哈工大机械原理共159页
哈尔滨工程大学机械工程 机械原理 考试内容范围
三、常用机构及其设计
1、平面四杆机构的基本形式及其演化。平面四杆机构的性质，即曲柄存在条件、运动和动力性质。按已知连杆三位置、两连架杆三对应位置、行程速比系数等要求设计平面四杆机构。
2、凸轮机构的从动件常用运动规律，凸轮机构的结构及压力角等有关概念。盘形凸轮廓线的设计方法和确定基本尺寸的主要原则。
附件7：
2016年考试内容范围说明
考试科目代码：818考试科目名称:机械原理
考试内容范围:
一、机构结构的基本知识
1、机构的组成要素，平面机构运动简图。
2、计算平面机构的自由度。
3、平面机构组成原理。
<重点要求>计算平面机构的自由度及机构组成原理。
二、平面机构的运动分析
1、运动分析相关概念。
2、用瞬心法、相对运动图解法、解析法对简单基本机构进行运动分析。
3、齿轮啮合基本定律、渐开线性质、齿轮基本参数及其啮合特性有关概念。标准渐开线直齿圆柱齿轮及其传动的尺寸计算。变位齿轮的概念。其它类型齿轮传动的特点和基本尺寸计算。
4、轮系的分类和特点。计算轮系的传动比。
5、棘轮、槽轮机构的结构特点及性质。
6、机构组合的基本知识。
<重点要求>平面四杆机构曲柄存在条件、运动和动力性质。图解法设计盘形凸轮廓线。标准渐开线直齿圆柱齿轮及其传动的基本尺寸计算。计算复合轮系的传动比。
考试总分：150分考试时间：3小时考试方式：笔试
考试题型：判断题（20分）单选题（20分）简答题（20分）
综合计算题（90分）
四、机械系统动力学
1、单自由度机械系统等效动力学模型有关概念。建立机械运动方程式。
2、周期性与非周期性速度波动的调节原理。飞轮转动惯量的近似计算方法。
哈工大机械原理课程设计--棒料输送线布料装置
哈工大机械原理课程设计--棒料输送线布料装置(总20页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：机械原理设计题目：棒料输送线布料装置(方案1)院系：机电工程学院班级：设计者:学号：1指导教师：王洪祥设计时间：哈尔滨工业大学目录1、题目要求 (4)2．题目解答 (4)（1）工艺动作分析 (4)（2）运动功能分析及运动功能系统图 (5)（3）系统运动方案拟定 (8)（4）系统运动方案设计 (12)1）带传动设计 (12)2）滑移齿轮传动设计 (13)3）齿轮传动设计 (16)4）槽轮机构设计 (17)5）不完全齿轮机构设计 (18)6）执行机构2,3的设计 (19)（5）运动方案执行构件运动时序分析 (20)（6）参考文献 (21)棒料输送线布料装置（方案1）1、题目要求如图下图1所示棒料输送线布料装置的功能简图。
料斗中分别装有直径35mm，长度150mm的钢料和铜料。
在输送线上按照图2所示的规律布置棒料。
原动机转速为1430r/min，每分钟布置棒料50,80,110块分3档可以调节。
图1图22．题目解答（1）工艺动作分析由设计题目和图1可以看出，推动输送带运动的是执行构件1，使钢料下落的是执行构件2，使铜料下落的是执行构件3，这三个构件的运动关系如图3所示。
T1 T1 T1 T1执行构件运动情况执行构件1运动停止运动停止运动停止运动停止执行构件2停止放料停止放料停止停止停止放料执行构件3停止停止停止放料停止停止停止停止T2、T3图3 棒料输送线布料装置运动循环图图3中T1是执行构件1的工作周期，T2是执行构件2的工作周期，T3是执行构件3的工作周期。
由图3可以看出，执行构件1是作间歇转动，执行构件2作间歇转动，执行构件3也作间歇转动，执行构件2和3的工作周期相等，且为执行构件1的3倍。
哈工大机械原理课件
I
5
IV
2
II
4
V
1
III
3
移 动 副
V
1
IV
2
螺 旋 副
V
1
２、根据组成运动副的两个运动副元素的接触情况分类 运动副元素以点或线接触的运动副称为高副 。
球面高副
柱面高副
运动副元素以面接触的运动副称为低副 。
球面低副
移动副
转动副
３、根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类
空间运动副
球销副
螺旋副
只是为了表明机构的运动状态或各构件的 相互关系，也可以不按比例来绘制运动简图， 通常把这样的简图称为机构示意图。
常用机构构件、运动副代表符号
绘制机构运动简图的步骤
1. 在绘制机构运动简图时，首先确定机构的原动件 和执行件，两者之间为传动部份，由此确定出组成机 构的所有构件，然后确定构件间运动副的类型。 2. 为将机构运动简图表示清楚，恰当地选择投影面。一 般选择与多数构件的运动平面相平行的面为投影面，必要 时也可以就机械的不同部分选择两个或两个以上的投影面 ，然后展开到同一平面上。总之，绘制机构运动简图要以 正确、简单、清晰为原则。 3. 选择适当的比例尺，根据机构的运动尺寸定出各运动 副之间的相对位置，然后用规定的符号画出各类运动副，并 将同一构件上的运动副符号用简单线条连接起来，这样便可 绘制出机构的运动简图。
30米/分
500
二、创新
◆自然科学领域的最高成就是发现
◆应用技术领域的最高成就是发明
发明：
◆基础理论知识
◆应用技术知识 ◆实践经验
◆强烈的创新意识 ◆勤奋的工作
两用折叠椅
外环
双曲面滚柱加载器
哈工大机械原理课程设计
、工艺动作分析由设计题目可见，在位置 A 冲压工件的是执行构件 1，带动钢带进给的工作台是执行 构件2,这两个执行构件的运动协调关系如下图所示。
