《机械原理》讲义
南理大机械工程考研 --《机械原理》考点强化教程讲义
例 3-9 计算图所示平面机构的自由度，如果有复合铰链，局部自由度和虚约束，请予以指出。
例 3-10（1）平面运动副所提供的约束为（ ）。
5
A．1
B．2 C．3
D．1 或 2
例 1-1 两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为（ ）。
A. 转动副
B. 移动副
C. 高副
例 1-2 两构件通过（ ）接触组成的运动副称为低副。
A. 面
B. 点或线
C. 面或线
例 1-3（1）在机构中，原动件指的是（ ），机架指的是（ ），从动件指的是（ ）。
（2）运动副指的是（ ）；两构件通过面接触而构成的运动副称为（ ）；两构件通过点、线接触而构成的运动副称为
2
例 2-5 如图所示为一收放式折叠支架机构。该支架中的构件 1 和 5 分别用木螺钉连接与固定台板 1'和活动台板 5'上， 两者在 D 处铰接，使活动台板能相对于固定台板转动。又通过件 1、2、3、4 组成的铰链四杆机构及连杆 3 上 E 点处的 销子与件 5 上的连杆曲线槽组成的销槽连接使活动台板实现收放动作。在图示位置时，虽在活动台板上放有较重的重 物，但活动台板也不会自动收起，必须沿箭头方向推动件 2，使铰链 B、D 重合，活动台板才可收起（如图中双点画线
（ ）。
例 1-4 （1）两构件组成运动副的必要条件是两构件（ ） A. 直接接触且具有相对运动 B. 直接接触但无相对运动 C. 虽然不接触但具有相对运动 D. 既不接触也无相对运动 （2）机构具有确定运动的条件是机构的自由度（ ） A. 大于主动件数 B. 等于主动件数 C. 小于主动件数 D. 与主动件数无关
孙桓《机械原理》考研考点讲义
目 录考研分析１第一章 绪论７ 第１讲 机械原理概述７第二章 机构的结构分析９ 第１讲 运动副及自由度计算初步９ 第２讲 计算平面机构自由度时应注意的事项１３ 第３讲 机构运动简图与平面机构组成１７第三章 平面机构的运动分析２１ 第１讲 速度瞬心法２１ 第２讲 矢量方程图解法及综合法２５ 第３讲 矢量方程图解法中需说明的问题２８第四章 平面机构的力分析３３ 第１讲 构件惯性力以及运动副中总反力３３ 第２讲 考虑摩擦时机构受力分析３９第五章 机械的效率和自锁４３第六章 机械的平衡４８第七章 机械的运转及其速度波动的调节５３第八章 平面连杆机构及其设计５９ 第１讲 平面连杆机构基础知识６０ 第２讲 平面连杆机构的设计（一）６５ 第３讲 平面连杆机构的设计（二）６８第九章 凸轮机构及其设计７３ 第１讲 从动件运动规律及凸轮机构设计７３ 第２讲 凸轮机构设计中几个问题７８第十章 齿轮机构及其设计８４ 第１讲 齿轮相关定理等理论知识点８５ 第２讲 齿轮相关定理等理论知识点习题专练８９ 第３讲 齿轮的切制与变位修正９１ 第４讲 齿轮参数计算９５第十一章 齿轮系及其设计１０１第十二章 其他常用机构１０７考研分析教材说明 《机械原理》作 者：孙桓，陈作模，葛文杰出版社：高等教育出版社版 次：第七版其他参考书目：书名出版社作者机械原理教程清华大学出版社申永胜机械原理华中科技大学出版社杨家军主编机械原理高等教育出版社邹慧君张春林机械原理高等教育出版社王知行刘廷荣机械原理高等教育出版社郑文纬吴克坚机械原理国防工业出版社安子君机械设计基础高等教育出版社杨可桢试卷分析１．考试形式：①单考机械原理：以大题为主②机械原理＋机械设计合考时：机械原理部分在填空题、选择题、计算题、作图题方面分值分布较为均匀。
侧重于基础知识点及对知识点灵活运用的考核２．考试题型及分值分布：题型单考机械原理时分值分布机械原理＋机械设计时机械原理部分分值分布选择题３５分左右１５～２０分左右填空题判断题问答题２０分左右１０分左右计算题５０分左右２０分左右作图题３０分左右２０分左右设计综合分析题１５分左右与机械设计结构分析交叉出题３．考试内容及分值分布：章节重点难点必考点考试题型分值１绪论填空选择２机构的结构分析√√√计算填空选择问答１５～２５３平面机构的运动分析√√√作图填空１０～２０４平面机构的力分析√√√作图填空１０～２０５机械的效率和自锁√√计算填空１０～１５６机械的平衡√计算选择１０～１５７机械的运转及其速度波动的调节√计算填空选择问答１０～２０８平面连杆机构及其设计√√√作图计算问答１５～３０９凸轮机构及其设计√√作图填空１０～１５１０齿轮机构及其设计√√计算填空选择１５～２０１１齿轮系及其设计√√√计算１５～２０１２其他常用机构√填空选择设计１０４．考试题型及题型考核点分析题型考核点涉及章节备注计算题自由度计算２－２，２－６注意与轮系等组合机构的自由度计算机械效率５－１，４－３，４－４机械自锁条件５－２注意与第四章联合出题刚性转子平衡条件６－２飞轮转动惯量计算７－４等效转动惯量计算７－２，２－３齿轮机构参数计算轮系传动比计算１０－４，１０－５，１０－８，１０－９，１０－１０，１１－２，１１－３，１１－４，１１－７与《机械设计》中齿轮受力分析联合出题作图题瞬心法作机构速度分析矢量方程图解法作机构速度和加速度分析３－２，３－２，３－４注意综合法的运用运动副中摩擦力和支反力的分析４－３，４－４平面四杆机构的作图法设计８－４直动从动件凸轮机构轮廓曲线的设计９－３，９－４齿轮机构啮合区域作图１０－５设计分析综合题机构设计方案的合理性２－３，２－４１．自由度是否为零２．虚约束设计是否合理机构级别的确定２－７１．机构拆分２．机构综合续表题型考核点涉及章节备注设计分析综合题用间歇机构、常用机构组合进行方案设计８－１，８－２，８－３，１２－１，１２－２，１２－３，１２－５，１２－８，１２－９，１２－１０１．熟练掌握各种机构运动特点，注意四杆机构各种变形。
