锥齿轮用于交错轴间的传动的齿轮机构——斜齿轮
No.5 齿轮机构的作用和特点是什么？ 齿轮作用：传递空间任意两轴间的运动和动力 齿轮特点：传动功率大，效率高，传动比精确，使用寿命长，工作安全可靠。但一般不是适合长距离传动，能量损耗较大。
1构件：具有确定运动的单元体组成的，这些运动单元体称为构件 零件：组成构件的制造单元体 运动副：两构件直接接触的可动联接 构件的自由度：构件的独立运动数目 运动链：若干个构件通过运动副所构成的系统 机架：固定的构件 原动件：机构中做独立运动的构件 从动件：机构中除原动件外其余的活动构件 运动链→机构：将运动链中的一个构件固定，并且它的一个或几个构件作给定的独立运动时，其余构件便随之作确定的运动，这样运动链就成了机构 2机构运动简图：表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形。机构运动简图必须与原机械具有完全相同的运动特性。 示意图：只为了表明机械的结构，不按比例来绘制简图 3约束和自由度的关系：增加一个约束，构件就失去一个自由度 4机构具有确定运动的条件：机构自由度等于机构的原动件数 5瞬心：在任一瞬间，两构件的运动都可以看作是绕某一重合点的相对转动，该重合点称为他们的瞬心速度中心 绝对瞬心：运动构件上瞬时绝对速度为零的点 相对瞬心：两运动构件上瞬时绝对速度相等的重合点 6摩擦力增大并不是运动副元素材料间摩擦因数发生了变化，而是运动副元素的几何结构形状发生变化所致。 7摩擦圆：对于一具体的轴颈，r和fv为定值，因此ρ为定值，以轴心O 为圆心，ρ为半径做一圆，该圆成为摩擦圆。 8机械自锁：由于摩擦的存在，会出现无论施加多大的驱动力，都不能使机械沿驱动方向产生运动的现象。自锁条件：η≤0 机械发生自锁 9连杆机构（低副机构）：若干个构件通过低副联接所组成的机构 10平面四杆机构基本形式：铰链四杆机构 11曲柄：在两连杆中能做整周回转机构 摇杆：只能在一定角度范围内摆动的构件 周转副：将两构件能做360°相对转动的转动副 摆动副：不能将两构件能做360°相对转动的转动副 12铰链四杆机构的曲柄存在条件：1最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和 2连架杆和机架中有一杆是最短杆 13最短杆为连杆时，该机构为双摇杆机构；最短杆为连架杆时，该机构为曲柄摇杆机构；最短杆为机架时，该机构为双曲柄机构； 14有急回运动：θ≠0时，偏置曲柄滑块机构和导杆机构 无急回运动：对心曲柄滑块机构和双摇杆机构
锂电池的工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
锂离子电池的工作原理 锂离子电池的结构如图2.1和图2.2 所示，一般由正极、负极和高分子隔膜构成。 锂离子电池的正极材料必须有能够接纳锂离子的位置和扩散路径，目前应用性能较好的正极材料是具有高插入电位的层状结构的过渡金属氧化物和锂的化合物，如Li x CoO2，Li x NiO2以及尖晶石结构的LiMn2O4等，这些正极材料的插锂电位都可以达到4V以上。负极材料一般用锂碳层间化合物Li x C6，其电解质一般采用溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6的有机溶液。典型的锂离子蓄电池体系由碳负极(焦炭、石墨)、正极氧化钴锂(Li x CoO2）和有机电解液三部分组成。 锂离子电池的电化学表达式： 正极反应： 负极反应： 电池反应： 式中：M=Co、Ni、Fe、W等。 图2.1 锂离子电池结构示意图图2.2 圆柱形锂离子电池结构图锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，此时负极处于富
锂态，正极处于贫锂态；放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态，负极处于贫锂态。锂离子电池的工作电压与构成电极的锂离子嵌入化合物本身及锂离子的浓度有关。因此，在充放电循环时，Li+分别在正负极上发生“嵌入-脱嵌”反应，Li+便在正负极之间来回移动，所以，人们又形象地把锂离子电池称为“摇椅电池”或“摇摆电池”。 锂离子蓄电池是在锂蓄电池的基础上发展起来的先进蓄电池，它基本解决了困扰锂蓄电池发展的两个技术难题，即安全性差和充放电寿命短的问题。锂离子电池与锂电池在原理上的相同之处是：在两种电池中都采用了一种能使锂离子嵌入和脱嵌的金属氧化物或硫化物作为正极，采用一种有机溶剂—无机盐体系作为电解质。