2016年大二下机械原理复习课 (1)
机械原理复习资料

机械原理复习资料第一章机械是机构和机器的总称。
机构是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。
机器是指一种执行机械运动装置,可用来变换和传递能量、物料和信息。
机器按其用途可分为两类:凡将其他形式的能量转换为机械能的机器称为原动机;凡利用机械能来完成有用功的机器称为工作机。
第二章任何机器都是由许多零件组合而成的。
零件是机器中的一个独立制造单元体;构件是机器中的一个独立运动单元体。
运动副是两构件直接接触而构成的可动连接;运动副元素是两构件参与接触而构成运动副的表面。
高副是两构件通过单一点或线接触而构成的运动副通过面接触而构成的运动副称为低副运动链构件通过运动副的连接而构成的相对可动的系统。
具有固定构件的运动链称为机构。
机架机构中的固定构件。
原动件按给定已知运动规律独立运动的构件。
从动件机构中其余活动构件。
机构具有确定运动的条件是:机构的原动件数目应等于机构的自由度数目F。
如果原动件数F,则会导致机构最薄弱环节的损坏。
n为机构的活动构件数目;自由度计算公式F=3n-(2pl+ph)pl 为机构的低副数目;ph为机构的高副数目。
公共约束是指机构中所有构件均受到的共同的约束。
复合铰链由m个构件组成的复合铰链,共有(m-1)个转动副。
同一运动副如果两构件在多处接触而构成运动副,且符合下列情况者,则为同一运动副,即只能算一个运动副。
(1)移动副,且移动方向彼此平行或重合;(2)转动副,且转动轴线重合;(3)平面高副,且各接触点处的公法线彼此重合。
如果两构件在多处接触而构成平面高副,但各接触点处的公法线方向并不彼此重合,则为复合高副,相当于一个低副(移动副或转动副)。
局部自由度是指机构中某些构件所产生的不影响其他构件运动的局部运动的自由度虚约束是指机构中某些运动副带入的对机构运动起重复约束作用的约束,(1)在机构中,如果用转动副连接的是两个构件上运动轨迹相重合的点,该连接将带入是1个虚约束。
(2)在机构运动过程中,如果两构件上两点之间的距离始终保持不变,若用一双副杆将此两点相连,也将带入一个虚约束。
机械原理期末复习资料1

C D
2-3 试计算如图所示的机构的自由度,并指出局部自由度、复合铰链和虚约束,最后判定该机 构是否具有确定的运动规律.
解:F=3n-(2pl+ph)=3×7-(2×9+1)=2 或 F=3n-(2pl+ph-p′)-F′=3×8-(2×12+1-4)-1=2
O
或 F=3n-(2pl+ph-p′)-F′=3×8-(2×12+1-4)-1=2 该机构中 E 处有一个局部自由度;C 处为
通过观察和分析机械的实际构造和运动情况,先搞清楚机械的原动部分和执行部分,然后循 着运动传递的路线,查明组成机构的构件情况和运动副的类别,数目及相对位置情况. ②选择投影面 选平面机构运动平面或运动平面平行的平面为投 影面. ③选取比例尺 μ=(m/mm) 具体画法是:先根据机构的运动尺寸,确定出各运动副的位置(转动副的中心、移动副的导路方 位及高副的接触点等),画上相应的运动副符号;再用简单的线条代表构件,将各运动副连接起 来;最后,要标出构件号数字及运动副的代号字母,画出原动件的运动方向箭头. 3.机构具有确定运动的条件 ⑴机构的自由度是机构具有确定运动时所需的独立运动参数的数目. ⑵为了使机构具有确定的运动,机构的原动件的数目应等于机构的自由度数目. 4.机构自由度的计算 ⑴平面机构自由度的计算公式为 F=3n-(2pl+ph) 式中,F 为机构自由度,n 为机构中活动构件数; pl 为机构中的低副数; ph 为机构中的高副数. ⑵在利用上式计算机构自由度时,应特别注意下列三种情况: A.正确计算运动副的数目 ①两个以上的构件在同一轴线处以转动副相联接,则构成复合铰链,m 个构件以复合铰链相联 接,则构成复合铰链,m 个构件以复合铰链相联结时,构成转动副的数目为(m-1)个. ②两构件在多处配合而构成转动副,且各转动轴线重合,计算ph)=3×6-(2×7+3)=1 或 F=3n-(2pl+ph-p′)-F′=3×6-(2×7+3-0)-0=1
