清华大学机械原理 B 卷
《机械原理》课程教学大纲
《机械原理》课程教学大纲课程编码：课程名称：机械原理课程英文名称：Machinery Theory总学时：42讲课学时：42实验学时：0上机学时：（20）课外辅导学时：0学分：3.0开课单位：机电工程学院机械设计系授课对象：机械设计制造及其自动化专业热能与动力工程专业其它有关专业本科生开课学期：2春先修课程：工程图学理论力学计算机实用基础主要教材及参考书：《机械原理》（第2版）王知行刘廷荣主编高等教育出版社2006年5月《机械原理》孙桓等主编高等教育出版社2010年4月《机械原理》（第2版）申永胜主编清华大学出版社 2005 年《机械原理电算程序设计》王知行李瑰贤主编哈尔滨工业大学出版社1992年《间歇运动机构设计》《机构设计丛书》编审委员会上海科学技术出版社 1996年《自动机构的凸轮机构设计》彭国勋肖正扬主编机械工业出版社1990年《凸轮与凸轮机构》(《凸轮与凸轮机构基础》修订版)管荣法主编国防工业出版社1993年4月Design Of Machinery Robert L.Norton McGRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS, 1999一、课程教学目的机械原理课程是一门培养学生机械系统运动方案设计能力的技术基础课，本课程主要研究机构的结构分析、运动分析和动力分析，常用机构设计的基本理论和方法，机械系统运动方案的创新设计，其主要任务是培养学生：1．理论联系实际的学风，设计实践能力和创新精神；2．掌握机构分析、机构设计和机械系统运动方案设计的基本理论、基本知识和基本技能，具有一般机械系统运动方案设计的能力；3．具有机械系统运动简图的绘制，计算机辅助机构分析和设计的能力；4．掌握机械性能测试的原理和方法，机械拆装、测绘与分析的步骤与方法；5．了解分析与机构设计的新理论、新方法及发展趋势。
二、教学内容及基本要求（一）课程的主要章节第一章绪论（讲课1学时）1.1机械原理课程的研究对象和内容1.2机械原理课程的学习目的和作用1.3机械原理课程多媒体教材的特点和学习方法第二章机构的结构分析和综合（讲课3学时）2.1结构分析和综合的基本内容2.2机构的组成及其运动简图的绘制2.3机构自由度的计算2.4平面机构的组成原理和机构分析第三章机构的结构分析和综合（讲课8学时）3.1概述3.2平面四杆机构的基本类型及其演化3.3平面四杆机构有曲柄的条件及几个基本概念3.4平面连杆机构的运动分析3.5平面连杆机构的力分析和机械效率3.6平面连杆机构设计3.7空间连杆机构与机器人机构第四章凸轮机构及其设计（讲课4学时）4.1凸轮机构的应用及分类4.2从动件运动规律及其选择4.3按预定运动规律设计盘形凸轮轮廓4.4盘形凸轮机构基本尺寸的确定4.5空间凸轮机构简介第五章齿轮机构及其设计（讲课8学时）5.1齿轮机构的类型和应用5.2瞬时传动比与齿廓曲线5.3渐开线和渐开线齿廓啮合传动的特点5.4渐开线圆柱齿轮及其基本齿廓5.5渐开线齿廓的加工原理5.6渐开线齿轮加工中的几个问题5.7渐开线齿轮啮合传动计算5.8渐开线直齿圆柱齿轮传动设计5.9斜齿圆柱齿轮传动5.10交错轴斜齿轮传动5.11蜗杆蜗轮传动5.12圆锥齿轮传动第六章轮系及其设计（讲课4学时）6.1轮系的类型和应用6.2轮系的传动比计算6.3行星轮系的效率6.4行星轮系的设计6.5其他行星轮系简介第七章其他常用机构（讲课2学时）7.1棘轮机构7.2槽轮机构7.3不完全齿轮机构7.4万向联轴器7.5凸轮式间歇运动机构第八章机械的运转及其速度波动的调节（讲课4学时）8.1概述8.2机械系统的等效力学模型8.3在已知力作用下机械的真实运动规律8.4机械速度波动及其调节方法第九章机械的平衡（讲课4学时）9.1概述9.2刚性转子的静平衡及动平衡9.3刚性转子的平衡试验及平衡精度9.4挠性转子动平衡简介9.5平面机构平衡简介第十章机械的运动方案及机构的创新设计（讲课4学时）10.1概述10.2机械运动方案设计原则10.3原动机、传动机构及减速器的选择10.4机构的运动协调及运动循环图10.5机械运动方案拟定及评价10.6机械运动方案设计实例10.7机构的创新设计（二）其它教学环节安排（包括：实验、习题、大作业、参观、辅导等）大作业：1. 机构运动分析2. 凸轮机构设计3. 齿轮机构设计（三）考试权重1.期末考试（基础理论）70%2.大作业 30%（四）实验项目明细表院（系）教学指导委员会审批意见：院（系）审核意见：签字：签字：日期：日期：机械原理学年春季学期教学日历讲课教师：教研室主任：《机械原理》课程的有关规定1、教材：《机械原理》王知行、刘廷荣主编高等教育出版社出版，2006.5；2、《机械原理》课程的目标是培养学生机械系统运动方案创新设计的能力；3、《机械原理》课程分四个教学环节：课堂教学、实验教学、设计训练和课外作业；4、每位同学必须完成每个教学环节的学习任务；5、每位同学必须按时完成作业，并交任课教师批阅；6、《机械原理》课程的考核成绩由以下几部分构成：●设计训练（课程大作业）30%●期末考试（基础理论）70%●实验课作为独立课程评定成绩●机械系统运动方案设计作为独立课程评定成绩7、机械基础实验中心为一些学有余力或有特殊兴趣的同学提供了参加科技实践的条件，有兴趣的同学可以向任课教师提出申请，由教研组审查后批准。
