机械原理第9讲次

《机械原理》基础知识点《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T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收集于网络，如有侵权请联系管理员删除绝对瞬心：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p为定值，以轴心O 为圆心，p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：耳三0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；收集于网络，如有侵权请联系管理员删除14有急回运动：8工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15死点位置：压力角为90°,传动角为0°。

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1231）2）345§1-4 平面机构的自由度FF>0,三、计算F（1m-1例：F（2（3图1-15作业：P（1（2（3（4F1、=F2、=（一）教学要求1、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3、了解平面机构运动分析的方法，掌握瞬心法对机构进行速度分析4、熟练掌握相对运动图解法（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3、瞬心的概念及求法4、矢量方程，速度和加速度多边形，哥氏加速度，影像法（三）教学内容§2-1 研究机构运动分析的目的和方法一、目的：都必须首先计算其机构的运动参数。

一、平面机构1.什么是机构、运动副、运动链、机构自由度？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机构自由度：机构中各构件相对于机架的所能有的独立运动的数目2.组成机构的基本要素，构件和运动副主要特征，如何判断实际机械的构件及运动副类别？机构基本要素：原动件，从动件，机架构件特征：运动单元体3.何谓机构简图，机构示意图；机构运动简图，机构运动示意图与实际机构有什么异同？机构简图：能准确表达机构运动特性的简单图形，仅用简单的线条和规定符号来代表构件和运动副，按比例表达各运动副相对位置关系机构示意图：仅用符号表示，不按比例4.机构可运动的基本条件：F>0，机构具有确定运动的条件：F>0 原动件数等于机构自由度5.计算平面机构自由度的运动副数目时要注意什么：复合铰链，局部自由度和虚约束a.复合铰链b.局部自由度c.两构件间构成多个运动副d.对运动不起作用的对称部分e.轨迹重合f.两构件上某两点距离不变6.何谓局部自由度，局部自由度常见哪些，作用是什么？局部自由度：与输出件运动无关的自由度7.为什么机构中常有虚约束，不起实际约束作用？省事省力，完全是靠人们的自觉性去维系的，如果真的换成实约束的话，那样会使人消极抵制的那样反而没有采取虚约束的效果好！8.如何处理虚约束，常见的虚约束有哪些？机构中的虚约束常发生在下列情况:1)在机构中如果两构件用转动副联接其联接点的运动轨迹重合,则该联接将带入1个虚约束.2) 如果两构件在多处接触而构成移动副,且移动方向彼此平行,则只能算一个移动副.如果两构件在多处相配合而构成转动副,且转动轴线重合,则只能算一个转动副.如果两构件在多处相接触而构成平面高副,且各接触点处的公法线彼此重合,则只能一个平面高副3)在机构运动的过程中,若两构件上某两点之间的距离始终保持不变,则如用双转动副杆将此两点相联,也将带入1个虚约束,9.运动链，杆组和机构概念上有什么异同？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10.杆组有什么特点，如何确定杆组级别和机构级别，选择不同原动件对杆组级别有无影响？机构级别：最高的杆组级别杆组特点：3n= 2L p 杆组级别：由杆组中包含的最高级别封闭多边行确定11平面运动副最大约束 3 ，最小约束是 0 ，空间运动副最大约束 6 ，最小约束是 012.平面机构中高副有2个自由度，低副有1个自由度，约束数和自由度数关系：和等于3n13.面约束为低副常见的有移动副和转动副，点线接触的为高副常见的有齿轮和凸轮14.在平面运动副中，两构件在多处接触而构成一个运动副的条件为：若构成转动副 若为高副则 若为移动副则15.两构件在多处接触而构成复合平面高副的条件是 ，算 高副，又相当于一个平面 副注：1 自由度计算也可以用这个公式 ..)2(3F p p p n F h l --+-= .p 为虚约束数 .F为局部自由度数2 高副低代时，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3 如果一对齿轮副（包括内外啮合和齿轮齿条啮合）的两轮中心相对位置已被约束，则这对齿轮副仅提供一个约束，即一个高副；如果两轮中心相对位置没有被约束，则提供两个高副相当于一个转动副二、平面机构运动分析1.速度瞬心定义，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相对瞬心：两构件是运动的 绝对瞬心：两构件有一个是静止的2.三心定理表述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。

第五章机械的效率和自锁研究内容：1 机械的效率2 机械的自锁第1讲机械的效率5.1.1 机械效率的概念5.1.２机械效率的计算5.1.３机组效率的计算机械效率的概念及意义：(1) 概念： 机械效率 η 机械损失率 ξ η=W r W d 摩擦损失是不可避免的，总有 ξ >0 和 η < 1；机械效率反映了输入功在机械中的有效利用的程度。

