机械原理复习资料

《机械原理复习大纲》(机械本科)

一、基本要求

测验应试学生是否达到应有水平，要求学生掌握机构学和机器动力学的基本理论和基本知识，学会常用基本机械的分析和综合。考试以基本概念、基本原理和基本方法为主。

二、考试内容

绪论

概念：机构、机器的特征

第二章机构的构型分析

（1）基本概念：

构件、零件、运动副、运动链、球面副、环副、圆柱副、圆柱-平面副、球面-平面副、转动副、移动副、螺旋

副

（2）机构运动简图

绘制

（3）正确计算自由

度

主要是平面机构的自由度计算，要注意虚约束、局部自由度和复合铰链问题。

（4）机构的组成原理

能够对机构进行拆分成有主动件和机架组成的主动链和由其余杆副组成的自由度为0的从动链。例对以上计算自由度的机构的拆分）

要求：习题2-1、2-2、2-3、

2-4要

会做。也可以对上述自由度计算机构的记过级别进行判断。

第三章 平面机构的运动分析

了解机构运动分析的目的和方法，对简单基本机构进行运动分析。 §3-1 三心定理

速度瞬心的概念，三心定理的应用，用速度瞬心法进行机构的速度分析。习题3-1 试确定题图3-1所示各机构在图示位置的瞬心位置.

2.在图示机构中，已知构件1以ω1沿顺时针方向转动，试用瞬心法求构件2的角速度ω2和构件4的速度v4的大小(只需写出表达式)及方向。

3.图示齿轮 连杆机构中，已知齿轮2和5的齿数相等，即z2=z5，齿轮2以ω2=100rad/s 顺时针方向转动，试用瞬心法求构件3的角速度ω3的大小和方向。(取μL=0.001m/mm)

4．图示机构的长度比例尺μL=0.001m/mm ，构件1以等角速度ω1=10rad/s 顺时针方向转动。试求： 在图上标注出全部瞬心； (2)在此位置时构件3的角速度ω3的大小及方向

§3-2

机构可动性分析 死点：能够对书21页图3-8和图

3-9分析。 机构具有曲柄的条件：习题3-4

3.图示铰链四杆机构。已知lAB=62mm ，lBC=40mm ，lCD=60mm ，lAD=19mm 。试问： (1)该机构为何种类型机构，有无曲柄存在？如有，指出哪个构件是曲柄； (2)当以lab 为主动件时，标注出从动件的压力角。

L

L G

I 题2图

题4图

题3图

4.图示导杆机构，已知：lAB=50mm ，若要机构成为摆动导杆机构，lAC 的最小值应满足什么条件？并指出图示位置A ，B 杆为原动件时机构传动角γ的大小。

5.画出图示机构的极限位置，标出极位夹角θ，确定行程速比系数Ｋ。 §3-3 平面连杆机构的运动分析

主要是二级机构的分析，能够根据简单机构建立其运动方程的数学模型，写出计算机仿真的程序框图。 1、所示机构中,已知原动件1以等角速度ω1=10rad/s 逆时针方向转动, LAB=100mm,LBC=300mm,e=30mm.试建立C 点轨迹、速度求解的数学模型，并写出计算机仿真的方法。

2、在图示铰链四杆机构中，已知杆a=100mm ，杆b=300mm ，c=200mm ，d=250mm ，ω1=10rad/s 。试建立C 点轨迹、速度求解的数学模型。并写出用计算机求解的方法。

3.在图示正切机构中，已知h=400mm ， φ1=60°， 构件1以等角速度ω1=6rad/s 沿逆时针方向转动。 试用解析法求构件3的速度v5。

4.在图示机构中，已知lAD=100mm ，φ=45°，∠ADB=90°， ω1=10rad/s ，试求vC3。

书50—51页的3-6、3-7

§3-4 轮系的运动分析

了解轮系的分类和应用，会计算轮系的传动比。包括大小及方向，核心是轮系传动比的计算：书上52页的3-12、3-13，会作即可。主要是传动比的大小及方向。 1、 已知图1所示轮系的z1=18, z2=20,z2′=22,z3=58,z4=60。试求i14。 2、 图示轮系中，各轮模数和压力角均相同，都是标准齿轮，各轮齿数为z1=23,转向如图示。试求齿轮2'的齿

数z 2'及n A 的大小和方向。

3.计算图示轮系的传动比i1H ，并确定输出杆H 的转向。已知各轮齿数z1=1，z2=40，z2'=24，z3=72，z3'=18，z4=114，蜗杆左旋，n1转向如图示。

4.在图示轮系中，已知z1=35，z2=25，z2'=18，z3'=z5，n1=600r/min ， (顺时针转动)。试求： 1)齿数z3=?

