机械原理复习资料

第二章 构件 机器中每一个独立的运动单元。 构件的自由度：构件的独立运动参数的数目。一个作平面运动的自由构件有三个自由度。 运动副: 两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接* 1. 平面机构运动简图 用简单的线条和符号来表示构件和运动副，并按比例定出各运动副的位置。这种说明机构各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。 和运动有关的：运动副的类型、数目、相对位置、构件数目 和运动无关的：构件外形、截面尺寸、组成构件的零件数目、 运动副的具体构造 2.运动简图的绘制步骤 (1)分析机构运动，弄清构件数目； (2)判定运动副的类型和数目； ——按接触情况和相对运动 (3)测尺寸（转动副中心距和移动副导路位置方向 (4)从原动件开始按比例画出运动副相对位置和构件（三选——选视图、选比例、选位 置） (5)标注——构件编号、运动副字母、原动件箭头。 3. 平面机构运动简图绘制时注意问题 (1)忽略构件外形，关注运动副关系（转动副回转中心位置；移动副导路位置方向；高副接触点及法线方向） (2)视图平面一般选择为构件的运动平面；

）图示构件长度（）实际构件长度（比例mmml(3)选择各构件处于一般位置（不选特殊位置画）； (4)同一构件用同一数码标注（特别注意机架）。 二、机构具有确定运动的条件 F<0 或 F=0 无法运动 F>0 时 若F>W ；运动不确定 若Ｆ＝Ｗ；确定运动 若F通常，每个原动件只具有一个独立运动，因此，机构自由度数F与原动件数W相等时，机构才能有确定的运动。 结论：机构具有确定运动的条件是: Ｆ＞０且Ｆ等于原动件数W 三、计算平面机构自由度时的注意问题 (1).复合铰链——两个以上的构件同在一处以转动副相连接。Ｋ个构件，构成（Ｋ－１）个转动副。 (2).局部自由度F’ ——不影响其他构件运动的局部运动。 (3).虚约束——重复限制机构运动的约束。 a. 轨迹重合—被连接件上的轨迹和机构上连接点的轨迹完全重合。(火车轮平行四边形机构) b. 移动副导路平行——两构件在多处构成移动副且移动方向彼此平行时，只有一个移动副 起约束作用，其余都是虚约束 c. 转动副轴线重合——两构件有多处接触而构成转动副且转动轴线相互重合时，只有一个转动副起约束作用 (a) (c) (d). 高副接触点公法线重合——两构件在多处接触而构成平面高副且各接触点处的公法线彼此重合时，只有一个高副起约束作用， (e). 对称部分——机构中存在对传递运动不起独立作用的对称部分。 (d) (e) (b) 四. 平面机构的结构分析 ① 正确计算机构自由度。 ② 从远离原动件的构件开始拆杆组 ，先试拆Ⅱ级组，不成， 再拆Ⅲ级组。每拆出一杆组后， 剩下部分仍是一个与原机构有 相同自由度的机构，直至只剩下基本机构。 ③对含高副的机构，进行第②步前，先高副低代。 3). 平面高副机构的分析方法——高副低代 （1）高副低代：将机构中的高副根据一定的条件，虚拟地用低副代替。 （2）高副低代必须满足的条件 方法：高副用一个构件、两个低副代替。过接触点找曲率中心 。 第三章 速度瞬心——互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点。 三心定理：作平面运动的三个构件，共有三个瞬心，它们位于同一 条直线上。 结论：两构件的角速度之比—传动比等于它们的绝对瞬心被相对瞬心所分线段的反比 内分时反向；外分时同向(或者说相对瞬心在两绝对瞬心之间时,两构件转向相反，否则转向相同。)

速度瞬心法总结：

找出已知运动构件和待求运动构件的相对瞬心和它们的绝对瞬心。其中： 绝对瞬心—求一个构件上各点速度； 相对瞬心—找两构件上各点速度关系；绝对（待求）相对待求绝对（已知）相对已知PPPP•• 速度分析小结： 1）每个矢量方程可以求解两个未知要素。 2）在速度图中，p点称为极点，代表所有构件上绝对速度为零的影像点。 3）由p点指向速度图上任意点的矢量均代表机构中对应点的绝对速度。 4）除p点之外，速度图上任意两点间的连线均代表机构中对应两点间相对 速度，其指向与速度的角标相反（ ）。 5）角速度可用构件上任意两点之间的相对速度除以该两点之间的距离来求 得，方向的判定采用矢量平移法（将代表该相对速度的矢量平移到对应 点上）。 6）速度影像原理：同一构件上各点的绝对速度矢量终点构成的多边形与其 在机构图中对应点构成的多边形相似且角标字母绕行顺序相同。 7）当同一构件已知两点速度求第三点速度时才能使用速度影像原理 加速度分析小结： 1）在加速度图中，p，点称为极点，代表所有构件上绝对加速度为零的影像点。 2）由p，点指向加速度图上任意点的矢量均代表机构图中对应点的绝对加速度。 34）除 p′点之外，加速度图中任意两个带“ ′”点间的连线均代表机构图中对 应两点间的相对加速度，其角标与相对加速度的指向相反。 4）角加速度可用构件上任意两点之间的相对切向加速度除于该两点之间的 距离来求得，方向的判定采用矢量平移法（将代表该相对切向加速度的 矢量平移到对应点上）。

bcvCB5）加速度影像原理：在加速度图上，同一构件上各点的绝对加速度矢量终点构成的多边形与机构图中对应点构成的多边形相似且角标字母绕行顺序相同。 6）当同一构件已知两点加速度求第三点加速度时才能使用加速度影像原理 柯氏加速度

