沈阳航空航天大学机械原理课程精讲(可用作考研复习)

η=Wr /Wd =F0 /F
机械自锁条件的确定： 驱动力作用于摩擦角之内或割于摩擦圆，或η≤0
第6章 机械的平衡 基本概念：静平衡、动平衡极其相关条件
第7章 机械的运转及其速度波动的调节 1、 周期性机械速度波动的原理及调节方法 周期性速度波动利用飞轮来调节 非周期性速度波动利用调速器调节。 ● 2. 飞轮的调速原理 飞轮的转动惯量与平均角速度、速度不均匀系数的关系。 2 JF≥ΔWmax/(ωm [δ ]）。
或
JF≥ 900ΔWmax /(nm π [δ ]）
2
2
ΔWmax--------最大盈亏功的确定
第8章 平面连杆机构及其设计
有关四杆机构的一些基本知识
●铰链四杆机构有曲柄的条件 ●急回运动及行程速比系数 ●传动角及死点
平面四杆机构的设计（图解法） 例3：说明各机构的类型名称。分别画出各机构图示位置的传动角。 并说明b）、c）机构是否具有急回特性，如没有，应该如何改进? γ γ γ
4）鄂式破碎机 F＝3n－(2pl＋ph) ＝3×5－2×7－0 ＝1
1
O
A
6
F
2 4
B D
5
C
3
E
机构自由度的计算(5/7)
课堂练习： 简易冲床设计方案改进
绘制左图的机构运动简图， 并计算自由度；判定该机构 的运动状态是否合理？如果 不合理，如何改进？
n=3；
Pl=4
Ph=1
F=3n-2Pl-Ph=0 机构不能运动
2 2 lBC
?
⊥BC
△b’c’e ’∽△BCE，
且角标顺序方向一致
C D
B A
C B
a E a p ' e'
课堂练习:已知图示机构各构件尺寸以及构件1的 角速度ω1,试求VC、VD、 ω2、α 2和aC 、 aD 。
解: 1) 速度分析
VC
大小： ？
VB
1l AB
VCB
？
⊥CD 方向：
vE 3 p13 E
P12
例3-4:图示为齿轮传动,已知齿轮1、2的节圆半径r1 、r2和构件3的角速度ω 3，试求出机构的所有瞬心 及构件2的角速度和M、N点的速度
M
P23
N
2 P12
3
3 P13 1
例3-4:求构件2和3的角速度和角加速度
（1）速度分析
C 2 B 1 1 速度多边形 比例尺μ v=（m/s）/mm
第2章 思考题
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
构成机构的要素是 和 ；构件是机构中的 单元体, 零件是 单元体。 运动副元素是指 。 在平面机构中若引入一个高副将引入 个约束，而引入一个低 副将引入 个约束。 什么是运动副？ 平面运动副的最大约束数为 ，最小约束数为 。机构具有确 定运动的条件是 ？ 什么是复合铰链？什么是局部自由度？什么是虚约束？在计算机 构自由度时如何处理？ 何谓基本杆组？如何确定杆组的级别和机构的级别？选择不同的 原动件对机构级别有无影响？
机构自由度的计算(6/7)
改进方案 n=4； Pl=5 Ph=1
F=3n-2Pl-Ph=1
F=原动件数
机构具有确定相对运动
机构自由度的计算(7/7)
F＝3n－(2pl＋ph) ＝3×5－2×6 －0 ＝3 F＝3n－(2pl＋ph) ＝3×5－2×7 －0 ＝1
机构运动简图(3/6)
5.绘制P145页图 8-5 b）的机构运动简图
2 3 4 1
F - 机构自由度；
n - 机构中活动构件数
P
P
l h
- 机构中低副的数目
- 机构高副数目
F 3n - 2 Pl - Ph
F＝3n－(2pl＋ph) ＝3×3－2×4 －0 ＝1
机构自由度的计算(2/7)
2）铰链五杆机构 F＝3n－(2pl＋ph)
3
2
＝3×4－2×5 －0 ＝2
注意: 1)总反力的方向 2)三力要汇交于一点
R21
R32
G+ R12+ R12=0
画出力的矢量封闭图,可以 求解出总反力R12 。 （2）分析构件1的受力
注意: 1)作用力与反作用力的关系。 2)要满足力的平衡条件
R31
R12
h R12 R32 G
M =R21h
逆时针向
若同上例条件，判定该机构的效率。 解： 应用公式 η=M0/M 计算效率 M0是理想状态下的驱动力 矩，可以在不计摩擦力的情 况下求解 M0 =R210h0 η=M0/M
VB3B 2 V b3b2
p’
'
.
