东南大学-机械原理
机械原理课件_东南大学_郑文纬_第七版_第11章_机器的机械效率
M Qr0 (tg v )
M Qr0 (tg v )
tg ( v ) tg
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
90
γ ——三角螺纹的半顶角
f f f fv sin sin( 90 ) cos
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
解：1、滑块上升 F为驱动力，Q为生产阻力
Q vA F A
arctgf
考虑A的平衡： Q RBA F 0
F Qtg ( )
F f =fN R B
N
若A、B无摩擦 0
F
理想驱动力 F0 Qtg ( )
F0 tg F tg ( )
相反：当螺母A沿轴线移动方向与Q相同时（拧松螺母）， 螺旋传动相当于滑块下降
F Qtg ( )
tg ( ) tg
M F r0 Qr0 tg( )
0,
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
2、三角螺纹 相当于楔形滑块与楔形槽的作用。 φv代替 φ
Wd Wr W f
Wd 0
§10-2 机器的机械效率和自锁
一、机器的机械效率
讨论稳定运动时期： Wd Wr W f 定义： Wr Wd W f 1 W f 1
Wf Wd
Wd Wr W f WG E E0
Wd
Wd
Wd
VQ
M d0 Mr Md M r0
由单一机构组成的机器，它的效率数据在一般设计手册 中可以查到，对于由若干机构组成的复杂机器，全机的效 率可由各个机构的效率计算出来，具体的计算方法按联接 方式的不同分为三种情况。自己看书。
东南大学机械原理考研大纲
§招生单位：005机电学院§招生专业：080201机械制造及其自动化§考试科目：（点击科目名称可以查看该科目的详细信息，包括考试大纲和参考书目录）政治理论-->101思想政治理论外国语-->201英语一业务课一-->301数学一业务课二-->815理论力学823电工电子学（报名时在2门中任选一门作为该单元考试科目）专业课加试-->551机械原理552微机原理及应用（复试时在2门中任选一门作为该单元考试科目）§研究方向：01机械加工及其自动化02特种加工及其自动化03大型结构加工技术04表面技术§该专业招生说明：第四门课选考理论力学，复试考试科目请选择微机原理及应用；第四门课选考电工电子学，复试考试科目请选择机械原理。
同等学力加试：材料力学、机械设计§理论力学参考书目：《理论力学》（第六版，上、下册），哈尔滨工业大学编，高等教育出版社§理论力学考试大纲：1．物体的受力分析力、刚体、平衡的概念，静力学公理，约束和约束力，分离体，受力图。
2．平面汇交力系与平面力偶系力的投影，平面汇交力系的合成与平衡，平面力对点的矩，平面力偶理论。
3．平面任意力系力线平移定理，平面力系简化理论，主矢，主矩，平面任意力系的平衡方程及其应用，物体系统的平衡，平面桁架。
4．空间任意力系空间汇交力系，空间力对点的矩和对轴的矩，空间力偶理论，空间力系简化理论，主矢，主矩，空间任意力系的平衡方程及其应用，重心。
5．摩擦摩擦角与滚动摩阻的概念，考虑摩擦的平衡问题。
6．点的运动学点的运动的矢量法，直角坐标法和自然法。
7．刚体的基本运动刚体的平移及其特征，刚体的定轴转动。
8．点的合成运动绝对、相对和牵连运动，点的速度合成定理，点的加速度合成定理。
9．刚体平面运动平面运动的概念，平面图形上两点速度关系式，速度投影定理，速度瞬心法，平面图形上两点加度关系式。
东南大学机械原理课件第四章~2
齿廓啮合基本定律 齿廓啮合基本定律
两轮的瞬时传动比与瞬时 接触点的公法线把连心线 公法线把连心线分成 接触点的公法线把连心线分成 的两段线段成反比. 的两段线段成反比.
p
2 ω2 P23
′ a1i12 a′ r2′ = ∴ r1′ = 1 + i12 1 + i12
凡能满足齿廓啮合基本 定律的一对齿廓称为共轭齿 廓, 理论上有无穷多对共 轭齿廓, 轭齿廓,其中以渐开线齿廓 应用最广.