《机械原理》ppt课件
01机械原理概述Chapter机械原理的定义与重要性定义重要性机械原理的研究对象和内容研究对象主要研究各种机构（如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和机器（如内燃机、电动机、机床等）的工作原理、运动特性、力学性能以及设计计算方法等。
研究内容包括机构的组成原理、运动学分析、动力学分析、机械效率与自锁、机器的平衡与调速等。
机械原理的发展历程和趋势发展历程发展趋势02机构的结构分析与设计Chapter机构的基本概念和分类机构定义由刚性构件通过运动副连接而成的系统，用于传递运动和力。
机构分类根据运动特性可分为连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。
运动副类型包括低副（转动副、移动副）和高副（点接触、线接触）。
结构分析通过自由度计算、运动链分析等方法，确定机构的组成、运动特性和约束条件。
综合方法基于功能需求，选择合适的机构类型，进行组合、变异和演化，设计出满足特定要求的机构。
创新设计运用创新思维和现代设计方法，如拓扑优化、仿生学等，进行机构创新设计。
机构的结构分析和综合方法机构设计的原则和方法设计原则设计方法案例分析03机械传动与驱动Chapter机械传动的类型和特点摩擦传动啮合传动利用齿轮、链轮等啮合元件传递动力和运动。
具有传动效率高、工作可靠、使用寿命长等优点，但需要较高的制造精度和安装精度。
齿轮类型选择齿轮参数设计强度校核030201齿轮传动的设计与分析链传动和带传动的设计与分析链传动设计带传动设计强度校核液压与气压传动的设计与分析液压传动设计01气压传动设计02控制与调节0304机械系统动力学与振动Chapter机械系统动力学的基本概念和方法动力学基本概念动力学建模方法动力学分析方法机械系统的振动分析和控制振动基本概念振动分析方法振动控制策略机械系统动力学优化设计方法优化设计基本概念动力学优化设计方法优化设计实例分析05机械制造工艺与装备Chapter机械制造工艺的基本概念和流程机械制造工艺的基本概念机械制造工艺的流程机械制造装备的分类和特点机械制造装备的分类机械制造装备的特点先进制造技术是指基于先进制造理论、技术和方法的总称，包括计算机辅助设计（CAD ）、计算机辅助制造（CAM ）、计算机辅助工艺规划（CAPP ）、数控技术（NC ）、柔性制造系统（FMS ）等。
孙恒《机械原理》课件讲义
机构结构分析的内容及目的 机构的组成 机构运动简图 机构具有确定运动的条件 平面机构自由度的计算 平面机构的组成原理、结构分类 及结构分析
§2-1 机构结构分析的内容及目的
1、研究机构的组成及机构运动简图的画法 ; 2、了解机构具有确定运动的条件； 3、研究机构的组成原理及结构分类。
2）确定机架 3）确定各构件之间的运动副种类
“两两分析相对运动” 4）代表回转副的小圆，其圆心必须与相对运动
回转中心重合。代表移动副的滑块，其导路 方向必须与相对运动方向一致。 5）比例、符号、线条、标号
§2-5 平面机构自由度的计算
1. 平面机构的自由度：机构所具有的独立运动。 2. 平面机构的自由度计算公式
2. 要除去局部自由度( F' ) 局部自由度：某些不影响机构运动的自由度。
3. 要除去虚约束( p' ) 虚约束:在机构运动中，有些约束对机构自由度的影响
是重复的。
3. 要除去虚约束( p' ) 虚约束:在机构运动中，有些约束对机构自由度的影响
是重复的。 •机构中的虚约束常发生在下列情况：
1）如果转动副联接的是两构件上运动 轨迹相重合的点，则该联接将带入 1个虚约束。
本章结束
第二章 机构的结构分析
基本要求：了解机构的组成；搞清运动副、运动链、约 束和自由度等基本概念；能绘制常用机构的 运动简图；能计算平面机构的自由度；对平 面机构组成的基本原理有所了解。
重 点：运动副和运动链的概念；机构运动简图的绘 制；机构具有确定运动的条件及机构自由度 的计算。
难 点：在机构自由度的计算中有关虚约束的识别及 处理问题。
《机械原理》基础知识点讲解学习
《机械原理》基础知识点《机械原理》基础知识点1构件：具有确定运动的单元体组成的，这些运动单元体称为构件零件：组成构件的制造单元体运动副：两构件直接接触的可动联接构件的自由度：构件的独立运动数目运动链：若干个构件通过运动副所构成的系统机架：固定的构件原动件：机构中做独立运动的构件从动件：机构中除原动件外其余的活动构件运动链→机构：将运动链中的一个构件固定，并且它的一个或几个构件作给定的独立运动时，其余构件便随之作确定的运动，这样运动链就成了机构2机构运动简图：表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形。
机构运动简图必须与原机械具有完全相同的运动特性。
示意图：只为了表明机械的结构，不按比例来绘制简图3约束和自由度的关系：增加一个约束，构件就失去一个自由度4机构具有确定运动的条件：机构自由度等于机构的原动件数5瞬心：在任一瞬间，两构件的运动都可以看作是绕某一重合点的相对转动，该重合点称为他们的瞬心速度中心收集于网络，如有侵权请联系管理员删除绝对瞬心：运动构件上瞬时绝对速度为零的点相对瞬心：两运动构件上瞬时绝对速度相等的重合点6摩擦力增大并不是运动副元素材料间摩擦因数发生了变化，而是运动副元素的几何结构形状发生变化所致。