不同之处是：在锂离子电池中采用使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极。因此，这种电池的工作原理更加简单，在电池工作过程中，仅仅是锂离子从一个电极(脱嵌)后进入另一个电极(嵌入)的过程。具体来说，当电池充电时锂离子是从正极中脱嵌，在碳负极中嵌入，放电时反之。在充放电过程中没有晶形变化，故具有较好的安全性和较长的充放电寿命。 锂离子电池的主要性能 锂离子电池的额定电压为3.6V（少数的是3.7V）。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关：石墨的4.2V；焦炭的4.1V。充电时要求终止充电电压的精度在±1％之内。锂离子电池的终止放电电压为2.4～2.7V（电池厂家给出工作电压范围或终止放电电压的参数略有不同）。高于终止充电电压及低于终止放电时会对电池有损害。
微机原理复习知识点 总结
1．所谓的接口其实就是两个部件或两个系统之间的交接部分（位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路）。 2．为了能够进行数据的可靠传输，接口应具备以下功能：数据缓冲及转换功能、设备选择和寻址功能、联络功能、接收解释并执行CPU命令、中断管理功能、可编程功能、（错误检测功能）。 3．接口的基本任务是控制输入和输出。 4．接口中的信息通常有以下三种：数据信息、状态信息和控制信息。5．接口中的设备选择功能是指： 6．接口中的数据缓冲功能是指：将传输的数据进行缓冲，从而对高速工作的CPU与慢速工作的外设起协调和缓冲作用，实现数据传送的同步。 7．接口中的可编程功能是指：接口芯片可有多种工作方式，通过软件编程设置接口工作方式。 8．计算机与外设之间的数据传送有以下几种基本方式：无条件传送方式（同步传送）、程序查询传送（异步传送）、中断传送方式（异步传送）、DMA传送方式（异步传送）。 9．根据不同的数据传输模块和设备，总线的数据传输方式可分为无条件传输、程序查询传送方式、中断传送方式、DMA方式。 10．总线根据其在计算机中的位置，可以分为以下类型：片内总线、内部总线、系统总线、局部总线、外部总线。 11．总线根据其用途和应用场合，可以分为以下类型：片内总线、片间总线、内总线、外总线。ISA总线属于内总线。 12．面向处理器的总线的优点是：可以根据处理器和外设的特点设计出最适合的总线系统从而达到最佳的效果。 13． SCSI总线的中文名为小型计算机系统接口(Small Computer System Interface)，它是 芯的信号线，最多可连接 7 个外设。 14． USB总线的中文名为通用串行接口，它是4芯的信号线，最多可连接127个外设。 15． I/O端口的编码方式有统一编址和端口独立编址。访问端口的方式有直接寻址和间接寻址。PC机的地址由16位构成，实际使用中其地址范围为000~3FFH。 16．在计算机中主要有两种寻址方式：端口独立编址和统一编址方式。在端口独立编址方式中，处理器使用专门的I/O指令。 17． 74LS688的主要功能是：8位数字比较器，把输入的8位数据P0-P7和预设的8位数据Q0-Q7进行比较。如果相等输d出0，不等输出1。 主要功能：把输入的8位数据P0-P7和预设的8位数据Q0-Q7进行比较，比较的结果有三种：大于、等于、小于。通过比较器进行地址译码时，只需把某一地址范围和预设的地址进行比较，如果两者相等，说明该地址即为接口地址，可以开始相应的操作。 18． 8086的内部结构从功能上分成总线接口单元BIU和执行单元EU两个单元。 19． 8086有20地址线，寻址空间1M，80286有24根地址线，寻址空间为 16M。 20． 8086/8088有两种工作模式，即最大模式、最小模式，它是由MNMX 决定的。
机械原理知识点归纳总结 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；
二、阀控式蓄电池的工作原理 1．阀控式蓄电池的结构原理 相对于防酸隔暴式蓄电池组就是把所需的电解液在出厂前就注入到极板 和隔板中，没有游离的电解液，通过负极板潮湿来提高吸收氧的能力，为防止电解液减少把蓄电池全密封，所以阀控式铅酸蓄电池又称为“贫液式蓄电池”。 2．阀控式蓄电池的工作原理 阀控式蓄电池在充电过程中和充电终止时会出现水被电解的现象，通常情况下，正极出现氧气，负极出现氢气。由于电池采用免维护极板，使氧气析出时电位提高，加上反应区域和反应速度的不同，使正极出现氧气先于负极出现氢气。由于阀控式蓄电池结构，使电池内部保留一定压力和气体,保证上述反应循环进行，与此同时也抑制负极氢气的析出，控制了电池内水分的消耗，因此电池可以密封运行。 