p n 齿顶线 分度线 齿根线
n s e
α
α
(1)同侧齿廓为互相平行的直线. (2)齿条齿廓上各点的压力角均相等,且数值上等 于齿条齿形角. (3)凡与齿条分度线平行的任一直线上的齿距和模 数都等于分度线上的齿距和模数.
hf ha
2,渐开线齿轮齿条的啮合特点
o1 r1 rb1 k v2
N1
ω1
n r1 节线 分度线 n rb1 p
∴ பைடு நூலகம் ∴ ∴
m
1 1
= m = α
2 2
= m = α
( 4-11 )
α
r1' 无侧隙啮合传动 一个齿轮齿厚的两侧齿 廓与其相啮合的另一个齿轮 a 的齿槽两侧齿廓在两条啮合 a' b' b 线上均紧密相切接触. 无侧隙啮合传动条件 一齿轮轮齿的节圆齿厚 r2' 必须等于另一齿轮节圆齿槽 ' ' ' ' 宽. s1 = e2 s2 = e1 正确安装中心距 无侧隙啮合的中心距称为正确安装中心距.
发生线
Vk
αk
K
Pk r k
rb α k θ k
K0
O i渐开线上点K的压力角 渐开线上点K 在不考虑摩擦力, 在不考虑摩擦力,重力和惯性 NOK= 力的条件下,一对齿廓相互啮合时, 力的条件下,一对齿廓相互啮合时, 基圆 齿轮上接触点K 齿轮上接触点K所受到的正压力方 向与受力点速度方向之间所夹的锐 称为齿轮齿廓在该点的压力角. 角,称为齿轮齿廓在该点的压力角.
东南大学机械原理课件第五章轮系
§5-1 定轴齿轮系及其传动比
1 2 34
2' 4' 5
1、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。
2、传动比大小及方向的确定
1
i12
1 2
z2 z1
2 (a) 1
1
2 (b)
1
1 2
(c)
2
2
(d)
(e)
例：设轮1为首轮，轮5为末轮，已知各轮齿数为
z1，z2，…z5，求传动比i15 .
例：已知齿数z1=30， z2=20， z2’= z3 = 25，
n1=100r/min， 2 2’ 2
2’ n解3=：200ir1H/3minnn13。nn求H HnH。zz12zz23'
H 13
1
3
1） n1与n3 同向， n1=100r/min n3=200r/min代入，可得
i1H31200 00n nH H
传动比i14。
2 2'
解：此轮系可看作由轮1、2、3
和行星架H组成的行星轮系及 由轮4、2'、2、3和行星架H组
H
成的另一行星轮系组合而成。
1
3
4
（1）在1-2-3-H组成的行星轮系中，有：
i1H1i1 H31(zz1 3)15 67 6 63
2 2'
（2）在4-2'-2-3-H组成的行 星轮系中，有：
i4 3Hn nH 41i4 H31zz2 4'z 'z23 ' (b)
1 z2z3
n1
z1z 2'
n 4 1 z 2''z 3
东南大学 机械原理 考研试卷 重点题解析
一！不断有同学反馈说难点太多，复习起来困难重重，因此我又给大家指出了一些非重点，考的可能性不大，但并不是说一定不考，希望大家谨慎对待。
第二遍细致复习指南做了一些补充，请大家注意查看。
1第二章38页的公式2-2要会。
2第五章第二节到第九节都要看，共轭齿廓及其求法可以不看。
十一节十二节涉及不深，主要是旋转方向问题，放在轮系里面。
3第六章250页以后的内容如果感觉太难就放弃不要纠结，确实难度比真题大，真题会做即可。
6-5,6-6可以不看。
4第九章平面机构的力的分析+ 十一章机器的效率这两章放到一起是因为这两章向来是放在一起考察的。
也有可能放在凸轮等其他机构中考察。
考的话分值10-20分左右主要考点有摩擦角，当量摩擦角，摩擦圆，自锁，机械效率的计算，机构在考虑摩擦时受力方向，力的多边形。
第九章只看前三节看，重点是9-3第十一章404-413页全看，其他可以不看。
二！[机械原理]P516页例3-7为什么以C2为圆心以2倍Lab为半径的圆和以O'为圆心O'C1的长度为半径的圆的交点为E,则连接C2E交圆Ⅰ的交点为A点？回答AE+EC2=AC2，AC2-2AB=2AE=AC1，那么A点就是铰链中心。
习题解答中有证明。
三！[机械原理]课本p523 4-9凸轮题只提问该题中的摆动凸轮第（1）题，E点到F点凸轮转过的角度：分别连接FO,EO，所夹得角即为所求吗？这是求类似摆动凸轮转角的一般方法吗？第（5）题，最大压力角，“机架与导路垂直的位置，在这几个位置中做出压力角，比较得出”那么此题导路是？机架？2005年第四题凸轮题（2）凸轮行程行程指的是从动件垂直移动的距离，为什么不是从动件与凸轮相切沿法线上升的距离！这个题目是很重要的，2008,2010年都考到了相似的，不是很好做，希望你能看懂。