机械原理课程设计之压床机构
机械原理课程设计说明书设计题目：学院：班级：设计者：学号：指导老师：目录一、机构简介与设计数据.机构简介图示为压床机构简图,其中六杆机构为主体机构;图中电动机经联轴器带动三对齿轮将转速降低,然后带动曲柄1转动,再经六杆机构使滑块5克服工作阻力rF而运动;为了减少主轴的速度波动,在曲柄轴 A 上装有大齿轮6z并起飞轮的作用;在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮,驱动油泵向连杆机构的供油;a压床机构及传动系统机构的动态静力分析已知：各构件的重量G及其对质心轴的转动惯量Js曲柄1和连杆4的重力和转动惯量略去不计,阻力线图图9—7以及连杆机构设计和运动分析中所得的结果;要求：确定机构一个位置的各运动副中的反作用力及加于曲柄上的平衡力矩;作图部分亦画在运动分析的图样上;凸轮机构构设计已知：从动件冲程H,许用压力角α．推程角δ;,远休止角δ,回程角δ',从动件的运动规律见表9-5,凸轮与曲柄共轴;要求：按α确定凸轮机构的基本尺寸．求出理论廓线外凸曲线的最小曲率半径ρ;选取滚子半径r,绘制凸轮实际廓线;以上内容作在2号图纸上.设计数据设计内容连杆机构的设计及运动分析符号单位mm 度mm r/min数据I 50 140 220 60 1201501/2 1/4 100 1/2 1/2 II 60 170 260 60 1201801/2 1/4 90 1/2 1/2III 70 200 310 60 120 210 1/2 1/4 90 1/2 1/2 连杆机构的动态静力分析及飞轮转动惯量的确定δG2 G3 G5N1/30 660 440 300 40001/30 1060 720 550 70001/30 1600 1040 840 11000凸轮机构设计a ΦΦΦˊS0mm 016 120 40 80 20 7518 130 38 75 20 9018 135 42 65 20 75二、压床机构的设计.传动方案设计2.1.1.基于摆杆的传动方案优点：结构紧凑,在Ｃ点处,力的方向与速度方向相同,所以传动角γ=︒,传动效果最好；满足急回90运动要求；缺点：有死点,造成运动的不确定,需要加飞轮,用惯性通过；2.1.2.六杆机构A2.1.3.六杆机构B综合分析：以上三个方案,各有千秋,为了保证传动的准确性,并且以满足要求为目的,我们选择方案三;.确定传动机构各杆的长度已知：mmhmmhmmh2203,1402,501=== ,' 360ϕ=︒,''3120ϕ=︒,1180,,2CEH mmCD==优点：能满足要求,以小的力获得很好的效果；缺点：结构过于分散：优点：结构紧凑,满足急回运动要求；缺点：机械本身不可避免的问题存在;如右图所示,为处于两个极限位置时的状态;根据已知条件可得：︒=⇒==8.122205021tan θθh h在三角形ACD 和'AC D 中用余弦公式有：由上分析计算可得各杆长度分别为：三.传动机构运动分析项目 数值单位.速度分析已知：m in /1001r n =s rad n w /467.1060100260211=⨯==ππ,逆时针； 大小 ? 0.577 ? ? √方向 CD ⊥ AB ⊥ BC ⊥ 铅垂 √EF ⊥选取比例尺mmsm u v /0105.0=,作速度多边形如图所示；由图分析得：pc u v v c ⋅=＝×=0.07484m/s bc u v v CB ⋅=＝×=0.486m/s pe u v v E ⋅=＝×=0.11224m/s pf u v v F ⋅=＝×=0.0828m/s ef u v v FE ⋅=＝×=0.05744m/s 22ps u v v s ⋅=＝×69.32mm ＝0.27728m/s33ps u v v s ⋅=＝×14.03mm ＝0.05612m/s∴2ω＝BCCBl v ＝=s 顺时针ω3＝CD C l v ＝=s 逆时针 ω4＝EFFE l v ＝=s 顺时针速度分析图：项目 数值单位.