机械原理复习

机械原理复习第2章机构的结构分析1.学习要求1)搞清构件、运动副、约束、⾃由度及运动链等重要概念。
2)能绘制⽐较简单的机械的机构运动简图。
3)能正确计算平⾯机构的⾃由度,并能判断其是否具有确定的运动;对空间机构⾃由度的计算有所了解。
4)对虚约束对机构⼯作性能的影响及机构结构合理设计问题的重要性有所认识。
52.学习的重点及难点本章的重点:构件、运动副、运动链等的概念,机构运动简图的绘制,机构具有确定运动的条件及机构⾃由度的计算。
本章的难点:机构中虚约束的判定问题。
⾄于平⾯机构中的⾼副低代则属于拓宽知识⾯性质的内容。
3. 基本概念题)对平⾯机构的组成原理有所了解。
1)何谓构件?构件与零件有何区别?2)何谓⾼副?何谓低副?在平⾯机构中⾼副和低副⼀般各带⼊⼏个约束?3)何谓运动链?运动链与机构有何联系和区别?4)何谓机构运动简图?它与机构⽰意图有何区别?绘制机构运动简图的⽬的和意义是什么?绘制机构运动简图的主要步骤如何?5)何谓机构的⾃由度?在计算平⾯机构的⾃由度时应注意哪些问题?6)机构具有确定运动的条件是什么? 若不满⾜这⼀条件,机构将会出现什么情况?4. 运动简图绘制题4-1 试画出图⽰泵机构的机构运动简图,并计算其⾃由度。
5. ⾃由度计算题计算下列各图所⽰机构的⾃由度,并指出复合铰链、局部⾃由度和虚约束所在位置第三章平⾯机构的运动分析1.学习要求1)正确理解速度瞬⼼(包括绝对瞬⼼及相对瞬⼼)的概念,并能运⽤“三⼼定理”确定⼀般平⾯机构各瞬⼼的位置。
2)能⽤瞬⼼法对简单⾼、低副机构进⾏速度分析。
3)能⽤⽮量⽅程图解法或解析法对Ⅱ级机构进⾏运动分析。
2.学习的重点及难点本章的学习重点是对Ⅱ级机构进⾏运动分析。
难点是对机构的加速度分析,特别是两构件重合点之间含有哥⽒加速度时的加速度分析。
3. 基本概念题1)何谓速度瞬⼼?相对瞬⼼与绝对瞬⼼有何区别?2)何谓三⼼定理?3)速度瞬⼼法⼀般适⽤于什么场合?能否利⽤速度瞬⼼法对机构进⾏加速度分析?4)何谓速度影像和加速度影像,应⽤影像法必须具备什么条件?要注意哪些问题?5)既然每⼀个构件与其速度图和加速度图之间都存在影像关系,那末整个机构也存在影像关系,对吗?机构中机架的影像在图中的何处?4. 运动分析题4-1 图⽰机构构件l等速转动,⾓速度为。
机械原理复习概要

机械原理复习概要机械原理复习平⾯机构的结构分析1.什么是零件、构件、机构、机器、机械?它们有什么联系?⼜有什么区别?机构应是由两个以上实物体组合成的,把那些构成⼀个运动单元的实物组合体称为构件,⽽把那些不能再拆分的单个实物体称之为零件,零件是单独制造出来的称为独⽴的制造单元。
构件可以是单个零件,也有可能因为装配⼯艺的需要,⽽把若⼲个零件刚性连接成为⼀个运动整体。
构件是组成机构的⼀个基本要素,是⼀个运动单元。
2.何谓运动副和运动副元素?运动副有哪些类型?各有⼏个⾃由度?⽤什么符号表⽰?由两个构件直接接触⽽⼜能实现彼此间相对运动的可动连接被称为运动副,⽽把两构件直接接触的表⾯称为运动副元素。
⼯程中⼀般按以下四种⽅法对运动副进⾏分类:1)按运动副产⽣的约束数⽬分类。
把产⽣⼀个约束的运动副称为Ⅰ级副,⽽产⽣两个约束的运动副称为Ⅱ级副。
依此类推,分别还有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级副。