（1）不是你说的这样。
这个题可以用反转法，由于这个题含有滚子，画图很多不亦说清楚，所以我给你说说2008年第七题解法。
1机械原理课件_东南大学_郑文纬_第七版第09章_平面机构的力分析111解析
惯性力：是一种虚拟加在有变速运动的构件上的力。
惯性力是是阻力还是驱动力？ 当构件减速时，它是驱动力；加速时，它是阻力 特点：在一个运动循环中惯性力所作的功为零。低速机械的惯性力 一般很小，可以忽略不计。
二、研究机构力分析的目的
确定运动副反力。
因为运动副中反力的大小和性质对于计算机构各个零 件的强度、决定机构中的摩擦力和机械效率、以及计 算运动副中的磨损和确定轴承型式都是有用的已知条 件。
选定一点B， 再选定另一点为K
可以任意选择两个代换点
B b B
S k S
K
mB mK m mB (b) mK k 0
mk mB bk
K
mb mK bk
动代换
两质量点动代换： 选定一点B； 则另一点为K。
不能同时任意选择两个代换点
mB mK m
K k
mB (b) mK k 0
例 9－ 6
例9－6 p367
5 E Aω 1
1
Fi5 G5
6 Fr
D B 2 3
4
在如图所示的牛头刨床机构 中,已知：各构件的位置 和尺寸、曲柄以等角速度 w1顺时针转动、刨头的重 力G5、惯性力Fi5及切削 阻力(即生产阻力)Fr。
C
试求：机构各运动副中的反力及需要施于曲柄1上的平 衡力偶矩(其他构件的重力和惯性力等忽略不计)。
π
Fi 2 Fi 2b Fi 2k
5、动静法应用
不考虑摩擦时机构动静法分析的步骤：
1. 求出各构件的惯性力，并把其视为外力加于产生 该惯性力的构件上； 2. 根据静定条件将机构分解为若干个杆组和平衡力 作用的构件； 3. 由离平衡力作用最远的杆组开始，对各杆组进行 力分析； 4. 对平衡力作用的构件作力分析。
机械原理-东南大学-高等教育出版社
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
SEU-QRM
23
大量实例分析可得机器的三个共同特征——
都是人们根据某种使用要求而设计创造的一种装置；
必须执行确定的机械运动；
用于完成包括机械力、运动和能量转换等动力学任务。 相对于机器而言，机构主要反映机器的机械运动传递和运 动形式转换的特征。
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
SEU-QRM
19
图示内燃机(internal combustion engine) 包含六个机构:
两个齿轮机构(gear mechanism)——齿轮1、2以及齿轮6、7，
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
8
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
SEU-QRM
9
内燃机车
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
SEU-QRM
10
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
曲柄冲压机
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
框架支撑系统及其他的辅助系
统 ——机身13
SEU-QRM
30
动力系统——电动机1
执行系统—— 除构件13-14-15 组成的曲柄冲压机构外，还有 由气缸20及推料头21组成的送 料机构，它们配合完成冲压-送 料工作 传动系统——皮带轮2、3及齿 轮4、5、9、10
机械原理课件_东南大学_郑文纬_第七版第08章_组合机构
输入
机 输出
机构I
构 II
二、机构的组合及其组合机构
2. 组合机构：用一种机构来约束和影响另一个多自 由度机构所形成的封闭式传动系统。 或：n种基本机构有机的联系，互相协调和 配合的传动系统。
通常由并联式组合、反馈式组合、复合式组合这三种组合方
式所组成的机构为组合机构。
基础机构：组合机构中，自由度大于1的差动机构 称为基础机构(fundamental mechanism)
附加机构：自由度为1 的基本机构称为附加机构 (additional mechanism).