分度冲压机运动循环图T i 是是执行构件1的工作周期，T 2是执行构件2的工作周期，执行构件 1是间歇往复 移动，执行构件 2是间歇转动。
执行构件 2的周期是执行构件1的四分之一，执行构件 2 大多数时间是在停歇状态。
二、运动功能分析驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图1所示。
运动功能单元把一个连续的单向传动转换为间歇的往复运动，主动件每转动一周，从动件（执行构件 往复运动一次，主动件转速分别为15、25、40转/分。
图1执行机构1的运动功能由于电动机的转速为1430转/分，为了在执行机构1的主动件上分别的到15、 25、40 rpm 的转速，则由电动机到执行机构1之间的总传动比i z 有3种，分别 为n1430i z195.33⑴15n1430z257.25n1430z 335.n a40执行构件 运动情况执行构件1 下降上升停止 执行构件2停止进给T21）间歇总传动比由定传动比i c 和变传动比i v 两部分构成，即:i z1 i c i v1 i z2 i c i v2I z3 i c i v33种总传动比中I zi 最大，I z3最小。
由于定传动比I c 是常数，因此，3种变传动比 中I vi 最大，心最小。
采用滑移齿轮变速，其最大传动比最好不大于 4，设定传动 比 I v1=4o图2有级变速运动功能单元为了保证系统过载时不至于损坏，在电动机和传动系统之间加一个过载保护 环节。
过载保护运动功能单元可采用带传动实现， 这样，该运动功能单元不仅具 有过载保护功能还具有减速功能，如图 3所示。
图3过载保护运动功能单元整个传动系统仅靠过载保护运动功能单元不能实现其全部定传动比，因此, 在传动系统中还要另加减速运动功能单元，其减速比为定传动比:I cI zI I v 1 95. 33 4 23. 8325Iv 2Iv 3I v 1I z 1 I c I z 2I c I z 3 I c于是，传动系统的有级变速功能单元如图 I95. 33 20 57. 2 23. 8325 35. 75 23. 83252所示。
哈工大机械原理大作业 凸轮资料
机械原理大作业课程名称：机械原理设计题目：直动从动件盘形凸轮机构院系：机电学院班级：完成者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学题目：如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表，据此设计该凸轮机构。
凸轮运动分为五个阶段 1.升程阶段0~5034500010156s h ϕϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥=⨯-⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ΦΦΦ⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 23410000306030h v ωϕϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥=⨯-⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ΦΦΦΦ⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 23212000060180120h a ωϕϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥=⨯-⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ΦΦΦΦ⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦2.远休止50~1503.回程等加速150~195()20'202sh s h ϕ=--Φ-ΦΦ()10'204s h s ωϕ=--Φ-ΦΦ21'204h v ω=Φ4.回程等减速195~240()2'00'202s h s ϕ=Φ+Φ+Φ-Φ()'100'24s h v ωϕ=-Φ+Φ+Φ-Φ21'204h v ω=-Φ5.近休止240~360其中，Φ 推程运动角sΦ 远休止角 '0Φ 回程运动角使用Matlab实现1.从动件位移%用fi1,fi2,fi3,fi4，fi5代替转角h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;dfi=fi1/fio1;s1=h*(10*(fi1/fio1).^3-15*(fi1/fio1).^4+6*(fi1/fio1).^5); hold onplot(180*fi1/pi,s1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;s2=h;hold onplot(180*fi2/pi,s2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;s3=h-2*h/fio2^2*(fi3-fio1-fis).^2;hold onplot(180*fi3/pi,s3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2;s4=2*h/fio2^2*(fio1+fis+fio2-fi4).