机械原理
一．机器与机构的组成
1.学习目的：增强对机构的感性认知，提高设计应用能力。
2.机构：由构件组成，且各构件之间应有完全确定的运动关系。
3.机构应用：钳子、夹子
4.运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接，运动副是组成机
构的主要要素
5.运动副类型：
i：转动副，两构件之间只能做相对转动的运动副。
ii：移动副，两个构件只能做相对直线运动的运动副。
iii：曲面副，
iv：球面副，
v：螺旋副，
vi：齿轮副，
6.机器：由机构和运动副组成，作用在于实现能量的转换，完成有用的机械功，
用来减轻或代替人的劳动。
7.举例：单缸四冲程内燃机、直叶罗茨鼓风机、振动式锚头安装机
8.了解内燃机组成
二．平面连杆机构类型及应用
1.若各运动构件均在相互平行的平面内运动，则称为平面连杆机构。铰链四杆
机构（由转动副联接四个构件而形成的机构）是最基本的类型。
2.连杆机构能够实现多种运动规律和运动轨迹要求，解决实现给定的运动规律
和实现预期的运动轨迹等两类基本问题。
3.四杆机构的演化：曲柄摇杆机构（雷达、汽车前窗刮雨器、搅拌机），双曲柄
机构，双摇杆机构（鹤式起重机），偏心轮机构（鄂式破石机），正弦机构（压缩机）
4.铰链机构形式：直动导杆机构，双滑块机构（椭圆仪），摆动导杆机构
5.运用实例：简易插床、牛头刨床、机车传动机构、摄影机平台、飞剪机构三．空间连杆机构
1.在空间连杆机构中，各构件都不在相互平行的平面内运动。组成它的运动副
除转动副和移动副外，还有球面副、球销副、圆柱副以及螺旋副
2.示例：
I：RSSP机构：可称为曲柄滑块机构
II：空间四杆机构
III：联轴器1、2
IV：空间五杆机构
V：萨勒特机构（属于空间六杆机构）
VI：搓元宵机（从结构上看时空间五杆机构）
VII：空间连杆机构
四．凸轮机构
1.可实现各种复杂的运动要求，结构简单紧凑，广泛用于各种机械。通常按凸
轮形状和从动杆特点分类，设计时根据从动杆运动规律来确定凸轮的合理轮廓
2.示例：
尖端推杆机构
滚子机构：能传递较大动力，用于高速传动，摩擦较小
摆动推杆机构
移动凸轮机构
圆柱凸轮机构（空间凸轮机构）
沟槽凸轮机构
共轮凸轮机构
等宽凸轮机构
五．齿轮机构
1.应用广泛，可以用来传递空间任意两轴间的运动和动力，传递平稳，机械效
率高，使用寿命长，工作安全可靠
2.分类：
I、平面齿轮机构：用于两平行轴之间的传动。
齿轮齿条机构
内啮合直齿轮机构
人字齿轮机构
直齿轮机构
斜齿轮机构
II、空间齿轮机构：用于相交轴和交错轴之间的传动
蜗杆涡轮机构
曲齿圆锥齿轮机构
螺旋齿轮机构
六．轮系的类型及功用
1.轮系是由一系列齿轮机构的传动系统。根据轮系运转时各齿轮轴线相对机架
的位置是否都是固定的，可将轮系分为定轴轮系和周转轮系
2.定轴轮系：
平面定轴轮系
空间定轴轮系
3.周转轮系：
2K—H周转轮系：
行星轮系：自由度为1
差动轮系：自由度为2
4.复合轮系1、2
5.轮系的功用
获得较大的传动比：
实现分路传动、变速传动、换向传动
实现运动的合成、分解
6.减速器：摆动针轮减速器、谐波传动减速器（可观看对面的减速器拆装），都
是行星轮系研发而来
七．间歇运动机构（非连续运动）
1.能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇的机构。常用的
间歇机构类型有：棘轮式、槽轮式、凸轮式、不完全齿轮式。
2.棘轮机构
齿式棘轮机构
摩擦式棘轮机构
超越离合器
3.槽轮机构：构造简单，外形尺寸小，机械效率较高平稳的间歇的进行转位，
应用于电影放映机卷片机构
内槽轮机构
外槽轮机构
球面槽轮机构
4.不完全齿轮机构：常应用于计数器，有特殊运动要求的机械
5.凸轮式间歇机构：间歇转位
八．组合机构（实现预订的轨迹和实现预定规律）
1.由几种基本机构组合而成，它比单一的基本机构能够更好地满足生产中所提
出的多种要求，并能提高生产过程的自动化程度。
2.分类：同类机构组合、异类机构组合
3.同类机构组合：联动凸轮机构1、2
4.异类机构组合：
齿轮-连杆机构1、2
凸轮-齿轮机构1、2
凸轮-连杆机构1、2
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 ++=
机械原理复习题 一、机构组成 1、机器中各运动单元称为_________。 A 、零件B、构件 C 、机件D、部件 2、组成机器的制造单元称为_________。 A 、零件B、构件 C 、机件D、部件 3、机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间产生相对运动。 A、可以 B、不能 C、不一定能 4、机构中只有一个。 A、闭式运动链 B、机架 C、从动件 D、原动件 5、通过点、线接触构成的平面运动副称为。 A、转动副 B、移动副 C、高副 6、通过面接触构成的平面运动副称为。 A、低副 B、高副 C、移动副 7、用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副严格按照比例所绘制的机构图形称为__________。 