三、影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素 在放电终止电压下蓄电池组能放出的最少电量的电池是衡量蓄电池寿命 的主要指标，而与蓄电池容量有关的因素较多，如设计不周密、制造不精良、安装不正确、维护不完善等均对蓄电池的使用寿命有一定的影响。下面主要从使用维护的角度分析影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素。 1．环境温度 环境温度过高对蓄电池使用寿命的影响很大，温度升高时，蓄电池的极板腐蚀将加剧，同时将消耗更多的水，从而使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下可获得较长的寿命，长期运行温度若升高10℃，使用寿命约降低一半。 2．过度充电 长期过充电状态下，正极因析氧反应，水被消耗，H＋增加，从而导致正极附近酸度增加，板栅腐蚀加速，使板栅变薄加速电池的腐蚀，使电池容量降低；同时因水损耗加剧，将使蓄电池有干涸的危险，从而影响蓄电池的寿命。
3．过度放电 蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后，蓄电池长时间为负载供电。当蓄电池被过度放电到其电压过低甚至为零时，会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面，在电池的阴极造成“硫酸盐化”。因硫酸铅是一种绝缘体，它的形成必将对蓄电池的充、放电性能产生很大的负面影响，因此在阴极上形成的硫酸盐越多，蓄电池的内阻越大，电池的充、放电性能就越差，蓄电池的使用寿命就越短。 4．长期浮充电 直流系统的开关电源提供的浮充电流对阀控式蓄电池而言有三个作用：供日常性负载电流、补充蓄电池自放电的损失、维持蓄电池内氧循环。若蓄电池在长期浮充电状态下，只充电而不放电，势必会造成蓄电池的阳极极板钝化，使蓄电池内阻增大，容量大幅下降，从而造成蓄电池使用寿命下降。 四、基站阀控式蓄电池容量损失的成因 在整个通信行业中，移动通信基站为解决通信覆盖问题，建站环境较为复杂，对市电引入的建设因受基站环境条件限制，建设配置要求有所不同，维护要求有所差易，比如许多基站建于城市高楼或郊区高山。客观上讲基站的市电环境大多没有交换局要求得高，但对电池的质量要求较高，给蓄电池组的配置、维护、管理增加了许多困难，阀控式蓄电池的主要维护指标的测试要通过动力环境监控系统来取得,而阀控式蓄电池容量损失主要取决于通信用开关整流电源对电池的充电质量，主要维护取决于开关电源对阀控式蓄电池的充电管理（均浮充控制、电池保护）。及动力环境监控系统是否发挥效用。
00绪论 一、简答题 1、机器应具有什么特征？机器通常由哪三部分组成？各部分的功能是什么？ 二、填空题 5、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。（传递转换） 9、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换 的的组合，叫机器。（确定有用构件） 三、判断题 4、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。（√） 6、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。（√） 03平面机构的自由度和速度分析 一、简答题 1、什么是运动副？运动副的作用是什么？什么是高副？什么是低副？ 3、机构自由度数和原动件数之间具有什么关系？ 5、计算平面机构自由度时，应注意什么问题？ 二、填空题 4、两构件之间作接触的运动副，叫低副。（面） 5、两构件之间作或接触的运动副，叫高副。（点、线） 6、回转副的两构件之间，在接触处只允许孔的轴心线作相对转动。（绕） 7、移动副的两构件之间，在接触处只允许按方向作相对移动。（给定） 13、房门的开关运动，是副在接触处所允许的相对转动。（回转） 15、火车车轮在铁轨上的滚动，属于副。（高）