2(= 3 )杆块共同转动的角速度 方向判定：按右手规则将四指沿牵连角速度2的矢量方向向相对速度vB3B2 方向握，大拇指方向即为哥氏加速度方向。 第四章(课本例题)P52---59 第五章 §5－1 机械的效率 Wd（输入功（驱动力））=Wr（输出功（生产阻力））+WF（损失功（摩擦等）） 机械效率： = Wr / Wd = 1 - Wf / Wd

机械损失率： = Wf / Wd

+ = 1 损失不可避免 Wf → > 0； < 1 机械效率可表示为： （1） 在克服同样生产阻力（力矩）的情况下，理想驱动力（力矩）与实际驱动力（力矩）之比值 （2） 在同样驱动力（力矩）的情况下，机械所能克服的实际生产阻力（力矩）与理想生产阻力（力矩）之比值

第六章

一、刚性转子的静平衡 平衡原理：在重心的另一侧加上一定的质量，或在重心同侧去掉一些质量，使质心位置落在回转轴线上，而使离心惯性力达到平衡。 特点：若重心不在回转轴线上，则在静止状态下，无论其重心初始在何位置，最终都会落在轴线的铅垂线的下方。这种不平衡现象在静止状态下就能表现出来，故称为静平衡。 计算方法p78—80 二、刚性转子的动平衡 （同上）

第七章

（1） 对于一个复杂的单自由度机械系统，可以等效成为一个简单的定轴转动或移动的模型进行研究。（瞬时） （2）不知道机构真实运动的情况下，可以求出等效量（Fe、Me、me、Je） （3）等效量（Fe、Me、me、Je）均为为机构位置（速度、时间）的函数。 （4）等效量（Fe、Me、me、Je）均为假想的量，不是机构真实的合力、合力矩、总质量和总转动惯量。 ` 急回运动特性 机构极位——曲柄与连杆两次共线时的位置。 摆角——从动件摇杆两极限位置的夹角。 极位夹角——原动件曲柄在机构极位时所夹的锐角。 四杆机构从动件空回行程平均速度与工作行程平均速度的比值称为行程速比系数，用 K 表示： （1） 当 = 0°，K = 1，机构无急回作用。 （2） 当 > 0° ，K > 1，机构有急回作用。 死点位置——从动件的传动角 等于零时机构所处的位置 连杆与曲柄共线。 克服死点的措施： ① 利用惯性,如飞轮。 ② 采用几套相同的机构错位。 ③ 利用虚约束,如蒸汽机车中的平行四边形机构。 死点 极位 自锁 死点和极位为同一位置，只是原动件不同。 死点和自锁关系 死点可认为是不考虑摩擦时的自锁，此时摩擦圆半径ρ为0，驱动力作用线过转动副中心则机构自锁，不能动。

设计如题图所示铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度lCD＝75mm，行程速度

变化系数k＝1.5，机架AD的长度lAD＝100 mm，摇杆的一个极限位置与机架的夹角φ＝45°，用作图法求曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC。 按题意作图，θ=180*（k-1）/(k+1)=36° AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a和连杆b的长度。 设计一个偏心曲柄滑块机构。已知滑块两极限位置之间的距离21CC=50㎜，导路的偏

11180KK距e=20㎜，机构的行程速比系数K=1.5。试确定曲柄和连杆的长度BCABll,。 ：行程速比系数K=1.5，则机构的极位夹角为 选定作图比例，先画出滑块的两个极限位置C1和C2，再分别过点C1、C2作与直线成5490的射线，两射线将于点Ｏ。以点Ｏ为圆心，OC2为半径作圆，最后再作一条与直线C1 C2相距为mme20的直线，该直线与先前所作的圆的交点就是固定铰链点Ａ。作图过程如题24图所示。 直接由图中量取mmAC251，mmAC682，所以 曲柄AB的长

度为mmACAClAB5.2122568212

连杆BC的长度为mmACAClBC5.4622568221 第九章（凸轮设计） 第十章.渐开线齿轮的啮合特点 特性1. 渐开线齿廓满足定传动比 要求i12=ω1/ω2=O2P/ O1P = const i12为常数可减少因速度变化所产生的附加动载荷、振动和噪音，延长齿轮的使用寿命，提高机器的工作精

度。 特性2.齿廓间正压力方向不变 特性3. 渐开线齿轮中心距的可分性 变位齿轮 1用改变刀具与轮坯的相对位置来切制齿轮的方法——变位修正法。变位修正法切制的齿轮——变位齿轮 2刀具沿轮坯径向移动的距离——变位量,用xm表示。 x——变位系数 3刀具远离轮坯中心——正变位，x为正;加工出的齿轮——正变位齿轮 4刀具移近轮坯中心——负变位，x为负; 加工出的齿 轮——负变位齿轮 第十一章（复合轮系传动比 行星轮系中各轮齿数的确定）

2B1B

2C1

C

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21CC

90

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