A 、机构运动简图 B 、机构示意图C、运动线图 8、在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为_______。 A、虚约束 B、局部自由度 C、复合铰链 9、基本杆组是自由度等于____________的运动链。 A、0 B、 1 C、原动件数 10、机构运动简图完全能表达原机械具有的运动特性。（） 11、虚约束在计算机构自由度时应除去不计，所以虚约束在机构中没有什么作用。（） 12、虚约束对机构的运动有限制作用。（） 13、在平面内考虑，低副所受的约束数为_________。 14、在平面内考虑，移动副所受的约束数为_________。 15、在平面内考虑，凸轮运动副所受的约束数为_________。 16、一平面机构由两个Ⅱ级杆组和一个Ⅲ级杆组组成，则此机构为_____级机构。 17、一平面机构由三个Ⅱ级杆组和一个Ⅲ级杆组组成，则此机构为_____级机构。 18、曲柄摇杆机构是_____级机构。
“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。
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。
一、判断题 1.构件是机构或机器中独立运动的单元体，也是机械原理研究的对象。( Y ) 2.当其它条件不变时，凸轮的基圆半径越大，则凸轮机构的压力角就越小，机构传力效果越好。( Y ) 3.在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。( Y ) 4.在摆动导杆机构中，若取曲柄为原动件时，机构的最小传动角γmin=0o；而取导杆为原动件时，则机构的最小传动角γmin=90o( N ) 5.在蜗杆传动中，蜗杆的升角等于蜗轮的螺旋角，且蜗杆与蜗轮的螺旋线旋向相同。( Y ) 6.斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在法面上。( Y ) 7.与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是可实现各种预期的运动规律。( Y ) 8.在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。( N ) 9、在平面机构中，一个高副引入二个约束。（N ） 10、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。（N） 11、在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。( Y ) 12、机器的等效质量等于组成该机器的各构件质量的总和。( N ) 13．构件是机构或机器中独立运动的单元体，也是机械原理研究的对象。(Y ) 14．机构具有确定相对运动的条件为：其的自由度>0。( N ) 15．机构当出现死点时，对运动传递是不利的，因此应设法避免；而在夹具设计时，却需要利用机构的死点性质。( Y ) 16．渐开线直齿圆锥齿轮的标准参数取在大端上。( Y) 二、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原动件独立运动数。 2.同一构件上各点的速度多边形必相似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质径积相对地表示。
（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
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。
《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 =
第二章机构的结构分析 一．填空题 1．组成机构的基本要素是和。机构具有确定运动的条件是：。 2．在平面机构中，每一个高副引入个约束，每一个低副引入个约束，所以平面机构自由度的计算公式为F = 。应用该公式时，应注意的事项是： 。 3．机构中各构件都应有确定的运动，但必须满足的条件是： 。 二．综合题 1．根据图示机构，画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。设标有箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么？ 2．计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指明所在之处。 （a）（b） A D E C H G F I B K 1 2 3 4 5 6 7 8 9
3．计算图示各机构的自由度。 （a）（b） （c）（d） （e）（f）
4．计算机构的自由度，并进行机构的结构分析，将其基本杆组拆分出来，指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。 （a）（b） （c）（d） 5．计算机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。如果在该机构中改选FG 为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。