加速度分析=⋅=AB B l w a 21×=5.405m/s 2BC n BC l w a ⋅=22=×=1.059m/s 2 CD n CD l w a ⋅=23=×=0.056m/s 2EFn EF l w a ⋅=24=×=0.088m/s 2c a = a n CD + a t CD = a B + a t CB + a n CB大小： √ √ √方向： C →D ⊥CD B →A ⊥BC C →B 选取比例尺μa=m/s 2/mm,作加速度多边形图''c p u a a c ⋅==×=4.5412m/s 2''e p u a a E ⋅==×=6.8116m/s2''c b u a a tCB ⋅==×=2.452 m/s 2''c n u a a tCD ⋅==×=4.5408 m/s 2 a F= a E+ an FE+ a tFE 大小： √ √方向： √ ↑ F →E ⊥FE''f p u a a F ⋅==×=5.1768 m/s 2'2'2s p u a a s ⋅==×=4.8388m/s 2'3'3s p u a a s ⋅==×= 3.406m/s 2''f p u a a F ⋅==×= 5.1768m/s 2CB t CBl a =2α==10.986 m/s 2 逆时针t CDl a =3α==45.408 m/s 2 顺时针. 机构动态静力分析 g a G a m F s s s g 22222⋅=⋅==660×=与2s a 方向相同 g aG a m F s s g 33333⋅=⋅==440×=与3s a 方向相反gaG a m F F F g ⋅=⋅=555=300×=与F a 方向相反10max r r FF ==4000/10=400N222α⋅=s I J M =×= 顺时针 333α⋅=s I J M =×= 逆时针222g I g F M h ===9.439mm 333g I g F M h ===25.242mm 2．计算各运动副的反作用力 1分析构件5对构件5进行力的分析,选取比例尺,/10mm N u F =作其受力图 构件5力平衡： 0456555=+++R R G F g 则4545l u R F ⋅-==-10×= 4543R R -==2分析构件2、3 单独对构件2分析：杆2对C 点求力矩,可得：0222212=⋅-⋅-⋅Fg g G BC tl F l G l R 单独对构件3分析： 杆3对C 点求矩得：解得: N R t103.26563= 对杆组2、3进行分析：R43+Fg3+G3+R t 63+ Fg2+G2+R t 12+R n 12+R n63=0 大小：√ √ √ √ √ √ √ 方向：√ √ √ √ √ √ √ √ √ 选取比例尺μF=10N/mm,作其受力图则 R n 12=10×=1568N ； R n63=10×=..基于soildworks 环境下受力模拟分析：装配体环境下的各零件受力分析Soild works 为用户提供了初步的应力分析工具————simulation,利用它可以帮助用户判断目前设计的零件是否能够承受实际工作环境下的载荷,它是COMOSWorks 产品的一部分;Simulation 利用设计分析向导为用户提供了一个易用、分析的设计分析方法;向导要求用户提供用于零件分析的信息,如材料、约束和载荷,这些信息代表了零件的实际应用情况;Simulation 使用了当今最快的有限元分析方法——快速有限元算法FFE,它完全集成在windows 环境中并与soild works 软件无缝集成,被广泛应用于玩具、钟表、相机、机械制造、五金制品等设计之中;连杆受力情况Soild works中的simulation模块为我们提供了很好的零件应力分析途径,通过对构件的设置约束点与负载,我们很容易得到每个零件在所给载荷后的应力分布情况;由于不知道该零件的具体材料,所以我选用了soild works中的合金钢材料,并且在轴棒两端加载了两个负载,经过soild works simulation运算后得到上图的应力分布图,通过不同色彩所对应的应力,我们可以清楚的看到各个应力的分布情况,虽然负载与理论计算的数据有偏差,不过对于我们了解零件的应力分布已经是足够了;四、凸轮机构设计有45.00=r H,即有mm H r 778.3745.01745.00===; 取mm r 380=,取mm r r 4=; 在推程过程中：由200222cos δδπδπ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=hw a 得当δ0 =550时,且00<δ<,则有a>=0,即该过程为加速推程段, 当δ0 =550时,且δ>=, 则有a<=0,即该过程为减速推程段所以运动方程2cos 10⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=δπδh s在回程阶段,由2'0222)cos('δδπδπ⋅-=hw a 得:当δ0′=850时,且00<δ<,则有a<=0,即该过程为减速回程段, 当δ0′=850时,且δ>=, 则有a>=0,即该过程为加速回程段所以运动方程 2]cos 1['h s ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=δπδ凸轮廓线如下:五、齿轮设计.