8-2 组合机构的类型及应用
一、凸轮—连杆组合机构 由具有两个自由度的连杆机构 + 自
由度为1的凸轮机构组成 能较容易地准确地实现从动的运动轨
迹和运动规律
1、利用凸轮—连杆机构实现复杂的 运动轨迹
输出 凸轮机构1 凸轮机构1
四、联动凸轮组合方式 • 多用来实现预定的运动轨迹
凸轮1 凸轮2
两凸轮有机联系、 互相协调配合的传 动系统
8-3 常用组合机构的设计
分析：先分析已知的基本机构，在分析与 其串联的下一个基本机构，其顺序 按框图由左向右。
设计：先设计一个基本机构，然后再设计 前一个基本机构，把组合机构化分 成已知会的机构最后设计出来。
在机构组合系统中，如果多自由度子机 构的一个输入运动是通过单自由度子机构的 输出构件回授的，这1种组合方式称为反馈式 组合。
输入 机构I
输出
机构II
二、机构的组合及其组合机构
(4) 复合组合(compound combining) 在机构组合中若由一个或n个串联的基
本机构去封闭一个具有两个或多个自由度的 基本机构，这种组合方式称为复合式组合。
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平面机构自由度1一、单项选择题1、机构具有确定运动的条件是(C )。
A.自由度大于1B.自由度大于零C.自由度大于零且等于原动件数D.原动件数大于等于12、当机构的自由度数F >0,且F( B)原动件数，则该机构即具有确定运动。
A.小于B.等于C.大于D. 大于或等于3组成平面移动副的两个构件在接触处引入(B)个勺束。
A.1B. 2C. 3D. 44平面运动副引入的约束数最多为(B )个。
A.1B. 2C. 3D. 45平面机构中若引入一个高副将带入(A ) 个勺束。
A. 1B. 2C. 3D. 4二、填空题1、平面机构中的转动副引入___ 2个勺束。
2、由M个构件汇集而成的复合铰链应当包含有M-1 个转动副。
3平面运动副的最大约束数为______ 2 ______4平面运动副的最小约束数为_______ 1 _5构件是机构中的_________ 运动 _______ 单元体。
° f MS M W is w b i M 爲(2)5^® zQ 9————L-£LX0︱︱6>€HZI35^®二WO,川 善 畫i w s t i055^®$︱︱︱︱LHL ︱︱QCO ︱︱︱︱LH0︱︱C<IL X0︱︱6>€HZI3Qco ︱︱︱︱g寸«忍般Ql樨经ML )(wowt 鼠)s051$︱︱︱︱LHL ︱︱fMSMWi swbiM爲s05105Q9︱︱︱︱L 丄丄L° f M S M W is w b i M爲(2)051 Q 9————L-£LX0︱︱6>€HZI3Q L ————g L樨经M L )f M SM W i s wb i M 爲s051l< $————LHL ︱︱8X0︱︱9>€HZI3OU L K看 Ql樨经M L)°f M SMW is w b i M 爲(2)（1复合铰链1处，虚约束1处一一2分（2）F=3<9—2X1A1——4 分平面连杆机构1一、单项选择题1、具有急回特性的四杆机构，其行程速度变化系数K的值（C ）。
A. 1B. 1C. 1D. 12、在曲柄摇杆机构中，当摇杆为从动件时，最小传动角出现在（B ）共线的位置。
A.曲柄与连杆B.曲柄与机架C.摇杆与机架D.摇杆与连杆3、铰链四杆机构有整转副的条件是：最短杆与最长杆长度之和（C ）其余两杆长度之和。
A. < B. = C. D.4四杆机构的急回特性是针对主动件作（A ）而言的。
A.等速转动B.等速移动C.变速转动D.变速移动5对心曲柄滑块机构以滑块为从动件时，其最小传动角min出现在曲柄（A ）的位置。
A.垂直于滑块导路B.垂直于连杆C.与连杆共线D.与机架共线6、如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和（A ）其余两杆长度之和，贝吐亥机构中不存在整转副。