三、判断题 1、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。（√） 2、凡两构件直接接触，而又相互联接的都叫运动副。（×） 3、运动副是联接，联接也是运动副。（×） 4、运动副的作用，是用来限制或约束构件的自由运动的。（√） 6、两构件通过内表面和外表面直接接触而组成的低副，都是回转副。（×） 9、运动副中，两构件联接形式有点、线和面三种。（×） 10、由于两构件间的联接形式不同，运动副分为低副和高副。（×） 11、点或线接触的运动副称为低副。（×） 14、若机构的自由度数为2，那么该机构共需2个原动件。（√） 15、机构的自由度数应小于原动件数，否则机构不能成立。（×） 16、机构的自由度数应等于原动件数，否则机构不能成立。（√） 四、选择题 1、两个构件直接接触而形成的，称为运动副。（A） a.可动联接； b.联接； c.接触 2、变压器是。（C） a.机器； b.机构； c.既不是机器也不是机构 3、机构具有确定运动的条件是。（C） a.自由度数目＞原动件数目； b.自由度数目＜原动件数目； c.自由度数目= 原动件数目 4.图示机构中有_（A）_虚约束。 （A）1个（B）2个（C）3个（D）没有
《机械原理》基础知识点 1构件：具有确定运动的单元体组成的，这些运动单元体称为构件 零件：组成构件的制造单元体 运动副：两构件直接接触的可动联接 构件的自由度：构件的独立运动数目 运动链：若干个构件通过运动副所构成的系统 机架：固定的构件 原动件：机构中做独立运动的构件 从动件：机构中除原动件外其余的活动构件 运动链→机构：将运动链中的一个构件固定，并且它的一个或几个构件作给定的独立运动时，其余构件便随之作确定的运动，这样运动链就成了机构 2机构运动简图：表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形。机构运动简图必须与原机械具有完全相同的运动特性。 示意图：只为了表明机械的结构，不按比例来绘制简图 3约束和自由度的关系：增加一个约束，构件就失去一个自由度 4机构具有确定运动的条件：机构自由度等于机构的原动件数 5瞬心：在任一瞬间，两构件的运动都可以看作是绕某一重合点的相对转动，该重合点称为他们的瞬心速度中心 绝对瞬心：运动构件上瞬时绝对速度为零的点 相对瞬心：两运动构件上瞬时绝对速度相等的重合点 6摩擦力增大并不是运动副元素材料间摩擦因数发生了变化，而是运动副元素的几何结构形状发生变化所致。 7摩擦圆：对于一具体的轴颈，r和fv为定值，因此ρ为定值，以轴心O为圆心，ρ为半径做一圆，该圆成为摩擦圆。 8机械自锁：由于摩擦的存在，会出现无论施加多大的驱动力，都不能使机械沿驱动方向产生运动的现象。自锁条件：η≤0 机械发生自锁 9连杆机构（低副机构）：若干个构件通过低副联接所组成的机构 10平面四杆机构基本形式：铰链四杆机构 11曲柄：在两连杆中能做整周回转机构 摇杆：只能在一定角度范围内摆动的构件 周转副：将两构件能做360°相对转动的转动副 摆动副：不能将两构件能做360°相对转动的转动副 12铰链四杆机构的曲柄存在条件：1最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和 2连架杆和机架中有一杆是最短杆 13最短杆为连杆时，该机构为双摇杆机构；最短杆为连架杆时，该机构为曲柄摇杆机构；最短杆为机架时，该机构为双曲柄机构； 14有急回运动：θ≠0时，偏置曲柄滑块机构和导杆机构
机械原理》考试知识点 第一篇基本机构及常用机构的运动学设计 第一章绪论 1．了解机械原理的研究对象及主要内容； 2．了解机械原理的地位和作用；3．了解机械原理的学习目的和方法。 第二章机构的结构分析与综合 1．掌握有关机构的概念，如构件、运动副、运动链、杆组等；2．掌握平面机构运动简图的绘制方法和步骤，能根据实际机械正确绘制机构运 动简图； 3．掌握机构具有确定运动的条件及平面机构自由度的计算，并注意复合铰 链、局部自由度和虚约束等情况； 4．掌握平面机构中高副低代的方法，要求代替前后，机构的自由度和机构的瞬 时运动不变； 5．掌握平面低副机构的结构分析和组成原理，能根据给定的机构运动简图进行 拆杆组，进行机构的结构分析，并确定机构的级别。 第三章平面连杆机构及其设计 1．了解平面连杆机构的类型、应用及其主要特点； 2．掌握平面连杆机构特别是它的基本形式——平面铰链四杆机构的一些基本概 念和基本知识及其演化方法和应用； 3．掌握平面连杆机构的运动特性和传力特性：如有曲柄的条件、急回特性和行 程速度变化系数、压力角与传动角、死点位置、运动连续性等； 4．掌握等视角定理及几何法刚体导引机构的设计；5．掌握机构的刚化反转法及几何法函数生成机构的设计；6．掌握急回机构的设计；