全部原始数据 .设计方法及原理考虑到负传动的重合度虽然略有增加,但是齿厚变薄,强度降低,磨损增大：正传动的重合度虽然略有降低,但是可以减小齿轮机构的尺寸,减轻齿轮的磨损程度,提高两轮的承载能力,并可以配凑中心距,所以优先考虑正传动;.设计及计算过程1、变位因数选择 ⑴求标准中心距a :;5.1222)(21mm z z m a =+=⑵选取mm a 5.127'=,由此可得啮合角;25'5.12720cos 5.122'cos 'cos :'=⇒⨯==ααααa a ⑶求变位因数21x x +之和：1044.1tan 2)'()(2121≈-⋅+=+αααinv inv z z x x ,然后在齿数组合为38,1121==z z 的齿轮封闭线上作直线1044.121=+x x ,此直线所有的点均满足变位因数之和和中心距122.5mm 的要求,所以5304.0,574.021==x x ,满足两齿根相等的要求; 2、计算几何尺寸由021>+x x 可知,该传动为正传动,其几何尺寸计算如下：a.中心距变动系数：155.1225.127)'(=-=-=m a a yb.齿顶高变动系数：1044.011044.121=-=-+=∂y x xc.齿顶高：d.齿根高:e.齿全高：f.分度圆直径：g.齿顶圆直径:h.齿根圆直径： i.基圆直径： j.节圆直径： k.顶圆压力角： l.重合度：3.131.114.32)25tan 062.29(tan 38)25tan 136.42(tan 112)'tan (tan )'tan (tan 2211>=⨯-⨯+-⨯=⋅-⋅+-⋅= πααααεa a a z z 满足重合度要求;m.分度圆齿厚：参考文献1.孙恒,陈作模,葛文杰.机械原理M.7版.北京：高等教育出版社,2001.2.崔洪斌,陈曹维.AutoCAD实践教程.北京:高等教育出版社,2011.3.邓力,高飞.soild works 2007机械建模与工程实例分析,清华大学出版社.2008.4.soildworks公司,生信实维公司.soildworks高级零件和曲面建模.机械工业出版社.2005.5.上官林建,魏峥.soildworks三维建模及实例教程,北京大学出版社.2009.。
《机械原理》(机械类)课程教学大纲
《机械原理》(机械类)课程教学大纲机械原理课程教学大纲引言：机械原理是一门机械工程的基础课程，旨在培养学生对机械原理及其应用的理论知识和实践能力。
本教学大纲旨在通过明确课程目标、内容和教学方法，为学生提供一个全面而结构化的学习指导。
一、课程概述1.1 课程名称：机械原理1.2 课程代码：MEP1011.3 学时分配：理论教学（48学时），实验教学（24学时）1.4 先修课程：近代物理学、高等数学、工程力学二、课程目标2.1 知识目标：- 掌握基本的机械原理理论，了解力学、静力学和动力学的基本概念和原理。
- 理解刚体和弹性体的力学行为，能够应用相关理论解决实际问题。
- 熟悉机械原理的应用领域和现代技术的发展趋势。
2.2 能力目标：- 具备分析和解决机械原理问题的能力，包括力学计算、力学模型建立和实验数据处理等。
- 能够运用机械原理知识进行工程设计和创新实践。
2.3 态度目标：- 培养学生正确的学习态度和科学精神，积极探索和应用机械原理知识。
- 提高学生的合作意识和创新思维，培养解决实际问题的能力。
三、教学内容3.1 理论教学：- 刚体力学：刚体的平衡条件、转动定律、角动量和动能等。
- 弹性体力学：胡克定律、弹性形变、应力应变关系和材料破坏等。
- 静力学：平面定位问题、静摩擦力和斜面问题等。
- 动力学：牛顿运动定律、动能和动量、碰撞和转动惯量等。
3.2 实验教学：- 使用力学实验设备进行实验操作，熟悉实验仪器的使用方法和实验数据的记录与分析。
- 开展机械原理实验，如测量刚体的转动惯量、胡克定律的验证和静力学问题的实验验证等。
四、教学方法4.1 理论教学：- 采用教师讲授、互动讨论和案例分析相结合的教学方法，注重理论与实际问题的结合。
- 利用多媒体技术辅助教学，展示实际应用和案例分析，提高学生的学习兴趣和理解能力。
4.2 实验教学：- 强调实践操作能力培养，引导学生通过实验掌握机械原理的基本原理和应用方法。