2)按运动副的接触形式分类。
两个构件的直接接触形式不外乎是点接触、线接触的⾯接触,当运动副元素为点和线接触时,在载荷作⽤下,接触区域内单位⾯积内承载⼒较⼤,应⼒值⾼,称为⾼副。
相对于⾼副⽽⾔,⾯与⾯接触的运动因为应⼒值较低,称为低副。
3)按两构件相对运动形式分类。
两构件组成运动副之后的相对运动若为平⾯运动,则称为平⾯运动副。
平⾯低副中最觉的两种形式分别是:(1)转动副或回转副,⼈称铰链,此时,两构件相对转动。
(2)移动副,相对运动为移动。
3.机构是如何组成的?它必须具备什么条件?当原动件多于或少于机构的⾃由度时,机构将发⽣什么情况?机构是由⼀个机架与⼀个或⼏个原动件,再加上若⼲从动件组合⽽成。
机构具有确定运动的条件是机构的⾃由度等于原动件的数⽬。
当原动件数⽬少于机构的⾃由度时,机构运动是不确定的;⽽当原动件数⽬⼤于机构的⾃由度时,机构将出现运动⼲涉⽽⽆法确定。
4. 什么是机构的⾃由度?如何计算?⾃由度是机构维持确定运动所必需的独⽴运动参数。
机械原理课程复习提纲

连杆机构及其设计(1)基本概念连杆机构平面连杆机构由若干刚性构件(一般多呈杆状和滑块状)用低副联接而组成。
各运动构件均在相互平行的平面上运动。
曲柄连架杆其中能绕定轴作整周回转的构件称为曲柄与机架相连的构件称为连架杆连杆摇杆不与机架相连的构件称为连杆绕定轴作往复摆动的构件称为摇杆(或摆杆)滑块周转副/摆转副只作往复移动的构件称为滑块能够作整周回转的转动副/只能作摆动的转动副曲柄摇杆机构/双曲柄机构/双摇杆机构传动特性/传力特性机构都具有传递和变换运动的功能,由此功能所显示出的特性称为传动特性/机构通常都具有传递和变换“力”的功能,由此功能显示出的特性称为传力特性。
极位夹角从动摇杆在两极限位置时所对应的曲柄两位置所夹锐角行程速比系数(急回系数)压力角α/传动角γ从动件上所受的驱动力P与其力作用点的绝对速度方向间所夹锐角/压力角的余角最大压力角αmax/最小传动角γmin发生在曲柄与机架共线的两个位置死点四杆机构当摇杆或滑块为主动件,由于从动件AB和连杆BC处于共线位置,则机构将无法运动,称为机构的死点位置机构的运动分析在已知各构件几何尺寸及原动件的运动(一般均假定原动件作等速运动)前提下,确定机构中某构件(或构件上某点)的位移、速度和加速度。
机构的运动设计按给定运动等方面要求,在选定机构型式后进行机构运动简图的设计,也即确定各构件的几何尺寸(如两转动副中心间的距离和运动副导路中心线方位等),不涉及机构的具体结构和强度,故称为机构的运动设计。
速度瞬心作相对运动的两刚体的瞬时相对速度为零,瞬时绝对速度相等的重合点绝对速度瞬心/相对速度瞬心如果两刚体都是运动的,其瞬心为相对速度瞬心/两刚体之一是静止的,为绝对速度瞬心三心定理互作平面运动的三个构件有三个瞬心,它们必位于同一直线上(2)有关平面连杆机构特别是它的基本形式——平面铰链四杆机构的基本概念、基本知识及其演化(3)掌握曲柄存在的条件以及平面连杆机构的运动特性铰链四杆机构中,曲柄存在的几何条件是:①连架杆和机架其一为最短;②最短构件与最长构件的长度之和应小于或等于其余两构件长度之和。
机械原理复习要点及基础练习题上课讲义

机械原理各章节复习要点:第一章:机构、机器、机械、构件、零件的概念第二章:组成机构的要素,平面运动副,自由度概念。
计算机构自由度时必须标出复合铰链、虚约束和局部自由度(如有)。
会计算平面机构自由度第三章:用速度瞬心法分析机构速度。