A. > B. C. < D.7、四杆机构的急回特性是针对从动件作（D ）而言的。
A. 等速转动B. 等速移动C. 变速转动D. 往复运动8、对心曲柄滑块机构以滑块为从动件时，其最大传动角max 为（C ）。
A. 30B. 45C. 90D. 909、对于双摇杆机构，最短构件与最长构件长度之和（B ）大于其它两构件长度之和。
A. 一定B. 不一定C. 一定不D. 在最短构件为机架10、对于曲柄滑块机构，当曲柄作等速转动时，从动件滑块（B ）具有急回特性。
A. 一定B. 不一定C. 一定不D. 在极限位置11、当连杆机构位置一定时，取不同构件为原动件，机构压力角的数值（B ）。
A. 相同B. 不同C. 与原动件转向有关D. 与原动件转速大小有关12、铰链四杆机构中若最短杆与最长杆长度之和大于其他两杆长度之和，贝机构中（C ）。
A. 一定有曲柄存在B. 是否有曲柄存在取决于机架是否为最短构件C. 一定无曲柄存在D. 是否有曲柄存在取决于机架是否为最长构件二、填空题1、平面连杆机构是若干构件用_低副_连接组成的平面机构。
2、当四杆机构的压力角90时，该机构处于_死点_位置。
3 _________ 全转动副 _________ 的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构。
4连杆机构的传动角与压力角的关系是______ 之和等于90 ______ 。
5连杆机构中与机架组成转动畐啲构件称为_连架杆__________ 。
6连架杆如能绕机架上的转动副中丿心作整周转动，贝S称其为—曲柄 ____ 。
三、简答题1、何谓曲柄摇杆机构的死点位置？试结合实例说明女如可克服死点位置对机构连续运动的不良影响。
当曲柄摇杆机构的摇杆为主动件、曲柄1为从动件且运动至传动角为零的位置（连杆与曲柄共线）称为死点位置。
3分可利用惯性和增加虚约束来克服死点位置对机构连续运动的不良影响，如燃机、缝纫机等。
一一3分2、具有急回特性的四杆机构有哪些？试绘出相应的机构示意图。
曲柄摇杆机构，偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构。
----- 3分机构示意图如下：一一3分3、平面绞链四杆机构在什么情况下具有四个整转副？试绘出其机构示意图，并说明此机构的有关特点。
当铰链四杆机构中对边构件长度分别相等时，即平行四边形机构具有四个整转副。
一一3分存在四个构件重合共线位置，从动件运动不确定，需利用惯性和增力口虚约束来保证从动件的连续运动和预期的运动方向。
3分4、何为连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作性能有何影响？偏置曲柄滑块机构的最小传动角发生在什么位置？连杆机构的压力角---- ■驱使从动件运动的作用力方向与受力点速度方向之间的夹角。
传动角为压力角的余角。
——2分反映力的有效利用程度和传动质量，压力角越小越好。
——2分偏置曲柄滑块机构的最小传动角发生在----- 曲柄上动铰链中心离移动副导路最远的位置。
一一2分 四、分析题1、图示铰链四杆机构，已知b/a 1.5,c/a 1.2 ,为使此机构为双曲柄机构，试分 析确定d/a 的取值围。
故b 为最长，由d b a c 得：d 1.5a a 1.2a ，即 0 d/a 0.76分2、设铰链四杆机构各杆长分别」为BC 50mm ，CD 35mm ，AD 30mm 。
若该 机构为双曲柄机构，试分析确定曲柄AB 杆长的取值围解:双曲柄机构一一机架为最短，AB 可能为最长或介于最长 、最短之间。
——1分当AB 为最长时：AD AB BC CD , AB 55 ------------------- 2分 当AB 介于最长、最短之间时：AD BC AB CD,解：双曲柄机构 1-故AB的取值围为：45 AB 55 ----------- 1分3在图示的铰链四杆机构中，已知AD 80 mm , AB 100 mm , CD 150 mm，且AD为四杆中的最短杆。