^2;hold onplot(180*fi4/pi,s4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi;s5=0;hold onplot(180*fi5/pi,s5);title('位移');xlabel('φ/度'),ylabel('s/mm');grid onhold off2.从动件速度%用fi1,fi2,fi3,fi4，fi5代替转角%设角速度为1rad/sw=1;h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;dfi=fi1/fio1;v1=h*w/fio1*(30*(fi1/fio1).^2-60*(fi1/fio1).^3+30*(fi1/fio1).^4); hold onplot(180*fi1/pi,v1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;v2=0;hold onplot(180*fi2/pi,v2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;v3=-4*h*w/fio2^2*(fi3-fio1-fis);hold onplot(180*fi3/pi,v3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2; v4=-4*h*w/fio2^2*(fio1+fis+fio2-fi4); hold onplot(180*fi4/pi,v4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi;v5=0;hold onplot(180*fi5/pi,v5);title('速度');xlabel('φ/度'),ylabel('v/(mm/s)');grid onhold off3.从动件加速度%用fi1,fi2,fi3,fi4，fi5代替转角%设角速度为1rad/sw=1;h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;dfi=fi1/fio1;a1=h*w^2/fio1*(60*(fi1/fio1)-180*(fi1/fio1).^2+120*(fi1/fio1).^3) ;hold onplot(180*fi1/pi,a1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;a2=0;hold onplot(180*fi2/pi,a2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;a3=-4*h*w/fio2^2;hold onplot(180*fi3/pi,a3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2;a4=4*h*w/fio2^2;hold onplot(180*fi4/pi,a4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi;a5=0;hold onplot(180*fi5/pi,a5);title('加速度');xlabel('φ/度'),ylabel('v/(mm/s^2)');grid onhold off4.sdsdϕ-线图%用fi1,fi2,fi3,fi4，fi5代替转角h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;s1=h*(10*(fi1/fio1).^3-15*(fi1/fio1).^4+6*(fi1/fio1).^5);ds1=h*(3*10*(fi1/fio1).^2/fio1-4*15*(fi1/fio1).^3/fio1+5*6*(fi1/f io1).^4/fio1);hold onplot(ds1,s1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;s2=h+0*fi2;ds2=0*fi2;hold onplot(ds2,s2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;s3=h-2*h/fio2^2*(fi3-fio1-fis).^2;ds3=-2*h/fio2^2*2*(fi3-fio1-fis);hold onplot(ds3,s3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2; s4=2*h/fio2^2*(fio1+fis+fio2-fi4).^2; ds4=-2*h/fio2^2*2*(fio1+fis+fio2-fi4); hold on plot(ds4,s4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi; s5=0+0*fi5; ds5=0*fi5; hold on plot(ds5,s5); title('ds/d φ-s');xlabel('ds/d φ(mm/rad)'),ylabel('s(mm)'); grid on hold off5.凸轮轴心位置的确定凸轮压力角的正切值s s e d ds +-=0/tan ϕα，右侧为升程，作与s 轴夹6π角等于升程许用压力角的切界线t t d D ，则在直线上或其下方取凸轮轴心时，可使[]αα≤，同理右侧回程，作与s 轴夹角等于回程许用压力角3π的切界线''t t d D ，则在直线上或其下方取凸轮轴心时，可使[]αα≤。