7．掌握用速度瞬心法作平面机构的速度分析方法； 8．掌握用相对运动图解法进行机构的运动分析方法； 9．掌握用复数矢量法进行机构的运动分析的方法。 第四章 凸轮机构及其设计 1．掌握凸轮机构的基本概念、凸轮机构的分类及应用； 2．掌握从动件常用的运动规律及从动件运动规律的设计原则； 3．掌握凸轮机构的反转法原理； 4．掌握图解法设计平面凸轮轮廓曲线的设计方法； 5．掌握解析法设计平面凸轮轮廓曲线的设计方法； 6．掌握凸轮机构的压力角及基本尺寸的设计。 第五章 齿轮机构及其设计 10． 掌握标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸的计算。 第六章 轮系及其设计 1．掌握轮系的类型及功用； 1． 了解齿轮机构的类型和应用； 2． 3． 掌握齿廓啮合基本定律； 掌握渐开线的形成及其性4． 5． 掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算； 掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动特点，包括： 1）定传动比； 2）啮合线 与啮合角； 3）中心距的可分性； 3）正确啮合条件； 4）连续传动条件； 标准中心距和安装中心距； 6）无侧隙啮合条件等。 6． 掌握渐开线齿轮的范成法切齿原理、根切现象及最少齿数； 7． 8． 掌握渐开线齿轮的变位和变位齿轮的几何尺寸计算； 掌握平行轴斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合、传动特点及标准几何尺寸计算； 9． 掌握蜗杆蜗轮传动的特点及其基本尺寸的计算；
《机械原理》课程教学大纲 课程名称：机械原理课程代码：MEAU3005 英文名称：Theory of Machines and Mechanisms 课程性质：大类基础课程学分/学时：3学分/54学时 开课学期：第4学期 适用专业：机械工程、机械电子工程、材料成型及控制工程 先修课程：高等数学、工程图学、理论力学、C语言程序设计等 后续课程：无 开课单位：机电工程学院课程负责人：司广琚 大纲执笔人：司广琚大纲审核人：倪俊芳 一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平） 课程性质：机械原理课程是机械类各专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。它的任务是使学生掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。它在培养高级工程技术人才的全局中，具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用。 教学目标：本课程以《理论力学》知识作为理论基础，将所学《理论力学》知识应用到机器和机构分析设计中，但因为机器和机构的复杂和多样性，因而它不是理论力学知识简单重复和堆砌，具有很强的工程实践性。基于此本课程在理论上具有基本概念多、逻辑性强、内容分散等特点，实践上又具有工程中解决问题方法的灵活和巧妙、设计的多方案性、求解问题方法的多样性等特点，是一门理论性和实践性均较强的课程。目标是使学生掌握机构学和机器动力学基本理论、基本知识和基本技能，学会各种常用基本机构分析和综合方法，并具有按照机械使用要求进行机械传动系统方案设计的初步能力和机械创新设计的素质。 本课程的具体教学目标如下： 1.掌握机械、机器、机构、构件、零件等基本概念； 2.掌握平面机构的表示方法和机构运动的基本条件； 3.掌握平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、螺旋机构等机械中常用机构的组成、工作原理、工作特性、应用特点等基本知识。； 4.掌握齿轮系的类型、功用和传动比的计算方法。掌握圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动和蜗杆传动的知识； 5.了解间歇运动机构的类型、基本特性和应用特点； 6.了解机械动力学的基本理论。
铅酸蓄电池的工作原理 1、铅酸蓄电池电动势的产生： A)铅酸蓄电池充电后，正极板是二氧化铅（PbO2），在硫酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质——氢氧化铅（Pb（OH）2），氢氧根离子在溶液中，铅离子（Pb）留在正极板上，故正极板上缺少电子。 B)铅酸蓄电池充电后，负极板是铅（Pb），与电解液中的硫酸（H2SO2）发生反应，变成铅离子（Pb+2），铅离子转移到电解液中，负极板上留下多余的两个电子（2e）。可见，在未接通外电路时（电池开路），由于化学作用，正极板上缺少电子，负极板上多余电子，两极板间就产生了一定的电位差，这就是电池的电动势。 