7摩擦圆：对于一具体的轴颈，r和fv为定值，因此ρ为定值，以轴心O 为圆心，ρ为半径做一圆，该圆成为摩擦圆。
8机械自锁：由于摩擦的存在，会出现无论施加多大的驱动力，都不能使机械沿驱动方向产生运动的现象。
自锁条件：η≤0 机械发生自锁9连杆机构（低副机构）：若干个构件通过低副联接所组成的机构10平面四杆机构基本形式：铰链四杆机构11曲柄：在两连杆中能做整周回转机构摇杆：只能在一定角度范围内摆动的构件周转副：将两构件能做360°相对转动的转动副摆动副：不能将两构件能做360°相对转动的转动副12铰链四杆机构的曲柄存在条件：1最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和 2连架杆和机架中有一杆是最短杆13最短杆为连杆时，该机构为双摇杆机构；最短杆为连架杆时，该机构为曲柄摇杆机构；最短杆为机架时，该机构为双曲柄机构；14有急回运动：θ≠0时，偏置曲柄滑块机构和导杆机构收集于网络，如有侵权请联系管理员删除无急回运动：对心曲柄滑块机构和双摇杆机构15死点位置：压力角为90°，传动角为0°。
机械原理讲义全套
机械原理讲义全套机械原理是机械工程专业的一门基础课程，它主要研究物体在力的作用下所表现出的相互作用、运动和结构行为。
本文将为大家提供一套机械原理讲义，帮助大家更好地理解和掌握这门课程。
第一章：机械原理的概述1.1机械原理的定义和作用1.2机械原理的研究内容1.3机械原理的研究方法1.4机械原理的发展和应用第二章：受力分析2.1力的概念和表示方法2.2力的合成和分解2.3力的平衡与条件2.4力的作用点和作用线第三章：刚体力学3.1刚体的定义和性质3.2刚体平衡的条件3.3刚体平衡的实例分析3.4刚体平衡的应用第四章：运动学基础4.1机械原理中的运动学概念4.2匀速直线运动和曲线运动4.3加速度和速度与位移的关系4.4运动学中的一些常用公式第五章：动力学基础5.1动量和动量守恒定律5.2力的大小和方向与加速度的关系5.3动力学中的一些常用公式5.4动力学中的实例分析第六章：动力学应用6.1动力学中的斜面问题6.2动力学中的弹簧问题6.3绳索和滑轮在动力学中的应用6.4动力学中的摩擦力分析第七章：静力学应用7.1静力学中的平衡问题7.2静力学中的力矩和杠杆7.3静力学中的悬挂问题7.4静力学中的摩擦力分析第八章：激光原理8.1激光的定义和性质8.2激光的产生和传播8.3激光的应用第九章：机械传动原理9.1机械传动的概念和分类9.2齿轮传动的原理和计算9.3带传动的原理和计算9.4万向节传动的原理和计算第十章：机械结构原理10.1机械结构的定义和分类10.2机械结构的设计原则10.3机械结构的应用和发展趋势10.4机械结构中常见问题的解决方法这套机械原理讲义全面而详细地介绍了机械原理的各个方面，帮助学生建立起对机械原理的理论框架和实践应用。
通过学习这套讲义，学生能够更好地理解机械原理的概念、原理和应用，提高解决实际问题的能力。
希望这套讲义能够对大家学习机械原理有所帮助。
机械原理 机构及其应用 教学讲义
机械原理的基本概念
01
02
03
机械系统
由若干个相互关联的机械 零件组成的整体。
运动副
两个构件之间通过一定方 式相互连接，实现相对运 动的连接方式。
机构
由两个或多个构件通过运 动副组成的具有确定运动 的系统。
机械原理的历史与发展
古代机械原理
现代机械原理
古代人类在生产和生活实践中积累了 丰富的机械知识，如埃及金字塔、中 国的四大发明等。
织布机
通过复杂的传动机构将动力传递给织 布梭子，实现织布过程。
卷绕机
利用卷绕机构将纺织品卷绕在滚筒上， 实现连续生产。
浆纱机
通过浆液和纱线的相互作用，增强纱 线的强度和耐磨性。
整经机
将多根纱线整理成经纱束，为织布机 提供织布原料。
包装机械中的机构
封口机
贴标机
利用加热或加压的方式将包装材料封合在 一起，保证产品的密封性。
汽车发动机中的机构
曲柄连杆机构
将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动， 实现发动机的做功过程。
汽油喷射系统
将汽油与空气混合并精确地喷入气缸，实现 汽油的供给和雾化。
配气机构
控制气缸的进气和排气过程，保证发动机的 正常运转。
润滑系统
为发动机各摩擦表面提供润滑油，减少磨损 和摩擦阻力。
纺织机械中的机构
总结词
螺旋机构是一种通过螺旋副（即螺杆和 螺母）传递运动和动力的机构。
VS
详细描述
螺旋机构具有传动连续、平稳、无噪声等 特点，适用于大范围的速度和载荷调节。 螺旋机构在各种机械系统中得到广泛应用 ，如螺纹千斤顶、螺旋压力机、机床进给 系统等。螺旋机构的效率和精度对整个机 械系统的性能具有重要影响。
机械原理讲义
机械原理讲义第一章绪论机器特征：一、多个构件人为组合而成二、构件间具有确定的相对运动三、能减轻或代替人类的劳动或者实现能量的转换同时具备三个特征的即为机器,具备前两个特征的为机构；机构可以是一个零件也可以是多个零件的刚性组合。
第二章机构的结构分析基本要求：１、掌握机构运动简图的绘制方法。
２、掌握运动链成为机构的条件.３、熟练掌握机构自由度的计算方法。
４、掌握机构的组成原理和结构分析的方法。
重点:１、机构具有确定运动的条件.２、机机构运动简图及其绘制。