6．试验算图示机构的运动是否确定。如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。 （a）（b）
第三章平面机构的运动分析 一、综合题 1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号 ij P直接在图上标出）。 2、已知图示机构的输入角速度 1,试用瞬心法求机构的输出速度 3 。要求画出相 应的瞬心，写出 3 的表达式，并标明方向。
3、在图示的齿轮--连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。 4、在图示的四杆机构中，AB l =60mm, CD l =90mm, AD l =BC l =120mm, 2ω=10rad/s ，试用瞬心法求： （1）当?=165°时，点C 的速度c v ； （2）当?=165°时，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及其速度的大 小； （3）当0c v =时，?角之值（有两个解）。 5、如图为一速度多边形，请标出矢量AB v 、BC v 、CA v 及矢量A v 、B v 、C v 的方向？ 6、已知图示机构各构件的尺寸，构件1以匀角速度ω1转动，机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图b)、c) 所示。（1）分别写出其速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小，（2）试在图b)、c) 上分别标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向。
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 ′
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复习题 一、填空题 f v ，则螺旋副发生自锁的条 1. 若螺纹的升角为，接触面的当量摩擦系数为 件是。 2. ．在设计滚子从动件盘状凸轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象，则在尺寸参数改变上应采取的措施是。 3. ．对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角等于。 4. ．曲柄滑块机构是改变曲柄摇杆机构中的而形成的。在曲柄滑块机构中改变而形成偏心轮机构。在曲柄滑块机构中以而得到回转导杆机构。 5. ．当原动件作等速转动时，为了使从动件获得间歇的转动，则可以采用 机构。(写出三种机构名称。) 6. ．符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在。静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在位置静止，由此 可确定应加上或去除平衡质量的方向。 7. ．斜齿轮面上的参数是标准值，而斜齿轮尺寸计算是针对面进行的。 8. ．为了减少飞轮的质量和尺寸，应将飞轮安装在轴上。 9. ．蜗轮的螺旋角应蜗杆的升角，且它们的旋向应该。 10 ．运动链成为机构的条件是。 11 ．用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞 轮的转动惯量将越，在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转 动惯量，应将飞轮安装在轴上。 12 ．能实现间歇运动的机构有、、。 13 ．图a）、b）所示直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角数值分别为 和。
14 ．在平面机构中，一个低副引入个约束，而一个高副引入个约束。 15 ．齿轮渐开线的形状取决于。 16 ．斜齿轮的正确啮合条件是。 17 ．移动副的自锁条件是。 18 ．已知一铰链四杆机构ABCD 中，已知l AB 30 mm ，l BC 80 mm ， l CD 130 mm ，l AD 90 mm ，构件AB 为原动件，且AD 为机架，BC 为AD 的对边，那么，此机构为机构。 19 ．对于绕固定轴回转的构件，可以采用的方法使构件上所 有质量的惯性力形成平衡力系，达到回转构件的平衡。若机构中存在作往复运动或 平面复合运动的构件应采用方法，方能使作用于机架上的总 惯性力得到平衡。 20 ．直动从动件盘形凸轮的轮廓形状是由决定的。 二、试计算图示机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度和虚约束，需明确 指出。图中画箭头的构件为原动件，DE 与FG 平行且相等。 L 三、一对心直动尖顶推杆偏心圆凸轮机构，O 为凸轮几何中心，O1为凸轮转动 中心，O 1O=0.5 OA，圆盘半径R=60 mm 。 1.．根据图 a 及上述条件确定基圆半径r0、行程h，C 点压 力角C和D 点接触 时的位移S D 及压力角D。