若该机构为双摇杆机构，试分析确定BC杆长的取值围。
解:双摇杆机构一一机架AD为最短，BC可能为最长或介于最长、最短之间——1分当BC为最长时：应不满足杆长之和条件AD BC AB CD , 170 BC 330 -------------------- 2 分当BC介于最长、最短之间时：应不满足杆长之和条件AD CD AB BC , 80 BC 130 -------------------- 2 分故BC的取值围为：170 BC 330 , 80 BC 130 ------------ 1分4图示机构，标有运动方向箭头的构件为原动件。
试在图上标出机构在图示位置的传动角和压力角，并判断哪些机构在图示位置正处于“死点”？图⑴（3 =90 , =0,处于死点位置一一2分图（4 -- =0 , =90 -------- 2分图（2——、均不为0——2分7.3在图示铰链四杆机构中，已知：I BC 50mm,l cD 35mm」AD 30mm , AD 为机架。
1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求I AB的最大值；2）若此机构为双曲柄机构，求I AB的围；3）若此机构为双摇杆机构，求I AB的围。
题7.3图解 (1)因 AB 为曲柄，若此机构为曲柄摇杆机构，显然 AB 应为最短，且四 个构件的长度应满足杆长之和条件，即l AB l BCl CD l AD 或 l ABl CD l AD l BC 35 30 50 15因此此机构为曲柄摇杆机构时I AB 的最大值为15mm(2)因AD 为机架，若此机构为双曲柄机构，则AD 应为最短构件，而AB 的长度有两种可能，或为最长，或为介于最长与最短之间。
两种情况分别讨论 如下：当AB 为最长时，根据杆长之和条件，有l AD l AB l BC l CD或l AB l BCCD l AD50 35 30 55即50 l AB 55当 AB 介于最长与最短之间时，有l AD l BC l AB l CD或 l ABl ADBC l CD 30 50 35 45即45 l AB 50综合上述两种情况，可得此机构为双曲柄机构时 l AB 的取值围为45mm I AB 55mm 。
(3) 双摇杆机构有两类：一类是四个构件的长度不满足杆长之和条件；另一 类是四个构件的长度满足杆长之和条件，且取最短构件的对边构件为机架。
显 然本问题不存在后一类的可能。
因此若此机构为双摇杆机构，则四个构件的长 度一定是不满足杆长之和条件。
此时有三种情况：当 AB 为最短时，有l ABl BCl CDl AD或 l ABl CD l ADl BC 3530 50 15当 AB 介于最长与最短之间时，有l ADl BCl ABl CD或 lABl ADl BC l CD3050 35 45当 AB 为最长时，有l AD l ABl BC l CD 或 l ABl BCl CD l AD 50 35 30 55另外，应保证四个构件的长度能组成四杆机构，即有I AB I AD I BC I CD 30 50 35 115mm综合以上情况， 得此机构为双摇杆机构时 I AB 的取值围为15mm l AB 45mm 或55mm l AB 115mm 。
平面连杆机构2一、单项选择题1、对心曲柄滑块机构，当曲柄为原动件作等速转动时，机构（B ）实现从动件的急回运动。
A.能够B.不能够 C.不一定能 D.在曲柄与机架共线位置能2、对于摆动导杆机构，当导杆为从动件时，机构的传动角（D ）。
A. 0B. 0C. 90D. 903、摆动导杆机构（A ）具有急回特性。
A. 一定B. 不一定C. 一定不D. 在导杆处于极限位置时4、在摆动导杆机构中，当导杆为从动件时，其传动角（D ）变化的。
A. 是由小到大B. 是由大到小C. 是由小到大再到小D. 是不5、曲柄摇杆机构的极位夹角与行程速度变化系数之间满足（D ）关系。