2、铅酸蓄电池放电过程的电化反应： A）铅酸蓄电池放电时，在蓄电池的电位差作用下，负极板上的电子经负载进入正极板形成电流I ，同时在电池内部进行化学反应。 B）负极板上每个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子（Pb+2）与电解液中的硫酸根离子（SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。 C）正极板的铅离子（Pb+4）得到来自负极的两个电子（2e）后，变成二价铅离子（Pb+2）与电解液中的硫酸根离子（SO4-2）反应，在极板上生成难溶的硫酸铅（PbSO4）。正极板水解出的氧离子（O2）与电解液中的氢离子（H+）反应，生成稳定物质水. D）电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极，在电池内部形成电流，整个回路形成，蓄电池向外持续放电。 E）放电时H2SO4浓度不断下降，正负极上的硫酸铅（PbSO2）增加，电池内阻增大（硫酸铅不导电），电解液浓度下降，电池电动势降低。 F）化学反应式为： 正极活性物质电解液负极活性物质正极生成物电解液生成物负极生成物↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ PbO2 + H2SO4 + Pb → PbSO4 + 2H2O + PbSO4 氧化铅稀硫酸铅硫酸铅水硫酸铅 3、铅酸蓄电池充电过程的电化反应 A）充电时，应在外接一直流电源（充电极或整流器），使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质，并把外界的电能转变为化学能储存起来。 B）在正极板上，在外界电流的作用下，硫酸铅被离解为二价铅离子（Pb ）和硫酸根负离子(SO4￣2)由于外电源不断从正极吸取电子，则正极板附近游离的二价铅离子（Pb ）不断放出两个电子来补充，变成四价铅离子（Pb ），并与水继续反应，最终在正极极板上生成二氧化铅（PbO ）。 C）在负极板上，在外界电流的作用下，硫酸铅被离解为二价铅离子（Pb ）和硫酸根负离子（SO4￣2），由于负
第二讲平面机构的运动分析 一用速度瞬心法作机构的速度分析 1 速度瞬心的定义：作平面相对运动两构件上任一瞬时其速度相等的点，称为这个瞬时的速度中心。分类： 相对瞬心－重合点绝对速度不为零绝对瞬心－重合点绝对速度为零 2 瞬心数目 K＝N(N-1)/2 3 机构瞬心位置的确定 直接观察法：适用于求通过运动副直接相联的两构件瞬心位置。 １）两构件组成转动副时，转动副中心即是它们的瞬心。 ２）若两构件组成移动副时，其瞬心位于移动方向的垂直无穷远处。 ３）若两构件形成纯滚动的高副时，其高副接触点就是它们的瞬心。 ４）若两构件组成滚动兼滑动的高副时，其瞬心应位于过接触点的公法线上。 不直接形成运动副的两构件利用三心定理来确定其具体位置。 三心定理：三个彼此作平面平行运动的构件共有三个瞬心，且它们位于同一条直线上。此法特别适用于两构件不直接相联的场合。 4传动比的计算 ωi /ωj＝P1j P ij / P1i P ij 两构件的角速度之比等于绝对瞬心至相对瞬心的距离之反比 5.角速度方向的确定 相对瞬心位于两绝对瞬心的同一侧，两构件转向相同 相对瞬心位于两绝对瞬心之间，两构件转向相反。 常见题型： 1.速度瞬心的求解、 2利用速度瞬心求解速度。
二、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析 1．同一构件上两点之间速度，加速度的关系。 ①由各速度矢量构成的图形称为速度多边形（或速度图）；由各加速度矢量构成的图形称为加速度多边形（或加速度图）。p ，' p 称为极点。 ②在速度多边形中，由极点p 向外放射的矢量，代表构件上相应点的绝对速度。而连接两绝对速度矢端的矢量，则代表构件上相应两点间的相对速度，方向与角标相反，如代表CB v （C 点相对B 点的速度）。 ③在加速度多边形中，由极点' p 向外放射的矢量代表构件上相应点的绝对加速度。而连接两绝对加速度矢量端的矢量代表构件上相应两点间的相对加速度，方向与角标相反。相对加速度可用其法向加速度和切向加速度来表示。 ④极点p 代表机构图上的绝对瞬心。 ⑤构件的速度影像：利用速度影像，若已知构件上两点的速度，可求第三点速度。 ⑥同理' ' 'd c b 称为加速度影像。 ⑦速度影像及加速度影像的相似原理只能应用与同一构件上的各点，而不能应用于机构的不同构件上的各点（例如：不能把图上E 点用影像法求出）。 2．两构件重合点间的速度，加速度的关系 正确判断科氏加速度的存在及其方向：