速度瞬心的概念第五章:效率、自锁的概念第七章:稳定状态下机械的周期性速度波动的调节第八章:平面连杆机构的概念,平面连杆机构的基本知识(曲柄条件、判别通则、急回特性、死点位置、传动角压力角…),连杆机构结构尺寸的计算(判别通则的用法,极位夹角,摆角的计算与寻找)第九章:凸轮机构概念,从动件常用运动规律,凸轮机构基本尺寸的确定(机构压力角、基圆半径、滚子半径),凸轮机构的压力角绘制、轮廓曲线绘制第十章:齿轮机构概念、齿廓啮合基本定律、渐开线齿廓及其啮合特点、尺寸计算、正确啮合条件、齿轮传动中心距及啮合角、连续传动条件、重合度计算公式、啮合角计算,渐开线齿廓切制原理与根切、变位齿轮。
齿轮传动的计算第十一章:轮系的概念,定轴轮系的计算,周转轮系的计算,复合轮系的计算。
(特别注意:周转轮系的计算方法,例课后题11-17可以看到周转轮系两个顺序分别为1、2、3以及1、2、2‘、4,因此可以有iH13,iH14两个转化后的轮系)第十二章:棘轮机构与槽轮机构的概念一、机构的结构分析1、机构的自由度等于1时,说明( )有确定运动。
2、机构具有相对运动的条件是什么?3、若机构的自由度F=2,有一个原动件。
机构( ) 运动规律.4、什么是构件?什么是机构?5、什么是机器?6、什么是机械?7、以何为依据确定机构的级?8、什么是Ⅱ级组?请画一例的图形。
9、什么是Ⅲ级组?请画一例的图形10、什么是Ⅳ级组?请画一例的图形11、判断下列图形是否基本组、可否拆分为基本组及杆组的级。
12、什么是机构的自由度?13、什么是复合铰链?14、什么是局部自由度?15、什么是虚约束?16、平面高副提供几个约束,保留几个自由度?平面低副保留几个自由度,提供几个约束?正误判断题(正确记√;错误记 )1,将自由度为零的基本杆组连接到机架上可得到机构()2、将自由度为零的基本杆组连接到机架和原动件上可得到机构()3、自由度为2的机构一定无确定的相对运动()4、自由度为1的机构一定有确定的相对运动()5、自由度与原动件数相等时,机构有确定的相对运动()6、自由度大于零且自由度与原动件数相等时,机构有确定的相对运动()7、平面机构中,一个高副提供一约束,一个低副提供一个自由度()8、平面机构中,一个高副提供一个自由度,一个低副提供一个约束()9、平面机构中,一个高副提供两个自由度,一个低副提供两个约束()10、平面机构中,一个高副提供两个约束,一个低副提供两个自由度()分析计算题:1、箭头所示为原动件,计算图机构的自由度。
演示文稿机械原理总复习课件

局部自由度:计算时将其去除。 虚约束:计算时。首先将引入虚约束的构件及其运动副除 去不计,然后再计算。
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三、机构的组成原理及其结构分析
1、平面机构的高副低代
高副低代的条件是:
◆ 代替前后机构的自由度完全相同:最简单的方法是用一个 含有两个低副的虚拟构件来代替一个高副。
2、定轴轮系的传动比
⑴ 传动比大小
定轴轮系的传动比
所有从动轮齿数的乘积 所有主动轮齿数的乘积
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⑵ 主、从动轮的转向关系 ◆轮系中各轮几何轴线均互相平行:用(-1)m来确定,m为外啮合 对数。若计算结果为正,则说明主、从动轮转向相同;否则说明相反 。 ◆轮系中齿轮的几何轴线不都平行,但首尾两轮的轴线互相平行:
实现构件给定位置
给定连杆两组位置 给定连杆三组位置
给定任意标志线的三组对应位置
实现已知运动规律
给定两连架杆三组对应位置
给定的行程速比系数K设计曲柄 摇杆机构、曲柄滑块机构、导 杆机构
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在铰链四杆机构中,杆长如图所示,构件1为原动件。 (1)判断构件1能否成为曲柄; (2)用作图法求出构件3的最大摆角; (3)用作图法求出最小传动角; (4)当分别固定构件1、2、3、4时,各获得何种机构?