３、机构自由度的计算.难点:１、机构运动简图的绘制。
２、正确判别机构中的虚约束。
本章口诀诗：活杆三乘有自由，两低一高减中求；认准局复虚约束，简式易记考无忧。
本章作业:２－８（要求用五个方案改进）、２－１０、２－１２、２－１４２－１５（a)、２－１６（b）、２－１７、２－１９§2-1 平面机构运动简图一、机构及其组成1、机构的两大类型:平面机构、空间机构2、机构的两组成要素:①构件②运动副3、构件类型：①活动构件②固定构件（又称机架）二、运动副及其分类1、活动构件的自由度与约束自由度：作为独立运动单元可能的独立运动数约束：对物体运动自由度的限制2、运动副及其分类定义：构件间的可动联接。
类型：高副、低副。
三、平面机构运动简图1、定义及意义定义：用简单的线条和规定符号分别代表构件和运动副、用以表示各构件之间相对位置和相互运动关系的图形。
意义：方便进行运动学和动力学分析，便于技术出差时很快画出你所感兴趣的机器或机构的结构与运动特点。
2、绘制步骤从原动件开始、顺藤摸瓜（构件为藤，运动副为瓜）依次用线条和符号表示之(按尺寸比例）。
总结：低副产生两个约束即限制两个自由度。
高副，限制沿公法线方向的移动，但可沿切向移动和绕接触点转动。
§2-2 平面机构自由度计算一、平面机构具有确定运动的条件1、平面机构自由度公式的推导N个构件，1个机架,n=N-1为活动件数低副包括移动副和转动副自由度计算公式： F=3n—2Pl—Ph2、机构具有确定运动的条件：机构的原动件数等于机构的自由度数；Ｆ≥１二、自由度计算时的注意事项:1、认准复合铰链、局部自由度和虚约束1）复合铰链：多构件在同一处用回转副联接时，真正的回转副个数等于构件数—1。
《机械原理》讲义
绪论一、研究对象1、机械：机器和机构的总称机器（三个特征）：①人为的实物组合（不是天然形成的）；②各运动单元具有确定的相对；③必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。
机器的组成：原动机、工作机、传动部分、自动控制工作机机构：有①②两特征。
很显然，机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。
两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。
2、概念构件：运动单元体零件：制造单元体构件可由一个或几个零件组成。
机架：机构中相对不动的构件原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。
T输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。
T输出构件机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。
二、研究内容：1、机构的结构和运动学：①机械的组成；②机构运动的可能性和确定性；③分析运动规律。
2、机构和机器动力学：力一一运动的关系• F=ma功一一能3、要求：解决二类问题：分析：结构分析，运动分析，动力分析综合（设计）：①运动要求，②功能要求。
新的机器。
第一章平面机构的结构分析（一）教学要求1、了解课程的性质与内容，能根据实物绘制机构运动简图2、熟练掌握机构自由度计算方法。
了解机构组成原理（二）教学的重点与难点1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图2、自由度计算，虚约束，高副低代（三）教学内容§ 1-1机构结构分析的目的和方法研究机构的组成原理和机构运动的可能性以及运动确定的条件§ 1-2机构的组成机构是由构件组成的。
、运动副：构件间的可动联接。
（既保持直接接触，又能产生高副：点线接触低副：面接触运动副元素自由度：构件含有独立运动的数目约束：对独立运动的限制低副：2个约束，1个自由度高副：1个约束，2个自由度低副：定的相对运动）①转动副：两个构件间不能作旋转运动的运动副;②移动副：两个构件间不能作移动运动的运动副。
机械原理讲义第一章
写在前面机械原理适用专业：机械制造及其自动化，机械电子工程，机械设计及理论，车辆工程，机械工程（专业学位），车辆工程（专业学位）。
满分150，闭卷考试，三个小时，可以带计算器。
不在工大考试的需要自己拆密封卷（很简单，不过要小心）招收机械类专业的单位有，机汽学院，科学技术研究院，工业与装备技术研究院（原合锻研究院），智能制造技术研究院。
具体参考招生简章下面分章讲述第一章平而机构的结构分析1.1 内容提要本章主要解决用自由度计算公式束判断构件组合体运动的可能性和确定性问题。
本章主要内容是：（了解，这是基础）（已经不考这样的类型了，具体分析真题时候说，）机构具有确定运动的条件；（必须知道，15刚考过，以前考的很少。
）（必须知道，这是这章的灵魂）（至今没有考过，不能说不考）本章重点内容是平面机构自由度的计算：；难点是复合铰链、局部自由度及虚约束的判断投正确处理。
具体内容看书1.2 真题再现题型11.（2015真题）如图所示机构，计算其自由度，判断其是否确定运动，如果不能？那如何可以确定其运动？（1.练习）如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。
绘制其机构运动简图（图b）。
解1）取比例尺l2）分析其是否能实现设计意图。
