机械原理考研讲义九

机械原理直击考点重点第一部分机构的结构分析本章主要知识点有：机构的组成；机构运动简图及绘制；机构的自由度的计算；平面机构的组成原理和结构分析，以上知识点必须掌握，其中自由度的计算是重中之重。

基础阶段，复习时间是从5月份至8月份，以上基础知识点必须理解掌握。

【例题】计算下面机构的自由度F，指出机构中存在的复合铰链、局部自由度、虚约束。

指出机构具有确定运动应具备的条件。

分析：此题目是第1章机构的结构分析在2009年考过的一道题目，本章主要介绍机构的组成，平面机构运动简图，及机构自由度的计算。

★重点内容：平面机构运动简图及机构自由度的计算▲难点内容：平面机构运动简图该题目即是整本书的重点也是历年的必考点，它重要是因为历年真题都把考核机构的自由度计算作为重中之重，这是必考的知识点。

该题目涉及到的知识点是机构运动简图的识别、机构自由度的计算公式、复合铰链、局部自由度、虚约束的准确识别，机构有确定运动的条件。

这是同学分析题目的第一步，要知道它考的是什么考点（基础复习），第二步要明确命题规律（强化复习），第三步是要站在命题人的角度思考问题（冲刺复习），“如果我是命题组人，为什么出这道题，想考察同学哪方面的能力”。

解题：设运动链中共有PL个低副和PH个高副，平面机构的自由度F=3n —2PL—PH，图中有活动构件n=9，低副PL=13，高副PH=0，其中铰链A处是复合铰链，没有局部自由度和虚约束。

自由度F=3 x 9—2 x 13—0=1，机构具有确定运动的条件是只有一个原动件。

注：解题时头脑中必须概念清晰，掌握扎实的基本知识。

以本题为例，细致分析题目要求，必须清楚复合铰链、局部自由度、虚约束的定义以及机构具有确定运动的条件。

第二部分平面机构的运动分析本章主要知识点有：速度瞬心法；矢量方程图解法，分两种情形：1 统一构件上两点间的速度和加速度的关系，2 两构件上重合点间的速度和加速度的关系；速度多边形及速度影像；加速度多边形及加速度影像；图解法对平面机构进行运动分析；解析法做平面机构的运动分析，其中速度瞬心法和矢量方程图解法是重中之重。