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4、试作图求出图示飞机起落架机构ABCD的铰链点B的具体位置 。已知A、B1、C1三点共线,当AB处于AB2位置时,CD处于C2D
位置。
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第四章
1、凸轮机构的基本参数:基圆、偏距圆、位移、行程 、转角、压力角、推程运动角、回程运动角、远休 止运动角、近休止运动角
机械原理考试复习资料

机械原理课程复习内容一、平面机构自由度的计算二、分析下列机构简图设计是否合理? 若需修改,请绘出修改后的机构简图。
(提示: 标有箭头的构件为主动件)。
(本题共4小题,每小题3分,共12分)三、回答题1. 从加工的角度说明什么情况下会得到标准齿轮?什么情况下会得到正变位齿轮?什么情况下会得到负变位齿轮?2. 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?3. 铰链四杆机构什么条件下会得到曲柄摇杆机构?什么条件下会得到双曲柄机构?什么条件会得到双摇杆机构?4. 什么是机构的压力角?传动角?5. 什么是行程速比系数?6. 什么是凸轮机构的理论轮廓曲线?什么是工作轮廓曲线?7. 什么是刚性冲击?什么是柔性冲击?8. 一对渐开线斜齿齿轮传动正确啮合的条件是什么?9. 一个标准直齿圆柱齿轮(正常齿)在什么情况下会发生根切?10. 什么是斜齿圆柱齿轮的当量齿数?斜齿圆柱齿轮的当量齿数有何作用?11. 斜齿圆柱齿轮传动的优缺点各有哪些?12. 什么是定轴轮系?什么是周转轮系?13. 什么是行星轮系?什么是差动轮系?14. 什么是周转轮系的转化机构?它是什么轮系?15. 常用的间歇运动机构有哪些?16. 为什么很少使用单万向联轴节?而常用双万向联轴节?17. 周期性速度波动和非周期性速度波动的调节方法是什么?18. 什么是单面平衡?什么是双面平衡?各自的应用场合是什么?19. 图示一滚子摆动从动件盘状凸轮机构,因滚子损坏,拟用一外径与原滚子不同的新滚子更换之,试问从动件的运动规律和最大摆角是否会发生变化?为什么?20. 什么是高副低代?什么样的凸轮机构可以通过高副低代永久地转化为连杆机构?试举例说明之。
为什么凸轮机构可以比连杆机构实现更复杂的运动规律?21. 计算平面机构自由度时,应注意哪些事项?四、分析题1. 图示铰链四杆机构中,已知:l BC=50mm,l CD=35mm,l AD=30mm,AD为机架,并且:1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB为曲柄,求l AB的最大值。
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解: n=5
PL=6
PH=2
故该机构自由度为: F=3n-2PL-PH=3×5-2×6-2 = 1 局部自由度:滚子E和B处; 复合铰链:无; 虚约束:移动副C’和F’处。
例13:一轮系如下图所示,已知各轮齿数为:z1=90,z2=60,z2’ =30,z3=30,z3’=24,z4=18,z5=60,z5’=36,z6=32, nA=400r/min,nB=200r/min,转向如图所示,试求:1)行星架nH 大小和转向;2)i1H = ?。 解:(略)