e
t2 b（ ） 2 b1 2l a 2 V 大小： B 3 3 l BC a n ? b3 ? 3 B 3 B 2 1 顺时针 AB 3 lBC lBC ⊥BC B A VB3B 2沿3转90 ∥BC B C 方向：
'
大小： E 方向：
B A
C B
aC a p' c' t aCB n' c ' 2 a lCB lCB
d′ n′
b′
逆时针
利用加速度影象原理求解aD aD
a p' d '
例:求牛头刨床机构中构件5的速度和加速度 （1）速度分析
3 大小： ?
VV V pb3 3B 2 V B3B 2 B3 B v
课堂练习：
1、求出构件3上C点的速度
2、确定构件3的角速度ω3 ω3 = ω1 P13P14 / P13P34
例3-3 求出构件3的角速度和E点的速度
P13
3
E
v p 23 2 p12 p23 3 p13 p23
P34
P23
vE
3
24
2 2
v p 23
1
4
P14
p12 p23 3 2 p13 p23
d = mz
da= m(z+2ha*)
df = m(z -2ha* -2c* )
db= dcosα=dacosαa ρ= rsinα=rasinαa
a=m(z1+z2)/2 a′cosα′= acosα c = c* m+(a′- a ) P=πm Pb=πmcosα s=e=πm/2 εα = B1B2 /pb =[z1(tanαa1 － tanα′) +z2(tanαa2 － tanα′)]/(2π)
第9章 凸轮机构及其设计
●凸轮机构的基本参数 凸轮轮廓曲线的设计（反转法）； ●凸轮机构基本尺寸的确定。（压力角、基圆半径、 滚子半径、平底尺寸） 例 4:图示一偏心直动滚子从动件盘形 凸轮机构，试标出其基圆半径 r 0 、压 力角 α A 、 αB ,推杆的位移和凸轮的 转角。 解: 1、基圆半径
p:速度多边形极点 b
3
D 4
A
p
.
c
VC
大小： ？ 方向：⊥CD
VB
1l AB
VCB
？ ⊥BC
VB v pb
3
VC v pc
顺时针
⊥AB
VC pc v lCD lCD
顺时针
VCB vbc
2
VCB vbc lBC lBC
求构件2上E点的速度
E
2 B 1 1
t aC n' ' c ' 3 a lCD lCD 逆时针
t aCB n' c ' a 2 lCB lCB
A 4
D
c’ n’
n’’ e’
b’
逆时针
n t n t aC aC aC aB aCB aCB
大小： 方向：
2 3 lCD
加速度影像：
?
⊥CD
2 1 l AB
课堂练习：计算牛头刨床机构自由度，并确定机构的级别
机构的自由度 F=3n-(2 pl + ph ) =3*5-2*7=1 1)构件5为原动件： Ⅱ级机构
2)构件2为原动件： Ⅲ级机构
第2章 典型例题
计算机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚 约束，应指出。
已知CDFE为菱形。 n=10 ,pl=14,ph=1, F’=1, p’=1 F=3n-(2pl+ph-p’)-F’ =3*10-(2*14+1-1)-1=1 n=5 , pl=5 , ph= 2, P’=0, F’=1 F=3*5-(2*5+2+0)-1=2
lBC l lBC
? ∥BC
1 AB 顺时针 方向： ⊥BC ⊥AB
K向
pe VE V VE VD VED VED v ed 大小： 4 ? √ ? lED⊥CD l⊥ 方向： 水平 ED ED
顺时针
p
(c3) .
b3
e
b1(b2)
d3
（2）加速度分析
n t k r aB3 aB a a a a 3 B3 B2 B3B 2 B3B 2
斜齿轮基本计算公式:
mt = mn /cosβ d = mz/cosβ Zv=Z/cos3β a=m(z1+z2) / 2cosβ
第11章 齿轮系及其设计
●复合轮系的传动比计算
1）正确划分轮系； 2）分别列出算式； 3）进行联立求解。
先找周转轮系
先找行星轮
课堂练习：1.偏心圆盘机构
B A
4
C 3
2.偏心块 机构
1
O
2A
3
4 1
B
A
O
4 2
B
3
机构运动简图(5/6)