机械原理考研知识点总结一、机械原理的基本概念机械原理是研究物体的运动和静止状态以及它们之间的关系的一门学科。

它主要包括以下几个方面的内容：1.物体的受力分析：包括受力分析的基本概念、牛顿运动定律、连接件的受力分析等内容。

2.物体的运动学分析：包括匀速直线运动、变速直线运动、曲线运动等内容。

3.物体的动力学分析：包括牛顿第二定律、动量守恒等内容。

4.物体的能量分析：包括动能、势能、机械能守恒等内容。

5.物体的工作与能量传递：包括力的做功、功率和机械效率等内容。

二、机械原理的基本理论1.力的概念：力是物体相互作用的结果，是物体的外部作用与内部相互作用的结果。

2.力的效果：力的效果包括加速度、位移、速度、功等。

3.力的平衡：受力物体为静止或匀速直线运动的关系。

4.牛顿运动定律：牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。

5.动量：动量是描述物体运动状态的物理量，包括动量定理、冲量等。

6.能量：能量是描述物体内部和外部相互作用的物理量，包括动能和势能。

7.机械效率：机械效率是描述机械装置能量转换效率的物理量。

8.静力学：静力学是描述物体静止状态和受力平衡的物理学分支。

9.动力学：动力学是描述物体动态运动的物理学分支。

10.机械波动力学：机械波动力学是描述机械波传播和力学振动的物理学分支。

以上就是机械原理的基本理论，也是考研机械工程专业的基础知识之一。

三、机械原理的应用机械原理在机械工程中具有广泛的应用，例如：1.机械设计：机械原理是机械设计的基础，包括机械零件的设计、装配和运动机构的设计等。

2.机械加工：机械原理用于机械加工中，包括机床的选择、切削力的计算等。

3.机械传动：机械原理用于机械传动中，包括齿轮传动、带传动、链传动等。

4.液压传动：机械原理用于液压传动中，包括液压元件设计、液压系统分析等。

5.自动控制：机械原理用于自动控制中，包括机械控制系统、传感器和执行器的设计等。

6.机械振动：机械原理用于机械振动中，包括机械系统振动分析、振动控制等。

目　录考研分析１第一章　绪论７　第１讲　机械原理概述７第二章　机构的结构分析９　第１讲　运动副及自由度计算初步９　第２讲　计算平面机构自由度时应注意的事项１３　第３讲　机构运动简图与平面机构组成１７第三章　平面机构的运动分析２１　第１讲　速度瞬心法２１　第２讲　矢量方程图解法及综合法２５　第３讲　矢量方程图解法中需说明的问题２８第四章　平面机构的力分析３３　第１讲　构件惯性力以及运动副中总反力３３　第２讲　考虑摩擦时机构受力分析３９第五章　机械的效率和自锁４３第六章　机械的平衡４８第七章　机械的运转及其速度波动的调节５３第八章　平面连杆机构及其设计５９　第１讲　平面连杆机构基础知识６０　第２讲　平面连杆机构的设计（一）６５　第３讲　平面连杆机构的设计（二）６８第九章　凸轮机构及其设计７３　第１讲　从动件运动规律及凸轮机构设计７３　第２讲　凸轮机构设计中几个问题７８第十章　齿轮机构及其设计８４　第１讲　齿轮相关定理等理论知识点８５　第２讲　齿轮相关定理等理论知识点习题专练８９　第３讲　齿轮的切制与变位修正９１　第４讲　齿轮参数计算９５第十一章　齿轮系及其设计１０１第十二章　其他常用机构１０７考研分析教材说明　《机械原理》作　者：孙桓，陈作模，葛文杰出版社：高等教育出版社版　次：第七版其他参考书目：书名出版社作者机械原理教程清华大学出版社申永胜机械原理华中科技大学出版社杨家军主编机械原理高等教育出版社邹慧君张春林机械原理高等教育出版社王知行刘廷荣机械原理高等教育出版社郑文纬吴克坚机械原理国防工业出版社安子君机械设计基础高等教育出版社杨可桢试卷分析１．考试形式：①单考机械原理：以大题为主②机械原理＋机械设计合考时：机械原理部分在填空题、选择题、计算题、作图题方面分值分布较为均匀。

侧重于基础知识点及对知识点灵活运用的考核２．考试题型及分值分布：题型单考机械原理时分值分布机械原理＋机械设计时机械原理部分分值分布选择题３５分左右１５～２０分左右填空题判断题问答题２０分左右１０分左右计算题５０分左右２０分左右作图题３０分左右２０分左右设计综合分析题１５分左右与机械设计结构分析交叉出题３．考试内容及分值分布：章节重点难点必考点考试题型分值１绪论填空选择２机构的结构分析√√√计算填空选择问答１５～２５３平面机构的运动分析√√√作图填空１０～２０４平面机构的力分析√√√作图填空１０～２０５机械的效率和自锁√√计算填空１０～１５６机械的平衡√计算选择１０～１５７机械的运转及其速度波动的调节√计算填空选择问答１０～２０８平面连杆机构及其设计√√√作图计算问答１５～３０９凸轮机构及其设计√√作图填空１０～１５１０齿轮机构及其设计√√计算填空选择１５～２０１１齿轮系及其设计√√√计算１５～２０１２其他常用机构√填空选择设计１０４．考试题型及题型考核点分析题型考核点涉及章节备注计算题自由度计算２－２，２－６注意与轮系等组合机构的自由度计算机械效率５－１，４－３，４－４机械自锁条件５－２注意与第四章联合出题刚性转子平衡条件６－２飞轮转动惯量计算７－４等效转动惯量计算７－２，２－３齿轮机构参数计算轮系传动比计算１０－４，１０－５，１０－８，１０－９，１０－１０，１１－２，１１－３，１１－４，１１－７与《机械设计》中齿轮受力分析联合出题作图题瞬心法作机构速度分析矢量方程图解法作机构速度和加速度分析３－２，３－２，３－４注意综合法的运用运动副中摩擦力和支反力的分析４－３，４－４平面四杆机构的作图法设计８－４直动从动件凸轮机构轮廓曲线的设计９－３，９－４齿轮机构啮合区域作图１０－５设计分析综合题机构设计方案的合理性２－３，２－４１．自由度是否为零２．虚约束设计是否合理机构级别的确定２－７１．机构拆分２．机构综合续表题型考核点涉及章节备注设计分析综合题用间歇机构、常用机构组合进行方案设计８－１，８－２，８－３，１２－１，１２－２，１２－３，１２－５，１２－８，１２－９，１２－１０１．熟练掌握各种机构运动特点，注意四杆机构各种变形。