二 考试范围和重点:
1.考试范围:第1章~第9章 2.考试重点:上述各章均有考题,其中重点章节为: 第 1章 第 2章 第 6章
第 7章 第 8章
第 3章
第 5章
三 习题练习 :
例1:在蜗杆传动中,不仅要规定标准模数和标准压力角,还要规 定标准蜗杆直径系数q,其目的为了限制刀具的数目及便于刀具 的标准化。 (a)正确 (b)错误 例2:在槽轮机构设计时,槽轮上的径向槽数Z ≥ 答: 3 。
例3:在齿轮机构中,已知标准中心距a= 120 mm,若实际中心 距为a′= 122 mm,在不改变齿轮的齿数与模数的情况下,可采 用何种办法才能保证这两个齿轮做到无侧隙啮合。 答: 正传动或斜齿轮传动
例4:静质量替代条件是:1) 答:替代前后,该构件质量不变
;2)替代前后,该构件质心位置不变
例5:在渐开线标准直齿轮机构中,若其重合度为 1.4,表明单齿 啮合区长度为 。 A 0.4Pb; B 0.6Pb; C 0.8Pb; D 1.4Pb
四 考试时的注意事项 :
1.考试时间预定在第15周星期二3-4节,具体考试时间和地点 由机械学院教务办彭华湘老师最后确定。 2.考试时,自带作图工具和计算器。 3.考试时间为100分钟,请大家自觉遵守考场纪律。 考试时间:100分钟
选比例尺μv ,绘出该机构的速度矢量图如图(略) 2)该机构的加速度矢量方程:
n t k r a B 3 aB a a a a 3 B3 B2 B3B 2 B3B 2
3)角速度3为顺时针,角加速度 3逆时针。
例12:一机构如下图所示,试计算该机构的自由度,并指出可能 存在的复合铰链、局部自由度和虚约束。
复习课
一 考试题型 二 考试范围
三 习题练习
四 考试时的注意事项
一 考试题型 :
1.填空题(10个,1分/题,共10分) 2.判断题:(10个,1分/题,共10分) 3.选择题:(5个,2分/题,共10分) 4.作图分析题 5.计算题
( 3个,10分+10分+14分,共34分)
( 3个,10分+ 12分+ 14分=36分)
例6:在渐开线标准直齿轮机构中,若其重合度为 1.4,表明双齿 啮合区长度为 。 A 0.4Pb; B 0.6Pb; C 0.8Pb; D 1.4Pb
例7:当标准直齿轮齿数z=13时,用 齿轮,不会发生根切现象。 答: 仿形法
方法来加工该标准
例8:行星轮系的自由度为 答: 1 ; 2
;差动轮系的自由度为___ 。
解: (略)
例11:机构如图(a)所示, 已知ω1=常数,试完成:1)绘制出 该机构的速度矢量图;2)若已知加速度矢量图(如下图所示), 写出加速度矢量方程;3)判断构件3的角速度3与角加速度3的方 向(在图上标出)。 解:1)以构件 2为动系,构件3上的 B3为动点,由速度合成定理得: VB 3 VB 2 VB 3 B 2 大小: ? √ 方向:√ √ ? √
例9:一机构如下,试完成:1)说出下图中的平面四杆机构名称; 2)绘出该机构在图示位置的压力角和传动角;3)判断该机构是 否具有急回特性。
答:1)该机构为偏置式曲柄滑块机构;
2)该机构在图示位置的压力角如图所示; 3)传动角(略) 。 4)由于该机构极位夹角不等于零,故 该机构具有急回特性。
例10:一机构如图所示,已知驱动力矩为Mb,工作阻力为Mr 、运 动副摩擦圆半径均为ρ,试绘出各个构件的受力图。