机械原理参考书
机械原理参考书
1. 弗朗索瓦·三-瓦拿代尔，《机械原理及其应用》，机械工业
出版社，2020年。
2. 王道，《机械原理》，高等教育出版社，2019年。
3. 布鲁克公司，《机械设计基础》，机械工业出版社，2018年。
4. 苏联《机械原理教程》，机械工业出版社，2017年。
5. 张煜，《机械原理与力学分析》，机械工业出版社，2016年。
6. 吴亚丽，《机械原理教程》，中国水利水电出版社，2015年。
7. Ａ.克罗夫特，《机械设计导论与工程计算》，高等教育出
版社，2014年。
8. 达毕恩斯基，《机械原理及设计》，机械工业出版社，2013年。
9. 迈克尔·阿玛泽克，《机械原理导论》，机械工业出版社，2012年。
10. 罗伯特·L.米奇尔，《机械设计基础》，机械工业出版社，2011年。
11. 罗伯特·C.朗布朗，《机械原理及材料力学》，清华大学出
版社，2010年。
12. 斯丁品，《机械原理与设计》，机械工业出版社，2009年。
13. 纳钦斯基，《机械原理：机械工程学基础》，机械工业出
版社，2008年。
14. 纳丁.布格克，《机械原理基础与工程应用》，机械工业出
版社，2007年。
15. 阿里弗·墨菲，《机械原理与设计》，机械工业出版社，2006年。
机械制造及其自动化专业研究生招生院校(一 )
专业：机械制造及其自动化数学一：①高等数学(函数、极限、连续、一元函数微积分学、向量代数与空间解析几何、多元函数的微积分学、无穷级数、常微分方程);②线性代数(行列式、矩阵、向量、线性方程组、矩阵的特征值和特征向量、二次型);③概率论与数理统计(随机事件和概率、随机变量及其概率分布、二维随机变量及其概率分布、随机变量的数字特征、大数定律和中心极限定理、数理统计的基本概念、参数估计、假设检验)。
数学二：①高等数学(函数、极限、连续、一元函数微积分学、常微分方程);②线性代数(行列式、矩阵、向量、线性方程组、矩阵的特征值和特征向量)。
数学参考教材：《高等数学》第六版（最新的额），同济大学、《线性代数》，同济大学、《概率论与数理统计》浙大第四版的推荐复习参考：《复习全书》，李永乐。
建议做三遍，然后就是历年真题了。
英语:1、用考研英语真题考研1号《考研真相》——专为英语基础一般或薄弱者编著（配MP3和25年真题）,尤其对词汇及词组搭配的系统注释，是目前真题总结最全的一本，另外对长难句进行图示解析，并配有文字说明，让大家一目了然，简洁易懂，超级实用。
2、考研英语写作《写作160篇》作者: 王建华王林出版社: 西北大学出版社出版日期: 2010-2 价格:￥29.90元这本书是这几年才冒出来的,因为几年来都有押准真题的事情发生,所以这年名声大噪,这是推荐其的一个理由,另外由于此书选题全面,基本包括各种型式的写作话题,而且打破了所谓写作模板的定式,所以很值得大家买入学习,。
3、《阅读基础90篇》——适合英语水平低于49分者使用，90篇贯通考纲所有词汇，专章讲解长难句，作者王建华张磊。
4、《考研英语词汇词根+联想记忆法》作者:俞敏洪出版社:群言出版社出版日期:2009年价格:￥36.00元这个我想不用多说吧,当然也有人说星火的更好,但星火的量太大了,毕竟大家更多的只是为了考上研,“学不在多,够用则行。
”而不是真的要求英语水平达到怎样怎样哈。
机械原理课程设计---凸轮式鄂式破碎机
设计题目：凸轮式鄂式破碎机专业：农业机械化及其自动化2011年6月20日目录一．工作原理及工艺动作过程 (3)二．原始数据 (3)三．机构的运动分析 (4)四. 设计破碎机上的凸轮机构五．静态动力分析 (7)六．飞轮设计 (8)七．总结 (8)八．参考文献 (9)一．工作原理及工艺动作过程鄂式破碎机是一种用来破碎矿石的机械，如图所示，机器经三角带传动（见下图1-1）使曲柄2顺时针方向回转，然后经过构件3，4，5是动鄂板6作往复摆动，当动鄂板6向左摆向固定于机架1上的定鄂板7时，矿石即被轧碎；当动颚板6向右摆定离鄂板7时，被轧碎的矿石即下落。
由于机器在工作过程中载荷变化很大，讲影响曲柄和电机的匀速转动，为了减少主轴速度的波动和电机容量，在主轴两端各装一个大小和重量完全相同的飞轮，其中一个兼作皮带轮用。