图 a ） 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图 b ）3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
电梯机械原理培训讲义
03.99
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电梯的分类
• 按运行速度分:
– 低速梯:V≤1.0m/s
– 快速梯:1.0m/s＜V＜2.0m/s （10层以上）
– 高速梯:2.0m/s≤V＜3.0m/s （16层以上）
– 超高速梯:V≥3.0m/s ~ 10.0m/s – 试验用梯＞10m/s
行业术语：
• 低层: 20 层以下
中层: 21-40 层
• 组成：对重和对重块及重量补偿装置。
对重：由对重架和对重块组成，其重量与轿厢满载时的重量成一定比例，与 轿厢间的重量差具有一个恒定的最大值，又称平衡重。
对重重量=轿厢重量+K*额定载重量（K=0.4- 0.5）
重量平衡装置：补偿轿厢与对重侧曳引绳长度变化对电梯平衡设计影响的装 置，一般有平衡链和平衡钢丝绳。
大楼的底层站。
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电梯基本知识
顶层端站 建筑物中电梯的最高停站
基站 轿厢无指令运行时停靠的层站，此层站一般为主基站，出入人数最多，目 前电梯均有自动返回基站的功能，特别是群控梯。
平层 电梯在接近层站正常停靠时的慢速动作过程。
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电梯基本知识
平层区 轿厢停靠站上、下方的一段有限距离，在此区域内，电梯平层控制装
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电梯基本知识
拖动方式：电梯采用的动力类型，有交流电力拖动、直流电力拖动及液力拖动 三种。
控制方式：对电梯的运行实行操纵的方式，即手动控制、按钮控制、信号控制、 集选控制、并联控制、群控等。
轿厢尺寸：指轿厢内部尺寸和外廓尺寸，以深×宽表示，内部尺寸由梯种和额 定载重量决定，外廓尺寸则关系到井道的设计
03.99
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电梯起源与发展
机械原理第七章机讲义械动力学
执行构件位置的函数 曲柄压力机、活塞式压缩机的工作 阻力
执行构件速度的函数 鼓风机、离心泵的工作阻力
时间的函数 揉面机、球磨机的工作阻力
作用在运动副中的力 约束反力(constrained force)—作用在运动副元素上的 力。对机构而言，约束反力是内力(internal force)；对构件 而言，约束反力是外力(external force)。
实际工况
机械运转时，绝大多数机械系统主轴(main shaft)的速 度都是波动变化的。过大的速度波动会影响机器的正常工 作，增大运动副中的动负荷，加剧运动副的磨损，降低机器 的工作精度和传动效率，缩短机器的使用寿命，激发机器振 动，产生噪音等。
本章讨论的问题 ● 机构的摩擦(friction)与效率(efficiency) ● 机械的平衡(balancing of machinery) ● 机械的真实运动(actual motion)规律分析与速度波动调
驱动力类型举例
常数 重力FdC 位移的函数 弹簧力FdFd(s)、内燃机驱动力矩MdMd(s)
速度的函数 电动机驱动力矩Md Md()
阻力(resistance force)—力作用线与构件运动速度方向 夹角为钝角。与构件角速度方向相反的力矩称为阻力矩 (resistance moment)。
工作阻力类型举例
总反力R21
考Q虑 构R21件 P惯 0性力的重要性
水平驱动力 P Qtan()
n
R21 N21
1 v12
F21
P
Ｑ 2
P
n
R21 Q
(一)移动副中的摩擦
斜面摩擦 2. 滑块等速下降
机械原理讲义08概论
顶隙系数 c *
hf
=
(h
∗ a
+ c∗ )m
正常齿制： ha* = 1， c * = 0.25 (m≥1)
短齿制： ha* = 0.8，c * =0.3
分度圆：齿轮中具有标准模数和标准压力角的圆。 标准齿轮：具有标准基本参数，分度圆 s=e 的齿轮。
渐开线标准直齿圆柱齿轮
标准齿轮的几何尺寸计算： 基本参数：z，m，α， ha*， c *
=
1 2π
⋅
[z
1
(tan
α
a1
− tan α′) + z 2 (tan αa2
− tan α′)]
（1） ε与m 无关 （2） 当i 一定，z ↑ ε↑ （3） a′↑、 ε↓
渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动
例题：图示下述
基圆
节圆
啮合角
理论啮合线
Ⅰ
实径
Ⅱ
重合度
接触齿廓
实际工作（共轭）齿廓
计算齿顶圆压力角α a1 α a2 rb = ra cos αa
计算基圆半径 rb = r cos α 计算齿顶圆半径 ra =r +ha* m 计算分度圆半径 r = m Z/2
标准直齿圆柱齿轮, ha*= 1, m=2.5mm
z1=22, z2=33
渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动
例题：一对外啮合标准齿轮 z1=22， z2=33，α=20°，m=2.5mm ha∗=1，其求在标准安装时的重合度。如中心矩增大1mm， 重合度是多少？
