第二章 瞬心

b）以移动副相联的构件1、2, 因两构件上任一重合点间的相 对速度方向均平行于导路故其 瞬心P12 位于垂直导路方向的无 穷远处。 c）当两构件组成纯滚动高副
时，接触点相对速度为零，接
触点即为瞬心点P12。
d） 当两构件组成滑动兼滚动高 副时，因两构件接触点K 处的相 对速度必沿高副公切线方向，故 瞬心P12 一定位于高副公法线n-n 上，具体位置与相对速度 vK1K2 大小有关。 2、三心定理法 三心定理：作平面 运动的三个构件有三个 瞬心，且三个瞬心必在 同一直线上。
铰链四杆机构的机架和连杆总是存在的，因 此，按照连架杆是曲柄还是摇杆可把铰链四杆机 构分为： 曲柄摇杆机构、双曲柄机构、 双摇杆机构。
平面连杆机构的缺点是： 1 (1)运动链较长时机构的误差积累较大；
1
1 1
(2)运动副磨损后，运动副间隙难以补偿；
(3)连杆作平面复合运动，其惯性力（矩）不 因此，连杆机构不能精确实现预定的连续运
易平衡。 动轨迹和运动规律，只能在一些离散点上精确满
足设计要求。此外，连杆机构常用于速度不高的
场合。
§2-1 铰链四杆机构的基本型式和特性
P14
还有两个瞬心P13和P24不能直接确定。需采用 三心定理来确定。
构件1、2、3 的三 个瞬心，P13、P12、P23 应位于同一直线上；
构件1、4、3 的三 个瞬心P13、P14 、P34也 应位于同一直线上。 因此，瞬心P13 一定在P12P23和P14P34两直线 的交点处。
同理，构件2、1、4的三个瞬心在直线P14P12 上， 构件2、3、4 的三个瞬心在直线 P34P23 上，所以交 点就是瞬心P24。
机构速度分析的图解法，有速度瞬心法和矢量方程图 解法等。本节讲解速度瞬心法在平面简单机构上的应用。 一、速度瞬心

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 (18)（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)第一章平面机构的结构分析一. 基本概念1. 机械: 机器与机构的总称。

第2章2-1 何谓构件何谓运动副及运动副元素运动副是如何进行分类的答：参考教材5~7页。

2-2 机构运动简图有何用处它能表示出原机构哪些方面的特征答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，而且也可用来进行动力分析。

2-3 机构具有确定运动的条件是什么当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况答：参考教材12~13页。

2-4 何谓最小阻力定律试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。

2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项答：参考教材15~17页。

2-6 在图2-20所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗为什么答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。

2-7 何谓机构的组成原理何谓基本杆组它具有什么特性如何确定基本杆组的级别及机构的级别答：参考教材18~19页。

2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"“高副低代”应满足的条件是什么答：参考教材20~21页。

2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置)，试画出其机构运动简图，并计算其自由度。

1)折叠桌或折叠椅；2)酒瓶软木塞开盖器；3)衣柜上的弹簧合页；4)可调臂台灯机构；5)剥线钳；6)磁带式录放音机功能键操纵机构；7)洗衣机定时器机构；8)轿车挡风玻璃雨刷机构；9)公共汽车自动开闭门机构；10)挖掘机机械臂机构；…。

2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副试画出仿腿部机构的机构运动简图，并计算其自由度。

2-11图示为一简易冲床的初拟设计方案。

设计者的思路是：动力由齿轮j输入，使轴A连续回转；而固装在轴^上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。

试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取)，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。

3）最高级别为Ⅱ级的基本杆组成的机构称为 Ⅱ级机构。
4）最高级别为Ⅲ级的基本杆组成的机构称为 Ⅲ级机构。 n=2, PL=3， 这种基本杆组称为II级组。 n=4，PL＝6，这种基本杆组称为Ⅲ级组。
机构的级别是以其中含有的杆组的最高级别确定的。
8.平面机构的结构分析
（1）确定机构的组成与级别 （2）平面机构结构分析的步骤：
1)工作阻力：其功称为有效功或输出功； 2)有害阻力：其功为负功，称为损失功。
（3）运动副中的反力：运动副所连接的构件之间的
相互作用力(内力)。
2.移动副总反力方向的确定
运动副中的法向反力与摩擦力 的合力FR21 称为运动副中的总反力，
总反力与法向力之间的夹角φ，称
为摩擦角， 即
φ = arctan f
4.转动副自锁条件
结论 转动副发生自锁的条件为：作用在轴颈上的驱动力为
单力G， 且作用于摩擦圆之内，即a≤ ρ。
G ρ
O
FR21
a
第6章 机械的平衡
1.所谓刚性转子的不平衡，是指由于结构不对称、材料缺陷以及制造 误差等原因而使质量分布不均匀，致使中心惯性主轴与回转轴线不重 合，而产生离心惯性力系的不平衡。根据平衡条件的不同，又可分为 静平衡和动平衡两种情况。
第二章 机构的结构分析
1.机构
将运动链中某一构件固定作为机架，并有一个或几个构件给定 运动规律（原动件），而使其余构件（从动件）具有确定的运动， 则此种运动链称为机构 。
1）机架:机构中特殊的构件，一般情况下机架相对地面固定不动， 即机构中的固定构件。
2）原动件：按给定运动规律独立运动的构件；
3）从动件：机构中其余活动构件， 其运动规律取决于原动件的运动规律、机构的结构和构件的尺寸。