2)轮5的转速n5=?(大小和方向)。

机构的力分析

4．2 机构的传动角：概念及绘制（习题4-3）

4．3死区：概念：摩擦、自锁、机械效率，习题4-7，4-8

图

1 r/min ,,,,,, 15003317404092511544332=======n z z z z z

z 题2图

题4图

1、图示为一铆接用的楔形夹具。利用这个夹具把两块要焊接的工件1及1’预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具体，3为楔块，试确定此夹具的自锁条件（即当夹紧后，楔块3不会自动松脱

出来的条件）。

2、在图示斜面机构中，设已知摩擦面间的摩擦系数F=0.2。求在G力作用下（反

行程），此斜面机构的临界自锁条件和在此条件下正行程（在F力作用下）的效率。

第五章平面连杆机构综合

§5-1 平面连杆机构的功能与应用

对平面四杆机构的运动和传力性能有明确概念。对表5-1比较了解，对图5-1、5-6、

5-5、5-9、5-15能进行分析，确定机构的运动特点。

§5-2实现给定刚体位置的四杆机构综合

对平面旋转矩阵的掌握，能够应用平面旋转矩阵进行分析。会建立位置坐标方程即可。例5-1

§5-3 实现给定连架杆对应位置的四杆机构综合

会建立位置坐标方程。例5-2

§5-4 实现给定行程速比系数的四杆机构综合

要求能够了解急回曲柄摇杆机构的综合方法和急回曲柄滑块机构综合方法。例题5-5

1、.设计图示一铰链四杆机构。已知行程速度变化系数K=1，lCD=100mm，连杆长为

lBC=150mm，求曲柄lAB和机架lAD及联架杆铰链A的位置。

2.试设计一铰链四杆机构，已知摇杆长lCD=75mm，机架长lAD=100mm，行程速度变化

系数K=1，摇杆的一个极限位置与机架的夹角ψ=30°，求曲柄长lAB和连杆长lBC。

3.设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆的长度lCD=70mm，摆角ψ=30°，行程速比系数K=1.4，机架长度lAD=40mm。求曲柄和连杆的长度lAB，lBC，并在图上画出可能发生最小传动角γmin的位置，最后判定一个γmin并在图上标出。

第六章凸轮机构综合

对凸轮机构的从动件常用运动规律及选择原则、机构压力角有明确概念，掌握盘形凸轮轮廓线的设计方法。§6-1 传动函数

等速运动规律、等加速等减速运动规律、五次多项式运动规律、余弦加速度运动规律和正弦加速度运动规律的特点（冲击情况、加速度情况，运动线图的表达式）

应用矢量旋转求解偏置直动尖端推杆盘形凸轮、摆动尖端摆杆盘形凸轮以及滚子从动杆盘形凸轮机构廓线坐标方程的确定。参看习题6-3、6-4、6-5、6-6

1.设计一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。已知凸轮顺时针方向转动，基圆半径r0=25mm，从动件行程h=25mm。其运动规律如下：凸轮转角为0°～120°时，从动

件等速上升到最高点；凸轮转角为120°～180°时，从动件在最高位

停止不动；凸轮转角为180°～300°时，从动件等速下降到最低点；

凸轮转角为300°～360°时，从动件在最低位停止不动。

2.直动从动件盘形凸轮机构中，已知：行程h=40mm，从动件运动规律

如图所示，其中AB段和CD段均为正弦加速度运动规律。试写出从坐

标原点量起的AB和CD段的位移方程。

第七章齿轮机构综合

掌握齿轮啮合基本定律、渐开线性质、齿轮基本参数及其啮合特性，会计算标准渐开线直齿轮传动的基本尺寸。了解变位齿轮的概念。着重了解斜齿轮有关参数计算。

一对标准斜齿圆柱齿轮的基本参数为zl=20,z2=40,mn=8mm,

αN=20°,β=18°，B＝30mm。

试求；1)pn及pt 2)dl、d2、da1、da2、df1、df2、a；3)ε；4)Zv1，及ZV2 2、一对标准斜齿圆柱齿轮的基本参数为z1=21，z2=22，mn=2mm，

α题2图

题1图

题2图

题3图