哈工大机械原理课件
contents
目录
• 绪论 • 机构的结构分析 • 平面连杆机构 • 凸轮机构 • 齿轮机构 • 轮系 • 机械的平衡与调速
01
绪论
机械原理的研究对象
01 研究各种机械系统的运动规律和力的传递 关系。
02
研究各种机械系统中的机构、机器和机器 装置的设计、分析和综合方法。
03
常用的从动件运动规律有等速 运动规律、等加速等减速运动 规律、余弦加速度运动规律和 正弦加速度运动规律等。这些 运动规律各有特点，适用于不 同的工作场合和需求。
在设计从动件的运动规律时， 应考虑机构的传动性能、从动 件的受力情况、机构的动态响 应等因素，以确保机构在工作 过程中具有良好的稳定性和可 靠性。
平面机构的自由度计算
自由度是描述机构运动灵活性的参数，计算自由度可以判断机构是否具有确定的 运动状态。
平面机构的自由度计算公式为：F=3n-(2PL+Ph)，其中n为活动构件数，PL为低 副数，Ph为高副数。
03
平面连杆机构
平面连杆机构的特点和基本类型
01
02
03
总结词
了解平面连杆机构的特点 和基本类型是掌握其工作 原理和应用的基础。
节气门调速
通过调节节气门的开度来控制进入发动机的空气 量，从而改变发动机的转速和功率。
离合器调速
通过控制离合器的接合与分离，实现发动机与传 动系统的结合与脱开，达到调速的目的。
变速器调速
通过改变变速器的传动比来改变输出轴的转速和 功率，实现调速。
机械的效率与节能
提高机械效率
通过优化设计、改善制造 工艺和加强维护保养，提 高机械系统的效率，减少 能量损失。
02
(完整word版)哈工大机械原理大作业凸轮DOC
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目: 凸轮机构设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：哈尔滨工业大学一、设计题目如右图所示直动从动件盘形凸轮机构,选择一组凸轮机构的原始参数,据此设计该凸轮机构。
凸轮机构原始参数序号升程（mm）升程运动角升程运动规律升程许用压力角27130150正弦加速度30°回程运动角回程运动规律回程许用压力角远休止角近休止角100°余弦加速度60°30°80°二. 凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图凸轮推杆升程运动方程:)]512sin(2156[130s ϕππϕ-= )512sin(4.374)]512cos(1[156v 211ϕπϕπωω=-=a％ t 表示转角,s 表示位移t=0：0.01:5*pi/6;%升程阶段s= [(6＊t)/(5*pi ）- 1/（2＊pi ）*sin(12＊t/5）］＊130; hold on plot(t ，s ）; t= 5＊pi/6:0。
01:pi; ％远休止阶段s=130； hold on plot(t,s ）;t=pi ：0.01:14*pi/9；%回程阶段s=65*［1+cos(9*（t-pi ）/5)]； hold on plot(t ，s ）;t=14*pi/9：0.01:2＊pi ；s=0；hold onplot（t,s）；grid onhold off％t表示转角,令ω1=1t=0：0。
01:5*pi/6;%升程阶段v=156*1*［1-cos（12＊t/5）]/pi hold onplot(t，v)；t= 5＊pi/6：0。
01:pi;v=0hold onplot(t，v)；t=pi:0.01:14＊pi/9;％回程阶段v=—117*1*sin（9＊(t—pi)/5) hold onplot（t，v)；t=14＊pi/9:0。
哈尔滨工程大学机械原理课件第1章
8
F＝3n－2PL－PH+ P- F ＝3 7－2 9－ 1 + 0 - 1
＝1
1
例6
F＝3n－2PL－PH ＝3 8 －2 11 －1 ＝1
§4 机构的组成原理和结构分析 1.4.1 平面机构的高副低代
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。 条件一：代替前后机构的自由度不变
原动件
从动件
基本杆组
二、运动链成为机构的条件：F > 0, 原动件数目等于自由度数目 平面运动链自由度计算方法和注意事项
三、机构运动简图的绘制
复
复
复
3.注意事项（续）
3
两构件间构成多个运动副
F＝3n－2PL－PH ＝3 2－2 2 －1 ＝1 对
移动副导路平行 转动副轴线重合 平面高副接触点共法线
“移动副”
F＝3n－2PL－PH ＝3 2－2 3 －1 ＝ -1
2 1
错
“转动副”
虚约束常发生在下列情况
1.轨迹重合 转动副联接的两构件上联接点的轨迹重合
2
1
5 4
3
虚
F＝3n－2PL－PH+P ＝3 4－2 6 －0 + 1 ＝1
3.对传递运动不起独立作用的重复部分
3
2 1 2
虚
虚
F＝3n－2PL－PH+P ＝3 4－2 4 －4 + 1 ＝1
P＝2Pl +Ph －3n ＝ 2 2 + 4 － 3 2 ＝2
F＝3n－2PL－PH+P ＝3 5－25 －6 + 2 ＝1
结构越简单越好，杆组级别越低越好，运动副数目越少 越好。