笔记-机械原理总复习

机械原理总复习

绪论

1、机构的组成要素：（构件和运动副）

1）构件和零件的区别：_____________________________________________ 2）运动副的概念及分类

运动副：两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。

a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动

运动副元素分：高副和低副

3）运动链和机构的区别

运动链：两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。

机构：具有确定运动的运动链称为机构。

2、1）机械系统的组成：

2）机电一体化系统的组成（5个要素）：

3）机构与机器的区别：

第一章平面机构具有确定运动的条件：F > 0, 原动件数目等于自由度数目1、机构自由度的计算：F=3n-2*Pl-Ph

注意：①先判别机构有无1）复合铰链；2）局部自由度；3）虚约束；

②判别有无高副；

③计算自由度，一般F=1或2，并比较输入构件个数，看是否有无确定运动。

2 1）运动简图的绘制：

①仔细研究。多少构件？运动副的种类和数目？②选择绘图面。必要时，需加局部视图；③先画机架上的所有固定运动副；④从原动件开始，按照运动传递路线，逐个绘制构件。⑤构件用数字标注，运动副用英文大写字母标注；⑥计算并校核机构的自由度；⑦测量所有运动学尺寸；⑧选择合适的比例尺, 绘制机构运动简图

2）复合铰链的定义：两个以上的构件在同一处以转动副相联。

3）局部自由度：构件局部运动所产生的自由度。

注：出现在加装滚子的场合，计算时应去掉。滚子的作用：滑动摩擦变为滚动摩擦。

4）虚约束的概念及作用以及应用场合（举例）：

虚约束：对机构的运动实际不起作用的约束。计算自由度时应去掉虚约束。

虚约束的引入，一般是为了改善机构受力，增大传递功率或者其它特殊需求；

1、平面连杆机构的形式（3种）：

___________________________________________________

2、演变：转动副化为移动副，倒置（取不同构件为机架），扩大运动副（重点理解原

理）

倒置：

3曲柄存在的条件，平面四杆机构的形式的判断：

4压力角、传动角概念

压力角：______________________________________________________________________ 传动角：________________________________________________________________________ 1)滑块机构是否有曲柄的判断

2)导杆机构

5急回特性的概念及条件（对于曲柄摇杆机构）

当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极位，此两处曲柄之间的夹角θ称为极位夹角。

6死点的概念、位置及应用（包括应用死点和避免死点的方法），举例说明

避免措施：

两组机构错开排列，如火车轮机构; 靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。

7最小传动角的确定

1）对心曲柄滑块机构、导杆机构

2）偏置曲柄滑块机构

3）曲柄摇杆机构：最小传动角出现在主动件与机架共线两处之一。

8刚化反转法

1）按预定连杆位置设计四杆机构

已知:机架长度d和两连架杆三组对应位置。

a)给定连杆两组位置：有无穷多组解

b)给定连杆上铰链BC的三组位置：有唯一解

2）两连架杆预定的对应位置设计四杆机构

已知:机架长度d和两连架杆三组对应位置。

a)固定铰链A、D和连架杆位置，确定活动铰链B、C的位置

①任意选定构件AB的长度；②连接B2 E2、DB2的得△B2 E2D

③绕D 将△B2 E2D旋转φ1 -φ2得B’2点；④连接B3 E3、DB3得△B3 E3D；⑤将

△B3E3D绕D旋转φ1 -φ3得B’3点；⑥由B’1 B’2 B3 三点求圆心C1 。

3）按给定行程速度变化系数设计四杆机构

已知条件：摇杆长度：Lcd、摆角Φ及行程速比系数K

（1）求θ= 180°（K-1）/（K+1）

凸轮是一个具有曲线轮廓的构件。含有凸轮的机构称为凸轮机构。它由凸轮、从动件和机架组成。只需确定适当的凸轮轮廓曲线，即可实现从动件复杂的运动规律；结构简单，运动可靠。缺点：从动件与凸轮接触应力大，易磨损。

1、凸轮基圆的概念，推程运动角、休止角等的定义

凸轮基圆：对于尖顶滚子从动件盘形凸轮机构，以凸轮轮廓最小向径所做半径的圆。

推程运动角：当向径渐增的轮廓AB将从动件以一定运动规律推到离凸轮中心最远的点B’时，凸轮的相应转角。

休止角：从动件尖顶与凸轮接触，从动件处于距凸轮中心最近（或最远）的位置停留不动，其对应的凸轮转角。

2、按从动件上高副元素几何形状分：_______________，______________，_______________

3、刚性突变：

柔性突变：

4运动规律（结合图形记忆公式）

多项式运动规律：一般表达式：s=C0+ C1Φ+ C2Φ2+…+CnΦn

1）等速运动规律

2）等加速等减速运动规律

3）正弦加速度运动规律

4）余弦加速度运动规律

5理论廓线：

实际廓线：

两者的关系：实际廓线是其理论廓线的法线的等距曲线，其距离为Rt。

6凸轮机构压力角计算公式

对于移动从动件：

对于摆动从动件：

7对于滚子从动件凸轮机构为何出现运动失真现象？如何避免？

8偏距e的大小和偏置方位的选择原则

应有利于减小从动件工作行程时的最大压力角。为此应使从动件在工作行程中，点C和点P 位于凸轮回转中心O的同侧，此时凸轮上C点的线速度指向与从动件工作行程的线速度指向相同。

9图解法设计凸轮机构与反转原理

反转原理：给整个凸轮机构施以-ω时，不影响各构件之间的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。