cos αk
=
rb rk
渐开线方程
))
tan αk
=
NK rb
=
AN rb
=
机械原理讲义09
机械原理思考题：两块面值相同的硬币，一个 固定不动，另一个绕其作纯滚动一周， 问第二个自转几周?第八章8.1 概述轮 系惰轮Gear Trains轮系：由一对以上齿轮组成的齿轮系统称为轮系轮系的类型1. 定轴轮系平面定轴轮系轮系的类型空间定轴轮系轮系的类型2. 周转轮系：至少有一个齿轮的轴线不固定的轮系。
组成： 系杆 中心轮 行星轮 基本构件轮系的类型周转轮系分类：差动轮系F=2轮系的类型周转轮系分类：行星轮系F=1轮系的类型周转轮系：轮系的类型3. 混合轮系：既包含有定轴轮系部分，又包含有周转轮系部分。
轮系的类型周转轮系组合单对齿轮传动比（大小、方向）方向表示：画箭头如果两轮轴线平行，可用“+”、“-”表示两轮转向关系1212z z i −=1212z z i =1212z z i =;z z i ;z z 1;z z i ;z z i 4545344323321212−=−==−=′′′′4321543235432432145433212z z z z z z z z )1(i i i i ′′′′′′−=ωωωωωωωω=⋅⋅⋅3215325115z z z z z z i ′′−=ωω=3215325115z z z z z z i ′′−=ωω=定轴轮系传动比：积各对齿轮主动轮齿数乘积各对齿轮从动轮齿数乘m)1(i −=143214324114z z z z z z i ′′=ωω=方向：画箭头表示空间定轴轮系2K—H 周转轮系12基本思路及方法转化轮系周转轮系反转ω转化机构（定轴轮系）构件代号周转轮系角速度转化机构角速度1ω1ω1H = ω1-ωH 2ω2ω2H = ω2-ωH 3ω3ω3H = ω3-ωH HωHωH =013H 3H1H13z z i −=ωω=13H 3H1H3H 1H13Z Z i −=ω−ωω−ω=ωω=13H 3H1H3H 1H13Z Z i −=ω−ωω−ω=ωω=周转轮系传动比计算方法：将周转轮系转化为转化机构，通过转化机构传动比公式间接求解周转轮系传动比(转化机构法）13H 3H 1z z −=ω−ωω−ω例1. 图示行星轮系中，z 1=24, z 3=96，试求传动比i 1H 。
《机械原理》基础知识点讲解学习
《机械原理》基础知识点《机械原理》基础知识点1构件：具有确定运动的单元体组成的，这些运动单元体称为构件零件：组成构件的制造单元体运动副：两构件直接接触的可动联接构件的自由度：构件的独立运动数目运动链：若干个构件通过运动副所构成的系统机架：固定的构件原动件：机构中做独立运动的构件从动件：机构中除原动件外其余的活动构件运动链T机构：将运动链中的一个构件固定，并且它的一个或几个构件作给定的独立运动时，其余构件便随之作确定的运动，这样运动链就成了机构2机构运动简图：表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形。
机构运动简图必须与原机械具有完全相同的运动特性。
示意图：只为了表明机械的结构，不按比例来绘制简图3约束和自由度的关系：增加一个约束，构件就失去一个自由度4机构具有确定运动的条件：机构自由度等于机构的原动件数5瞬心：在任一瞬间，两构件的运动都可以看作是绕某一重合点的相对转动，该重合点称为他们的瞬心速度中心收集于网络，如有侵权请联系管理员删除绝对瞬心：运动构件上瞬时绝对速度为零的点相对瞬心：两运动构件上瞬时绝对速度相等的重合点6摩擦力增大并不是运动副元素材料间摩擦因数发生了变化，而是运动副元素的几何结构形状发生变化所致。
7摩擦圆：对于一具体的轴颈，r和fv为定值，因此p为定值，以轴心O 为圆心，p为半径做一圆，该圆成为摩擦圆。
8机械自锁：由于摩擦的存在，会出现无论施加多大的驱动力，都不能使机械沿驱动方向产生运动的现象。
自锁条件：耳三0机械发生自锁9连杆机构（低副机构）：若干个构件通过低副联接所组成的机构10平面四杆机构基本形式：铰链四杆机构11曲柄：在两连杆中能做整周回转机构摇杆：只能在一定角度范围内摆动的构件周转副：将两构件能做360°相对转动的转动副摆动副：不能将两构件能做360°相对转动的转动副12铰链四杆机构的曲柄存在条件：1最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和2连架杆和机架中有一杆是最短杆13最短杆为连杆时，该机构为双摇杆机构；最短杆为连架杆时，该机构为曲柄摇杆机构；最短杆为机架时，该机构为双曲柄机构；收集于网络，如有侵权请联系管理员删除14有急回运动：8工0时，偏置曲柄滑块机构和导杆机构无急回运动：对心曲柄滑块机构和双摇杆机构15死点位置：压力角为90°,传动角为0°。
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绪论一、研究对象1、机械：机器和机构的总称机器（三个特征）：①人为的实物组合（不是天然形成的）；②各运动单元具有确定的相对；③必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。
机器的组成：原动机、工作机、传动部分、自动控制工作机机构：有①②两特征。
很显然，机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。