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。

→输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。

→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——运动的关系·F=ma功——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、对一个运动链2、选一构件为机架3、确定原动件（一个或数个）4、原动件运动时，从动件有确定的运动。

§1-3 平面机构运动简图一、用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简图。

二、绘制：15）用规定的符号和线条绘制成间图。

（从原动件开始画）§1-4 平面机构的自由度机构的自由度：机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。

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；渐开线各局部的名称、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；变位齿轮传动的根本理论及设计计算；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Prr bωωOOKr 2 ′′r 1 NNK ′渐开线齿廓能保证定传动比i O P O Pr r 12122121===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 处两内公切线之所夹锐角。

——它等于两齿轮在节圆上角。

3．可分性【知识点3】渐开线各局部的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算 一、齿轮各局部的名称及符号二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸1．渐开线齿轮的五个根本参数：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/πb. 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 。

机械原理讲义全套机械原理是机械工程专业的一门基础课程，它主要研究物体在力的作用下所表现出的相互作用、运动和结构行为。

本文将为大家提供一套机械原理讲义，帮助大家更好地理解和掌握这门课程。

第一章：机械原理的概述1.1机械原理的定义和作用1.2机械原理的研究内容1.3机械原理的研究方法1.4机械原理的发展和应用第二章：受力分析2.1力的概念和表示方法2.2力的合成和分解2.3力的平衡与条件2.4力的作用点和作用线第三章：刚体力学3.1刚体的定义和性质3.2刚体平衡的条件3.3刚体平衡的实例分析3.4刚体平衡的应用第四章：运动学基础4.1机械原理中的运动学概念4.2匀速直线运动和曲线运动4.3加速度和速度与位移的关系4.4运动学中的一些常用公式第五章：动力学基础5.1动量和动量守恒定律5.2力的大小和方向与加速度的关系5.3动力学中的一些常用公式5.4动力学中的实例分析第六章：动力学应用6.1动力学中的斜面问题6.2动力学中的弹簧问题6.3绳索和滑轮在动力学中的应用6.4动力学中的摩擦力分析第七章：静力学应用7.1静力学中的平衡问题7.2静力学中的力矩和杠杆7.3静力学中的悬挂问题7.4静力学中的摩擦力分析第八章：激光原理8.1激光的定义和性质8.2激光的产生和传播8.3激光的应用第九章：机械传动原理9.1机械传动的概念和分类9.2齿轮传动的原理和计算9.3带传动的原理和计算9.4万向节传动的原理和计算第十章：机械结构原理10.1机械结构的定义和分类10.2机械结构的设计原则10.3机械结构的应用和发展趋势10.4机械结构中常见问题的解决方法这套机械原理讲义全面而详细地介绍了机械原理的各个方面，帮助学生建立起对机械原理的理论框架和实践应用。

通过学习这套讲义，学生能够更好地理解机械原理的概念、原理和应用，提高解决实际问题的能力。

希望这套讲义能够对大家学习机械原理有所帮助。

第9章凸轮机构及其设计9.1 复习笔记一、凸轮机构的应用及分类1．凸轮机构的应用（1）相关概念①凸轮a．定义凸轮是指一个具有曲线轮廓或凹槽的构件；b．运动形式凸轮通常为主动件作等速转动，也有作往复摆动或移动的。

②推杆被凸轮直接推动的构件称为推杆，常为从动件。

③反凸轮机构凸轮为从动件而以推杆为主动件的机构称为反凸轮机构。

（2）凸轮机构的特点①优点a．适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就能使推杆得到各种预期的运动规律；b．响应快速，机构简单紧凑。