二．原始数据三．机构的运动分析B 位置速度分析PωO 2A = n 1/30=3.14X170/30=17.8rad/s V A = AO 2·ωO 2A =0.1X17.8=1.78m/s由速度多边形，计算得V B = V A + V BAAO 2·ωO 2A ? ⊥O 3B ⊥O 2A ⊥AB V B =μ1×pb=0.1×15=1.5m/sV BA =μ1×6=0.6m/sωO 3B = V B / O 3B=1.5/1=1.5rad/sV C = V B + V CB√ ? ⊥O 1C ⊥O 3B ⊥BCV C =μ1×pc =0.1×4.1=0.41m/s V CB =μ1×bc =0.1×14.5=1.45m/s综上：V A =1.78mm/s ，V B =1.5m/s ，V BA =μ1×6=0.6m/s ，25.651V C=0.43m/s ，V CB=μ1×bc=0.1×14.5=1.45m/s 2．A位置加速度分析a A= AO2×ω22 =31.7m/s2ωAB=V AB/AB=0.6/1.25=0.48rad/sa n AB=ω2AB X AB=0.482×1.25=0.3 m/s2a n B=ω2O3B X O3B=1.512×1=2.25 m/s2 由加速度多边形得：a n B + a t B= a A + a n BA + a t AB √X √√X//BO3⊥BO3 //AO2 //BA ⊥ABa t BA=μ2×b`b```=1×33.7=33.7 m/s2a t B=μ2×b``b```=1×20=20 m/s2ωO1C=V C/O1C=0.43/1.96=0.22rad/sa n C=ω2O1C×O1C=0.222×1.96=0.1 m/s2 ωBC= V CB/BC=1.45/1.15=1.3rad/sa n CB=ω2BC×BC=1.3×1.15=1.83 m/s2 a n C+ a t C = a t B + a n CB + a t CB √？√ X √//O1C ⊥O1C ⊥O3B //CB ⊥CBa t C=μ2×c`c``=1×9.6=9.6 m/s2a t CB=μ2×c``c```=1×18.4=18.4m/s2 综上：a A= AO2×ω22 =31.7m/s2a n AB=ω2AB X AB=0.482×1.25=0.3 m/s2 a t BA=μ2×b`b```=1×33.7=33.7 m/s2a n B=ω2O3B X O3B=1.512×1=2.25 m/s2 a t B=μ2×b``b```=1×20=20 m/s2a n CB=ω2BC×BC=1.3×1.15=1.83 m/s2a t CB=μ2×c``c```=1×18.4=18.4m/s2a n C=ω2O1C×O1C=0.222×1.96=0.1 m/s2a t C=μ2×c`c``=1×9.6=9.6 m/s2评价:速度：各杆速度均匀，相对平稳。
冲压机构的设计
目录一．机械原理综合训练目的 (2)二、工作原理及机构分析 (3)2.1冲压机及送料装置工作原理 (3)2.3机构分析 (4)2.4齿轮模拟加工及分析 (5)三、冲压机构的设计及运动分析 (6)3.1机构运动简图 (6)3.2速度分析 (7)3.3加速度分析 (10)四.动态静力分析在机构设计中的作用 (12)五训练总结 (12)六、参考文献 (12)七、附图一 (13)七、附图二 (14)一．机械原理综合训练目的1.机器认识1.陈列室展示各种常用机构的模型，通过模型的动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识。
增加对常用机构的结构、类型、特点的理解。
2.全面了解冲压机的构成、机构原理方案，分析机器的工作要求，各运动构件的运动特点。
3.掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察渐开线齿轮齿廓曲线的形成过程，了解渐开线齿轮齿廓的根切现象和用径向变位避免根切的方法，分析比较标准齿轮与变位齿轮齿形的异同。
4.利用《机械设计I》所学的基本知识和计算机辅助绘图的能力，精确地求解机构的运动简图。
熟悉运动简图设计步骤。
5.利用《机械设计I》所学的基本知识和计算机辅助绘图的能力精确地求解机构地运动分析。
熟悉机构的运动分析步骤。
2.冲压机构（4、6、7、8）的设计及运动分析已知条件：滑块的冲程范围H，行程速度变化系数k，偏心轴转速n。
要求：1）在AutoCAD或SolidWork中设计冲压机构，作机构运动简图。
2）用图解法求出各构件的长度。
3）根据自己设计的机构参数，用图解法分析2个指定位置的滑块的速度和加速度，保留作图过程并简要说明。
4) 用解析法计算滑块的运动参数，包括位移、速度、加速度，可用Excel或Matlabl软件计算，要求角度间隔为10°。
验证图解法计算结果。
5）在A4号图纸上绘制冲压机构上滑块的位移线图、速度线图和加速度线图，要求角度间隔为10°。
3 设计数据序号H(mm) k n(rpm) φ1(°)φ2(°) 16 12.50 1.6 240 0 185二、工作原理及机构分析2.1 冲压机及送料装置工作原理图1 CS-Ⅰ型冲压机及送料装置结构简图冲压机是使具有一定压力的冲压模具作往复运动，使板料获得预期的变形，制成所需要的工件。