1）对心直动尖顶从动件盘形凸轮；2）偏置直动滚子推杆盘形凸轮；3)对心直动平底推杆盘形凸轮；4)偏置直动尖顶从动件盘形凸轮；5)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构

2）偏置直动滚子推杆盘形凸轮：将滚子中心B假想为尖顶从动件的尖顶；

方法：选取比例尺做出从动件的位移线图，将横坐标等分，过凸轮中心o点画半径rb的基圆，画偏心距e为半径的偏心圆，以-W方向按图示角度细分基圆分别为c1，c2……，过c 做偏心圆的切射线，在切射线上截取对应尖顶位置长度得B，将B连成光滑曲线。

对心直动平底推杆盘形凸轮：取从动件平底表面上的点B0作为假想尖顶从动件的尖顶。

摆动尖顶从动件盘形凸轮机构：选取适当比例尺，做出从动件的位移线图；以0为圆心，以rb为半径作出基圆；以o为圆心，以中心距OA=a为半径作出转轴圆，以-W方向将该圆等分即A0、A1、A2……；以A圆心、从动件杆长l为半径交基圆一点C，再以l为半径作出角位移CAB，B即为从动件尖顶运动轨迹，将B连成光滑曲线。

3）

滚子半径的确定：

凸轮压力角----正压力与推杆上B点速度方向之间的夹角α

1齿轮传动的优缺点：

优点：①传动比稳定②传动效率高；③工作可靠性高；④结构紧凑；⑤使用寿命长。缺点：①制造和安装精度要求较高；②不适宜用于两轴间距离较大的传动

2渐开线齿廓啮合基本定律：

并利用此规律说明两啮合渐开线齿轮作定角速比传动

3渐开线性质、方程式，

4齿轮齿条传动的特点：

5标准齿轮和变位齿轮的概念：

6推导变位齿轮最小齿数，说明根切的条件

7标准直齿圆柱齿轮传动正确啮合条件：

斜齿圆柱齿轮传动正确啮合条件：

8说明中心距可分性：

9斜齿轮的基本参数，几何尺寸的计算

10齿轮传动机构的类型，正变位齿轮的好处

11无侧隙啮合的条件

12选择变位系数的限制条件；p161

·

13公式总结：

1）渐开线极坐标参数方程：

2）重合度：原始公式：直齿轮：

斜齿轮：

齿轮齿条：

3）无侧隙啮合方程：

4）避免根切：①

②

③

5）任意圆齿厚公式：

6）变位齿轮分度圆齿厚、齿槽宽：

7）当量齿轮：斜齿轮：锥齿轮：

8）一个变位齿轮的基本参数计算：

9）一对啮合变位齿轮的基本参数计算：

10）锥齿轮公式补充：

定轴齿轮系：齿轮系传动过程中，其各齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定不变的。

周转齿轮系：在齿轮运转时，其中至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的几何轴线运动的齿轮系称为周转齿轮系。由行星轮、中心轮、转臂和机架组成。行星轮绕自身几何轴线回转（自转），同时随转臂绕中心轮轴线回转（公转）。

复合轮系:既有行星轮系又有定轴轮系或有若干个行星系组合而成的复杂轮系。

1传动比的计算

2行星齿轮系的设计

3周转轮系包括____________________和_____________________其中前者自由度为

____，后者自由度为________。

4差动轮系的应用：

第六章间歇机构

1间歇机构：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构

2间歇机构的定义以及τ的意义：

3各种机构的特点及应用：

1）槽轮的特点及应用：

对于槽轮机构：运动系数

2）棘轮的特点及应用：

3）双万向节的应用：汽车的后桥，

其中输入轴和输出轴速比为1的条件：

第七章机械创新设计

1由一个原动件和一个机架组成的双杆机构，称为基本机构

2最简单的、不能再拆分的、且F＝0的构件组，称为基本杆组。

3机构组成原理：机构＝基本机构＋基本杆组

高副低代：根据一定的条件对平面机构中的高副虚拟地用低副来替代，这种以低副代替高副的方法称为高副低代。

(1)代替前后机构的自由度完全相同。2)代替前后机构的运动状况(位移，速度，加速度)相同。高副低代的关键是找出构成高副的两轮廓曲线在接触点处的曲率中心，然后用一个构件和位于两个曲率中心的两个转动副来代替该高副。

Ⅱ级杆组：２个双副构件。

Ⅲ级杆组：一个三副构件＋3个双副构件

V级杆组

创新设计题：

第八章机械系统动力学设计

1机械平衡的定义：______________________________________________________ 2静平衡和动平衡的区别：_________________________________________________ 3质量代换：____________________________________________________________ 4等效驱动力、力矩的计算

5盈亏功、飞轮转动惯量的计算

平均角速度：

?

=T

m

d

T0

1

?

ω

ω

ωm＝(ωmax +ωmin)/2

对应的转速：n ＝60ωm /2πrpm

ωmax－ωmin 表示了机器主轴速度波动范围的大小，称为绝对不均匀度。但在差值相同的情况下，对平均速度的影响是不一样的。

6在主轴上加装飞轮之后，总的转动惯量为：J=Je+JF

飞轮调速的实质：__________________________________________________

飞轮调速原理：对于一台具体的机械而言，△Wmax、ωm、Je 都是定值，当JF↑→δ↓运转平稳。JF≥△Wmax/（[δ]ω2m）用转速n表示：JF≥900△Wmax/（[δ]n2π2）

出题形式：判断、选择、填空、计算（盈亏功、转动惯量的计算）