②缺点a．凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损；b．凸轮制造较困难。

（3）凸轮机构的应用发展①提出了许多适于在高速条件下采用的推杆运动规律以及一些新型凸轮机构；②凸轮机构的计算机辅助设计和制造、反求设计已获得普遍地应用，提高了设计和加工的速度及质量。

2．凸轮机构的分类（1）按凸轮的形状分①盘形凸轮a．具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转；b．作往复直线移动的盘形凸轮，称为移动凸轮。

②圆柱凸轮a．在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件；b．是一种空间凸轮机构，可认为是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。

（2）按推杆的形状分①尖顶推杆a．构造最简单，易磨损；b．只适用于作用力不大和速度较低的场合。

②滚子推杆a．磨损较小，可用来传递较大的动力；b．滚子常采用特制结构的球轴承或滚子轴承。

③平底推杆a．凸轮与平底的接触面间易形成油膜，润滑较好；b．常用于高速传动中。

（3）按推杆的运动形式分①作往复直线运动的直动推杆若轴线通过凸轮的回转轴心，则称为对心直动推杆，否则称为偏置直动推杆。

②作往复摆动的摆动推杆（4）根据凸轮与推杆保持接触的方法不同分①力封闭凸轮机构利用推杆的重力、弹簧力来使推杆与凸轮保持接触；②几何封闭的凸轮机构利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆保持接触。

二、推杆的运动规律1．研究推杆运动的意义（1）根据工作要求选定合适的凸轮机构的形式、推杆的运动规律和有关的基本尺寸；（2）根据选定的推杆运动规律设计凸轮的轮廓曲线；（3）推杆运动的选择，关系到凸轮机构的工作质量。

机械工程专业初试专业课复习资料分析4.3考前三套模拟试题及其解析在距离考研将近30天左右的时间，将给学员下发三套模拟试题。

4.4典型与重点题及其解析针对东南大学机械工程专业的专业课《机械原理》的专业课考试，找到《机械原理》课后习题，以下罗列了课后习题的重点章节的重点题目：第一章：1-3、1-7、1-15、1-16、第二章：2-2、2-4、2-18、2-19、第三章：3-4、3-5、3-9、3-10、3-13、第四章：4-3、4-4、4-9、第五章：5-6、5-8、5-9、5-13、第六章：6-3、6-6、6-7、6-15、6-16、第九章：9-5、第十章：10-2、10-3、10-6、10-7、4.5真题及其解析该专业课可以为考研学生提供15年历年真题，并在真题精讲班中讲解历年真题的各种题型科学解法，同时也告知学员如何分析真题、找出真题的考点、命题规律，如何通过相应题目练习达到掌握相关真题对应知识点的目的。

第五部分东南大学机械工程专业初试专业课考研知识点深度分析综合来说，《机械原理》这几年的题型变化不大，并且趋于稳定，都是大题以大题的问题出现，每年有7-9道大题，难度基本不变，侧重于对基础知识点的掌握以及对知识点的灵活运用，在复习时，对于了解的知识点，复习的时候，要多看指定参考书目，熟悉掌握，课后习题要多加练习，遇到不懂的再回归课本，然后运用自己的知识加以解决；对于熟悉的知识点，也要重点掌握，要巩固，要知道一切的一切都来源于课本，课本才是最重要的；对于掌握的知识点，复习的时候要不断的回头来温习，要懂得温故而知新的道理，必须要求自己在做题时要熟练，再看到习题时就能熟练运动其知识点。

5.2参考书目知识点分析初试专业课《机械原理》总共包括__1__本书，就是招生简章中的指定书目《机械原理（第七版）》（郑文纬吴克坚主编）。

下面我将主讲这本书的复习概要，同学可以做个标注：5.3重点知识点汇总分析（大纲）第六部分东南大学机械工程专业初试专业课整体复习规划大家都知道，考研是一个极具竞争性、选拔性和自学性的考试，在考研学习中，时间管理的恰当与否直接关系到最后的考研成败。

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、２－１４２－１５（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,n=N-1为活动件数低副包括移动副和转动副自由度计算公式： F=3n—2Pl—Ph2、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；Ｆ≥１二、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。