801机械工程考试大纲
801《机械工程》考试大纲一、考试性质《机械工程》是研究生入学考试的一门主干技术基础课程内容，包含机械原理和机械设计两大部分，为适应现代自动化机械设计及在机构选型与强度设计方面的要求，本内容考试的主要目的是检查学生：1、机械原理和设计基本知识、基本理论和方法的掌握程度；2、掌握常用机构的工作原理和运动特点，是否初步具有分析机构和选择传动方案的能力。
3、掌握通用机械零部件产品的结构特点，具有分析简单机械和设计的能力。
二、考试形式与试卷结构1、答卷方式：闭卷，笔试2、答卷时间：180分钟3、各部分内容的考试比例常用机构的特点分析计算与设计45%常用零部件的类型、受力分析、强度计算与结构设计45%综合应用10%4、题型比例概念题20%简答题10%作图题20%计算题30%设计题15%综合题5%三、考试内容平面机构的结构分析（一）、主要内容1、机构的组成概念：零件、构件、运动副、运动链、机构2、机构运动简图及其绘制3、机构具有确定运动的条件4、平面机构自由度的计算及其计算中的注意事项5、平面机构的组成原理与结构分析（二八基本要求1、了解机构的组成2、了解机构运动简图的作用及其绘制方法3、弄清机构具有确定运动的条件4、能正确使用平面机构自由度的计算公式5、掌握平面机构组成原理与结构分析的方法，了解机构高副低代的原则与方法。
平面连杆机构（一）、主要内容1、平面四杆机构的类型铰链四杆机构的基本形式，机构的演化途径2、平面四杆机构的基本知识铰链四杆机构有曲柄的条件，急回运动特性及行程速比系数K,压力角、传动角、死点。
3、平面四杆机构设计①连杆机构设计的基本问题：实现预定运动规律要求实现预定连杆位置要求实现预定的轨迹要求②连杆机构的设计方法图解法一速度瞬心法、相对运动图解法解析法一矢量法、矩阵法试验法4、平面机构的运动分析速度瞬心法：瞬心的概念、机构中瞬心的数目、瞬心位置的确定、瞬心法在机构速度分析中的应用（二八本章基本要求1、了解平面四杆机构的类型及其演化方法2、掌握铰链四杆机构中曲柄存在的条件3、掌握压力角、传动角、极位夹角、行程速比系数以及死点的概念及其物理意义。
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清华大学机械原理B卷
3－１ 填空题：
1．速度瞬心是两刚体上 瞬时速度相等 的重合点。
2．若 瞬心的绝对速度为零 ，则该瞬心称为绝对瞬心；
若 瞬心的绝对速度不为零 ，则该瞬心称为相对瞬心。
3．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于 垂直于导路方向的无穷远 处。当两构件
组成高副时，两个高副元素作纯滚动，则其瞬心就在 接触点处 ；若两个高副
元素间有相对滑动时，则其瞬心在 过接触点两高副元素的公法线上 。
4．当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用 三心定理 来求。
5．3个彼此作平面平行运动的构件间共有 3 个速度瞬心，这几个瞬心必定位于
一条直线 上。
6．机构瞬心的数目K与机构的构件数N的关系是 K＝N(N－1)/2 。
7．铰链四杆机构共有 6 个速度瞬心，其中 3 个是绝对瞬心。
8．速度比例尺μν表示图上 每单位长度所代表的速度大小 ，单位为： (m/s)/mm 。
加速度比例尺μa表示图上每单位长度所代表的加速度大小 ，单位为 (m/s2)/mm。
9．速度影像的相似原理只能应用于 构件 ，而不能应用于整个机构。
10．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为 平 动，牵连运动为 转 动时（以
上两空格填转动或平动），两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为
2×相对速度×牵连角速度；方向为 相对速度沿牵连角速度的方向转过90°之后的
方向 。
3－2 试求出图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号ijP直接标注在图上)。
1
2
3
4
B
C
D
A
P23（P13）
P14（P24）
P34
P12
1
2
3
4
B
C
A
P12
P23（P24）
P34
P14→∞
P13→∞
A
B
C
D
4
1
2
3 A B C 4 3
2
1
3－3 在图a所示的四杆机构中，lAB=60mm,lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，ω2=10rad/s，试用
瞬心法求：