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。
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:
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
机械原理复习资料 一、填空题 1. 一对正确安装的标准直齿圆柱齿轮传动，为了增大重合度，应把齿轮参数中的齿数增大。 2. 标准渐开线齿轮不发生根切得最少齿数是17 齿。 3. 机构和零件不同，构件是运动的单元，而零件是制造的单元。 4. 用齿条型刀具范成法切制渐开线齿轮时，为使标准齿轮不发生根切，应使刀具的 齿顶线不超过极限啮合点N1。 5. 斜齿轮的标准参数在法面上，圆锥齿轮的标准参数在大端面面上。 6. 机构具有确定运动的条件是机构的自由度应大于零，且机构的原动件数应等于机构的自由度数。 7. 直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮模数相等，分度圆压力角相等。 8. 三角螺纹主要用于联接，而矩形螺纹主要用于传递运动。 9. 在平面机构中，若引入一个高副，将引入 1 个约束，而引入一个低副将引入 2 个约束。 10. 周转轮系由行星轮、行星架、中心架等基本构件组成。 11. 槽轮机构是将主动拨盘的等速回转运动转化为槽轮时动时停的间歇的运动。 12. 铰链四杆机构的三种基本类型是双曲柄机构、曲柄摇杆机构和双摇杆机构。 13. 平面运动副可分为低副和高副两大类。 14. 如果凸轮从动件以等速规律运动，在行程开始和终止位置存在刚性冲击。 15. 行程速比变化系数K= 1 时，没有急回特性。 16. 一对斜齿圆柱齿轮传动，在不改变齿轮的模数和齿数的前提下，可以通过改变螺旋角 的办法改变两齿轮中心距的大小。 17. 机构是由基本杆组、机架和原动件组成的。 18. 从动杆与凸轮轮廓的接触形式有尖子、滚子和平底三种。 19. 在曲柄摇杆机构中，当曲柄和机架两次共线位置时出现最小传动角。 20.凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角越大，而凸轮机构的尺寸越小。
c:\iknow\docshare\data\cur_work\https://www.doczj.com/doc/e212063040.html,\ 武汉理工大学《机械设计》2011年考研强化讲义 第一部分指定教材 机械设计考试教材基本上没有什么变化，历年制定用书情况如下： 2009 《机械设计》彭文生华中理工大学出版社第二版 2008 《机械设计》彭文生华中理工大学出版社第二版 2007 《机械设计》彭文生华中理工大学出版社第二版 《机械设计》濮良贵高等教育出版社，1989 2006 《机械设计》彭文生华中理工大学出版社第二版 《机械设计》濮良贵高等教育出版社，1989 补充资料：1.机械设计02年到08年考研真题 2.机械设计本科教学课件 3.机械设计课程设计指导书（选看） 推荐使用教材： 《机械设计》彭文生李志明黄华梁，高等教育出版社 《机械设计学习指导与习题集（第二版）》杨昂岳，孙立鹏杨武山等，华中科技大学出版社《机械设计与机械原理考研指南（上）》（第二版）彭文生杨家军王均荣，华中科技大学出版社 第二部分分数线、录取人数、公费情况 武汉理工大学机电学院每年录取研究生160名左右，其中免试生占35人左右，强军计划5人左右，除掉以上人数，统考生录取人数约120左右。公费比例60%左右（含免试生），统考生公费比例约45%，但09今天武汉理工大学研究生教育全面改革，将取消公费制度，取而代之的是奖学金制度，具体细则还未确定。但人人都有奖学金，每年按成绩排名重新调整奖学金档次。近三年的录取分数线如下：
由于从09年起机电学院把机械电子工程、机械设计制造及自动化、机械设计及理论这三个专业合并成机械工程统一招生，且专业排名也统一排名，这对外校的学生争取奖学金提供一个个较好的机会。 第三部分专业课复习进度安排 结合自己考研总体复习的情况，有计划的组织复习。建议如下： 12月1日---12月20日：重点看教材和课件，结合讲义，逐章按知识点复习，弄清基本概念和常考点。 12月20日---1月9日：做02---08年真题，理解背诵06、07、08三年内部范围，以及大题的答题演练。 第四部分知识点串讲及强化 （知识点串讲见课件，知识点强化如下） 第一篇机械设计总论 第一章机械设计总论 考题类型 选择题，填空题，问答题 重点、常考点 1机械零件设计准则 2应力分类 3机械零部件中的磨损 4机械零部件中的润滑
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
武汉理工大学考研教育课程考试复习题及参考答案 机械原理 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。