第二章 机构的结构分析要点

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。

机械原理复习要点第一章：绪论1.机械的分类：从机械原理学科研究的内涵而言，一般认为机械包含机器和机构两个部分。

2.机器的定义：能实现预期运动并完成特定作业任务的机构系统。

特征：(1)机器是一种人造实物组合体，而非自然形成的物体(2)组成机器的各活动部分之间具有确定的相对运动关系(3)机器能够实现不同能量之间的转换或是代替人类完成特定的作业3.机构的定义：能实现预期运动并实现力传递的人为实物组合体。

特征；(1)机构是一种人造实物组合体，而非自然形成的物体(2)组成机构的各活动部分之间具有确定的相对运动关系(3)机构能够把一种运动形式转换成另外一种运动形式或者实现力的传递。

第二章：机构的结构分析1.机构的组成：构件(构成一个独立运动单元的实物组合体)；运动副(两个构件直接接触而又能实现相对运动的可动连接)；运动链(若干个构件经运动副连接而成的构建系统)2.机构的组成规律：机构是由一个机架与一个或几个原动件，再加上若干个从动件组成而成。

机架：作为参考系的固定构件。

主动件：按预定给定运动规律独立运动的构件。

从动件：除主动件外的活动构件。

3.零件：不能够再分拆的单个实物体4.运动副元素：两构件直接接触的表面5.约束：对运动的限制称为约束。

分类：按运动副产生约束数目可以分为I 级副、II 级副、III 级副等；按接触方式分为低副和高副；按相对运动形式分为移动副和转动副以及空间运动副；按始终保持接触的方式分为几何形状封闭运动副、力封闭运动副等6.运动链分类：如果组成运动链的所有构件依次连接形成首尾封闭的系统则称之为闭式运动链，反之则为开式运动链。

7.机构运动简图：表明机构的组成、运动传递过程以及各构件相对运动特征的简单图形；机动示意图：只需表明机构的组成状况和结构特点而不需要严格按照比例尺绘制的简图。

8.机构自由度：机构维持确定运动所必需的的独立运动参数。

平面机构自由度计算公式：)2(3H L P P n F +⨯-⨯=；其中n:活动构件数,P L :低副约束数,P h :高副约束数；空间机构自由度计算公式：)2345(612345P P P P P n F +⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=9.机构具有确定运动的条件：机构的自由度等于原动件的数目第三章：平面连杆机构分析与设计1.平面连杆机构：由若干构件通过低副(转动副、移动副、球面副、球销副、圆柱副及螺栓副等)连接而成，又称为低副机构。

机构运动分析范文1.机构的结构分析：机构的结构可以分为平面机构和空间机构两种类型。

平面机构中的各个刚体和铰链位于同一水平面内；而空间机构则不受这样的限制。

机构的结构分析主要是确定机构的自由度，即机构的独立运动个数。

2.机构的运动转换：机构可以通过各种连接件实现运动转换，将输入运动转化为其中一种特定的输出运动。

运动转换可以通过传动比、速度比和加速度比等参数来描述。

通过运动转换的分析，可以确定机构中各个刚体的运动规律。

3.驱动力分析：在机构运动分析中，需要对驱动力进行分析。

驱动力是指施加在机构上的力或力矩，用于推动机构的运动。

在分析中，需要对驱动力的大小、方向和作用点进行计算和确定。

4.运动学分析：机构的运动学分析主要包括位置、速度和加速度三个方面。

通过运用运动学原理和方法，可以确定机构中各个刚体的位置、速度和加速度，并建立起它们之间的关系。

5.动力学分析：机构的动力学分析研究机构在受到各种外部力作用下的运动规律。

通过应用牛顿力学原理，可以得到机构中各个刚体的动力学方程，并进一步求解得到刚体的运动状态。

机构运动分析在工程设计和机械制造领域具有重要的应用。

通过对机构的运动分析，可以确定机器人、汽车发动机等复杂机械系统的运动规律，为系统的设计和优化提供依据。

此外，机构运动分析还可以用于机械振动、机械传动和机械控制等领域的研究。

在进行机构运动分析时，需要运用刚体力学、运动学和动力学等力学原理和方法。

通过建立机构的几何模型和运动方程，可以解决机构运动分析中的各种问题，并获得机构运动的准确描述。

总结起来，机构运动分析是力学中的重要内容，主要包括机构的结构分析、运动转换、驱动力分析、运动学分析和动力学分析。

通过机构运动分析，可以确定机构的运动规律，为机械设计和制造提供理论基础和指导。

同时，机构运动分析也具有重要的应用价值，可以用于机械工程、机器人、车辆工程等领域的研究和应用。

简图表示法内 容1、 运动副的画法 1）转动副：当回转轴线垂直纸面时，在回转中心处画一个小圆圈即可。

回转轴线不平行纸面时，见左属第4个图。

2）移动副：注意移动方向 3）高副：画出高副接触点处的曲线轮廓，注意曲率中心与构件的实际曲率中心要一致。

2、构件的画法原则：忽略构件的外形和截面尺寸，突出特征尺寸。

1）含两个运动副的构件 2）含三副构件 3）特殊构件：如：齿轮要用点划线或细实线画出相互啮合齿轮的一对节圆； 凸轮、滚子要画出全部轮廓 3、简图的画法（1）分清机构中的原动件，从动件，机架，点清构件个数； （2）分清运动副的种类和数目，确定运动副的位置。

（3）选择恰当的比例尺，选择合理的投影平面（多数构件所在的平面）（4）用规定的线条和符号表示构件和运动副，画图。

例：绘制图1-3鄂式破碎机的机构运动简图如左图所示。

机构运动简图一定要画到最简，构件尽量用直线表示，运动副用规定的符号表示。

内容2-3 平面机构的自由度一、平面机构的自由度机构具有的独立运动的数目，就是机构的自由度。

设机构由N 个构件组成（活动件数目n=N-1），其中含有L P 个低副，H P 个高副，则机构的自由度L H 32F n P P =--二、机构具有确定运动的条件通过计算，三角架、铰链四杆机构、铰链五杆机构的自由度分别为0，1，2，我们知道，若0F ≤，构件的组合不能运动；只有当0F >时，构件的组合才可以运动。

若自由度数大于原动件的个数，运动不确定；若自由度数小于原动件的个数，必将导致薄弱环节的破坏。

所以，机构具有确定运动的条件是：0F >且机构的自由度数等于原动件的个数。

三、计算机构自由度时应注意的事项问题的引出：给出几个机构：平行四边形机构、静定的五杆机构、尖顶滚子从动件盘形凸轮机构，求它们的自由度。

引出：计算平面机构的自由度时，要注意以下特殊问题。

（一）复合铰链若在同一点形成两个或两个以上的转动副，则该点称为复合铰链。

《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1．了解齿轮机构的类型和应用；2．掌握齿廓啮合基本定律；3．掌握渐开线的形成及其性质；4．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；5．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；5）标准中心距和安装中心距；6）无侧隙啮合条件等。