两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。
2、概念构件：运动单元体零件：制造单元体构件可由一个或几个零件组成。
机架：机构中相对不动的构件原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。
T输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。
T输出构件机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。
二、研究内容：1、机构的结构和运动学：①机械的组成；②机构运动的可能性和确定性；③分析运动规律。
2、机构和机器动力学：力一一运动的关系• F=ma功一一能3、要求：解决二类问题：分析：结构分析，运动分析，动力分析综合（设计）：①运动要求，②功能要求。
新的机器。
第一章平面机构的结构分析（一）教学要求1、了解课程的性质与内容，能根据实物绘制机构运动简图2、熟练掌握机构自由度计算方法。
了解机构组成原理（二）教学的重点与难点1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图2、自由度计算，虚约束，高副低代（三）教学内容§ 1-1机构结构分析的目的和方法研究机构的组成原理和机构运动的可能性以及运动确定的条件§ 1-2机构的组成机构是由构件组成的。
、运动副：定的相对运动）构件间的可动联接。
（既保持直接接触，又能产生高副：点线接触低副：面接触运动副元素自由度：构件含有独立运动的数目约束：对独立运动的限制低副：2个约束，1个自由度高副：1个约束，2个自由度低副：①转动副：两个构件间不能作旋转运动的运动副;②移动副：两个构件间不能作移动运动的运动副。
高副：①齿轮副；②凸轮副。
、运动链、机构1运动链：两个以上构件通过运动副联接而成的系统（根据各构件间的相对运动为平面运动还是空间运动分类）2、机构（从运动链角度）：1对一个运动链2、选一构件为机架3、确定原动件（一个或数个）4、原动件运动时，从动件有确定的运动。
§ 1-3平面机构运动简图一、用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简图二、绘制：1、运动副的符号转动副：(b)移动副:齿轮副:凸轮副:①平面运动链；②空间运动链(a)2121------- 2I112、构件（杆）3、机构运动简图的绘制，（模型，鄂式破碎机）1）分析机构，观察相对运动；2）找出所有的构件与运动副；3）选择合理的位置，即能充分反映机构的特性；后宀，实际尺寸m4）确疋比例尺，1图上尺寸（mm）5）用规定的符号和线条绘制成间图。
（从原动件开始画）§ 1-4平面机构的自由度机构的自由度：机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。
、计算机构自由度（设n个活动构件，P L个低副，P H个高副）F 3n 2P L P H、机构具有确定运动的条件（原动件数＞F，机构破坏）F 3 3 2 4 0 1原动件数=机构自由度铰链五杆机构：F 3 4 2 5 0 2原动件数＜机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）D'C'(3)虚约束:在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的 约束称为虚约束。
图 1-15作业：P 498,题 1-1，1-2，1-3，1-4。
平面机构的虚约束常出现于下列情况： (1) 不同构件上两点间的距离保持恒定…… (2) 两构件构成各个移动副且导路互相平行 (3) 两构件构成各个转动副且轴线互相重合…… (4 )在输入件与输出件之间用多组完全相同的运动链来传递运动……(见课本 P 14)例：计算自由度(先看有无注意事项，复合铰链 ，再看有几个构件)F3 7 2 9 1 2 1、 F 3 5 2 7 0 1F 3 4 2 5 0 2构件间没有相对运动机构T 刚性桁架F 3 3 2 5 01(多一个约束)超静定桁架F W,构件间无相对运动，不成为机构。
F ＞0,原动件数=F ，运动确定原动件数＜F ,运动不确定 原动件数＞F ,机构破坏三、计算F 时注意问题(1 )复合铰链 m-1例：F 3 7 2 10 0 1 (2)局部自由度(与输出件运动无关的自由度称局部自由度)F 33231 2?112、 F 3 5 2 6 2 1，其中B、C为复合铰链。
第二章平面机构的运动分析（一）教学要求1、 能根据实物绘制机构运动简图2、 熟练掌握机构自由度计算方法。
了解机构组成原理3、 了解平面机构运动分析的方法，掌握瞬心法对机构进行速度分析4、 熟练掌握相对运动图解法（二）教学的重点与难点1、 机构及运动副的概念、绘机构运动简图2、 自由度计算，虚约束，高副低代3、 瞬心的概念及求法4、 矢量方程，速度和加速度多边形，哥氏加速度，影像法（三）教学内容§ 2-1研究机构运动分析的目的和方法一、 目的：在设计新的机械或分析现有机械的工作性能副， 都必须首先计算其机构的运动参数。
二、 方法：图解法：形象直观，精度不高，速度瞬心法，相对运动 图解法 解析法：较高的精度，工作量大 实验法：§ 2-2速度瞬心法及其在机构速度分析上 的应用、速度瞬心：两构件上相对速度为零的重合点: 瞬时绝对速度相同的重合点。