1）当φ＝165°时，点C的速度vC；
2）当φ＝165°时，构件3的BC线上速度最小的
一点E的位置及速度的大小；
3）当vC＝0时，φ角之值（有两个解）；
解：1）以选定的比例尺μl作机构运动简图（图b）。
2）求vC，定出瞬心P13的位置（图b）
vC=ω3μ
l
=
=≈2.4×174=418(mm/s)
3）定出构件3的BC线上
速度最小的点E的位置：
E点位置如图所示。
1
2
3
4
A
B
C
D
φ
ω2
a)
B
C
μl=0.003m/mm
b)
1
2
3
4
A
D
φ=
165°
ω2
P12
P23
P34
P14
P13
E
vE=ω3μl≈2.4×52×3
=374(mm/s)
4）定出vC＝0时机构的两个位置（作于图c），
量出：
φ
1≈45° φ2
≈27°
3－4 在图示机构中，已知滚轮2与地面做纯滚动，构件3以已知速度V3向左移动，试用
瞬心法求滑块5的速度V5的大小和方向，以及轮2的角速度ω2的大小和方向。
解：
，方向为逆时针
，方向向左
，方向向左
μl=0.003m/mm
c)
1
A
B1
B
2
C1(P13)
C2(P13)
φ
2
φ
1
D
3－5 已知铰链四杆机构的位置（图a）及其加速度矢量多边形（图b），试根据图b写出构
件2与构件3的角加速度a2、a3的表达式，并在图a上标出他们的方向。
解：
，逆时针方向
，逆时针方向
3－6已知：在图示机构中，lAB=lBC=lCD=l，且构件1以ω1匀速转动。AB、BC处于水平位
置CD⊥BC，试用相对运动图解法求ω3，α3 （μv和μa可任意选择）。
解： 属于两构件间重合点的问题
思路：因已知B2点的运动，故通过B2点求B3点的运动。
1） 速度分析
方向：⊥BD ⊥AB ∥CD
大小: ? ω12l ？
在速度多边形中，∵b3与极点p重合，∴vB3=0
且ω3＝vB3/ lBD＝0，由于构件2与构件3套在一起，∴ω2＝ω3＝0
ω
1
D
C
B
A
2
3
4
1
b2
p(b3)
2） 加速度分析
方向： ⊥BD B→A ∥CD
大小: 0 ? ω12l 0 ？
在加速度多边形中，矢量代表
则有：
将矢量移至B3点，可见为α3逆时针。
3－7 在图示摆动导杆机构中，∠BAC＝90°，LAB=60mm，LAC=120mm，曲柄AB以等角速
度ω1=30rad/s转动。请按照尺寸按比例重新绘制机构运动简图，试用相对运动图解法求构件
3的角速度和角加速度。
解：取长度比例尺作机构运动简图
vB2=ω1•lAB=30•60=1800mm/s=1.8m/s
a
B2=ω12•lAB
=302•60=54m/s2
4
1
1
C
B
2
3
A
A
b3'
b2'
p'或π
方向：⊥BC ⊥AB ∥BC
大小： ？ ω1lAB ？
ω1≈6rad/s，顺时针
方向：B→C ⊥BC B→A C→B ⊥CB
大小：ω32lBC ？ ω12lAB 2ω2vB3B2 ?
0.1
α1≈210rad/s2，逆时针
(注：ω1和α1计算过程略)
3－8已知铰链四杆机构的位置、速度多边形和加速度多边形如下图所示。试求：
①构件1、2和3上速度均为的点X1、X2和X3的位置；
b3
b2
b
3
’
b
3
’’
b
2
’
②构件2上加速度为零的点Q位置，并求出该点的速度；
③构件2上速度为零的点H位置，并求出该点的加速度；
(各速度矢量和加速度矢量的大小任意，但方向必须与此答案相同)
3－9 图示连杆机构，长度比例尺μl＝0.001m/mm，其中lAB＝15mm，lCD＝40mm，lBC＝40mm，
lBE＝lEC＝20mm，lEF＝20mm，ω1＝20rad/s，试用相对韵达图解法求：
（1） ω2、ω3、ω4、ω5的大小和方向；
（2） α2、α3、α4、α5的大小和方向；
（3） 构件4上的点F4的速度vF4和加速度aF4
H
Q
X3
X2
X1
ω1
A
B
C
D
1
2
3
4
p´(q´)
n2
b´
c´
n3
p(a,d,h)
c
x x1
x2 x3
µl＝0.002m/mm
µa＝0.05m/s2/mm
µv＝0.01m/s/mm
h´
q
b
（4） 构件5上的点F5的速度vF5和加速度a F5。（速度多边形和加速度多边形的比例尺分
别为μv＝0.005（m/s）/mm，μa＝0.006（m/s2）/mm，要求列出相应的矢量方程式和
计算关系式。）
解：速度多边形和加速度多边形如图所示
（1）ω2=7.75rad/s，ω3=9rad/s，逆时针方向
ω
4=ω5
=5rad/s，顺时针方向
（2）α2=165rad/s2，顺时针方向；α3=67.5rad/s2，逆时针方向；α4=α5=52.34rad/s2，顺时针方
向
（3）aF4＝，
（4）vF5＝，