(2) 意义: 降耗节能是国民经济可持续发展的重要任务之一。

机械效率的高低是机械中的一个主要性能指标。

—— 机械的输出功(W r )与输入功(W d )之比—— 机械的损失功(W f )与输入功(W d )之比=1−Wf W d =1−ξ机械效率的计算：1) 以功表示的计算公式 η=W r W d =1−W f W d2) 以功率表示的计算公式 η=P r P d =1−P f P d 3) 以力或力矩表示的计算公式η=F 0F =M 0M实际机械装置 ηF 0v F机械传动装置 Gv Gη=P r P d =Gv G Fv F η0=Gv G F 0v F ＝１即 η=理想驱动力实际驱动力=理想驱动力矩实际驱动力矩机组 ——由若干个机器组成的机械系统整机 ——由若干个机构组成的整台机器 已知机组各机器的效率，便可计算该机组的总效率。

1. 串联机组1) 功率传动特点： 前一机器的输出功率即为后一机器的输入功率。

2) 总机械效率：η=P r P d =P 1P d P 2P 1…P k P k−1=η1η2…ηn⋯1 2kP dP 1P 2P k -1P k串联机组模型结论：串联机组中任一机器效率很低，整个机械效率就会极低；且串联机器的数目越多，机械效率也越低。

2.并联机组1)传动功率特点：机组的输入功率为各机器的输入功率之和，而输出功率为各机器的输出功率之和。

2) 总机械效率：η=P riP di=P1η1+P2η2+⋯+P kηkP1 +P2 +⋯+P kη1 η2 ηkP1η1P1 P2 P kP dP２η２Pｋηｋ结论：⏹并联机组的总效率与各机器的效率和传动功率大小均有关；⏹其总效率主要取决于传动功率大的机器的效率；⏹要提高并联机组的总效率，应着重提高传动功率大的路线的效率。

机械原理课内实验心得体会机械原理课内实验心得体会机械原理课程设计心得体会十几天的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化.在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会.在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,有些人很有责任感,把这样一种事情当成是自己的重要任务,并为之付出了很大的努力,不断的思考自己所遇到的问题.而有些人则不以为然,总觉得自己的弱势…..其实在生活中这样的事情也是很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题.在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的分歧,而不是一味的计较和埋怨.这不仅仅是在类似于这样的协调当中,生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解,相互理解,增进了解,达到谅解…..也许很多问题没有想象中的那么复杂,关键还是看我们的心态,那种处理和解决分歧的心态,因为毕竟我们的出发点都是很好的.课程设计也是一种学习同事优秀品质的过程,比如我组的纪超同学,人家的确有种耐得住寂寞的心态.确实他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程,当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越.我们过去有位老师说得好,有有些事情的产生只是有原因的,别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩,那绝对不是侥幸或者巧合,那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的,这就是一种优良的品质,它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步.在今后的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真….要永远的记住一句话:态度决定一切.一、温故而知新。

机械原理教学大纲一、课程基本信息1、课程名称：机械原理2、课程类别：专业基础课3、课程学分：＿____4、课程总学时：＿____5、先修课程：高等数学、大学物理、机械制图等二、课程目标1、使学生掌握机构的结构分析、运动分析和动力分析的基本理论和方法。

2、让学生了解常用机构的工作原理、运动特性和设计方法。

3、培养学生运用所学知识进行机械系统方案设计和创新的能力。

4、提高学生的工程实践意识和解决实际问题的能力。

三、课程内容1、绪论机械原理的研究对象和内容。

机械的组成和发展趋势。

2、机构的结构分析机构的组成要素。

平面机构的运动简图。

平面机构的自由度计算。

机构的组成原理和结构分类。

3、平面机构的运动分析速度瞬心法在机构速度分析中的应用。

用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析。

4、平面机构的力分析运动副中的摩擦力分析。

考虑摩擦时机构的受力分析。

5、机械的效率和自锁机械的效率计算。

机械的自锁条件。

6、机械的平衡刚性转子的平衡计算。

平面机构的平衡。

7、机械的运转及其速度波动的调节机械的运动方程式。

机械的等效动力学模型。

机械速度波动的调节方法。

8、连杆机构平面连杆机构的类型和应用。

平面连杆机构的工作特性。

平面连杆机构的设计。

9、凸轮机构凸轮机构的类型和应用。

从动件的运动规律。

凸轮轮廓曲线的设计。

10、齿轮机构齿轮机构的类型和特点。

渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸计算。

渐开线齿轮的啮合传动。

齿轮的加工方法和根切现象。

变位齿轮传动。

齿轮传动的失效形式和设计准则。

直齿圆柱齿轮传动的强度计算。

11、轮系轮系的类型和应用。

定轴轮系的传动比计算。

周转轮系的传动比计算。

复合轮系的传动比计算。

12、其他常用机构间歇运动机构。

螺旋机构。

13、机械系统的方案设计机械系统方案设计的过程和内容。

机械系统方案设计的评价方法。

四、课程教学方法1、课堂讲授：通过讲解基本概念、原理和方法，使学生掌握机械原理的核心知识。

2、实验教学：通过实验操作，加深学生对理论知识的理解，提高学生的动手能力和实践创新能力。