相对速度瞬心：两构件都是运动的 绝对速度瞬心：两构件之一是静止的 i,j T P ij（由理论力学可知，任一时刻，刚体1和2的相对运动可以看作是纯一重合点的转动，设该重点点为P 12 （图示位置），现在确定1, 2重合点A 的相对运动方向，即相对速度方向, 称重合点P 12为瞬时回转中心，或速度瞬心。
二、机构中瞬心的数目：V A 1A 2AXN MJ 1）k—构件数2三、瞬心位置的确定1、若已知两构件的相对运动，用定义确定2、 形成运动副的两构件（用定义）3、不形成运动副的两构件（三心定理） 三心定理：作平面运动的三个构件共有 3个瞬心，它们位于同一直线上。
3(3 1) 2P 23位于P 12、P 13的连线上（为方便起见，设 定不动） P 12T A ,P 13T BM 代表P 23,设M 不在AB 连线上,V|M2 W 2I AM ，方向丄 AMVM 3 W3IAM ，方向丄 BM 显然，V M 2与V M 3方向不一致，--V M 2 半 V M 3• I M 点不是瞬心 ••• M 必须在AB 连线上 M 点具体在AB 上哪一个位置，由V M 2与V M 3 大小相等的关系式确定V M 2 V M 3…W 2I AMW 3I BM1AM W3 1 BMW2例：P 12— B , P 23—C , P 34— D , P 14— AP 13：① P 13、P 12、P 23 共线；② P 13、P 14、P 34 共线。
P l21 2(a)(c)转动副： 移动副： 咼副: （纯滚动）P 严(b)P 21(d )K1固34 (4 1)2__P 24：① P 24、P 12、P 14 共线；② P 24、P 23、P 34 共线。
四、利用瞬时对机构进行运动分析例：图示机构中，已知I AB ，I BC ，，构件2，以2逆时针方向转动。
作业：P 505： 2— 1, 2 — 2, 2— 3§ 2 — 3用相对运动图解法求机构的速度和加速度相对运动图解法：用相对运动原理列出构件上点与点之间的相对运动矢量方程， 然后作图求解矢量方程。
速度，加速度（用基点法求刚体的运动度） 复习：相对运动原理。
1）刚体（构件）的平面运动分解为随基点的平动加上绕基点的转动。
V B V A 2）点的速度合成定理： （动点在某瞬时的绝对速度等于它在该瞬时的牵连速度与相对V BAa B a A a BA速度的矢量和）求：①机构的全部瞬心位置；②从动件 4的速度。
解：1、画机构运动简图,mm a ---- mm12、求瞬心4 (4 1)2P 12T A , P 23T B , 处 P 34T C , P 14T 丄无空道P13：① P 13、P 12、P 23 共线；② P 13、P 14、P 34 共线 P24：① P 24、P 12、P 14 共线；② P 24、P 23、P 34 共线 3、从动件4的速度VM 2 V M 4 V 4VM 2 W 2lAM例：凸轮以匀速逆时针转动，求该位置时 从动件2的速度V 2。
解：1、取i 作机构运动简图2、求瞬心，共线：①P 13T A ；②P 23T 丄CD 无究道处；③P 12T 接触点公法线上注意：①V :②构件数图较少时用。
P 12T O , V 2V o2 V o1 W 1 l AO已知机构各构件的长度,取C 作机构运动简图1、求速度和角速度V cV BVCB方向丄CD 丄AB 丄BC大小 ?l lAB?V cvpc . V CBvbc忆V BVEBV C V EC方向 ？ pb 丄BE pc 丄EC（重合点法）绝对运动 动点对静系的运动 点的运动 v a v e V ； 动系平动：动系转动： aa a e :牵连运动 y动系对静系的运动 刚体运动 a r 错误！链接无效。
a r a k + 相对运动 动点对动系 点的运动 a a a e 在同一构件上点间的速度和加速度的求法（基点法） A ---------------------1丨ABPbmis mm求:2 ,2 ,V C ,V E ,a C , a E ,解：1 T 定轴转动；平面一般运动（平动，转动）,定轴转动。
pe V E在速度多边形中， △ bee 和△ BCE 相似图形bee 为BC E 的速度影响像。
速度影像的用处：注意：速度影像只能应用于同一构件上的各点。
a B m/sa =b mm2、求加速度，角加速度2%E 2lBE加速度多边形中:大小 ？11AB ?k pC或nt a ca cn a Bt'a B an CBaCB方向 C f D 丄CD B f A丄AB C f B丄BC大小2|3 l CD ?2| 1 l AB11AB2|2 l BC?C a c , 大小 a caC o c ca cB , a cB aC CaCB2 la cBa caC CBC (2)3I BCl cDCD求a E :aEBnaEBa EaBa ca B••• V EkPeVCB2,方向：顺时针，1BCV ClCDV-PC ，逆时针1CD在速度多边形中：P f 极点，beV CB方向 nf b E f B 丄 BE大小a Ea E aCB. (aCB)(aCB ).(2 1 CB )( 2lCB )1CB I 2a CB ： a EB : a EC l CB ： 1 EB ： 1 ECbe: a be: a ce , BC : c EB : c EC/. be : b e : ce BC : EB : EC••• bce和BCE相似•••称bce为BCE的加速度影像。