第7章其它常用机构
机械制造常用机构
规定: 和在圆销进入区为正，在圆 销离开区为负，变化区间为：
ω1
o1
R
α
α1 -α1
L
－α1≤α≤α1 －φ2≤φ≤φ2
A
φ B
φ2
O2 -φ2
在△ABO2中有如下关系：
AB R sin tg O2 B L R cos
ω2
令λ＝ R / L，并代入上式得： sin 1 ＝ tg 1 cos
槽数z 圆销数n 3 1~6 1/6~1
k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
4
1~4 0.25~1 5 、6 1~3 ≥7
提问：why k≤1？ 事实上，当k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。
1~2
0.36~1
运动系数k
0.3~1
当z=4及n=2时 k=n(1/2－1/z) = 0.5 说明此时槽轮的运动时间和静止时间相等。
运动特性分析： ①槽轮运动的ω max、amax随槽数z的增多而减小。 ②存在柔性冲击。Z愈少，冲击愈大。
参赛专用版
运动特性曲线
圆销进入或退出径向槽时，角速度有突变，
国防科大潘存云教授研制
(2)内啮合槽轮机构
用同样方法可求得内啮合槽轮机构 的运动曲线如图所示。
2 12
1.0 0.75 0.5 0.25 0 -0.25 -0.5 -0.75 0.8 0.6 0.4 0.2
∵
F= Pn f 代入得： tgα> f =tgφ ∴ α >φ
da
o1
当 f=0.2 时，φ＝11°30’
参赛专用版
通常取α＝20°
国防科大潘存云教授研制
棘轮几何尺寸计算公式 棘轮参数 齿数z 模数m 计算公式或取值 12~25
(完整word版)现代机械设计手册总目录
现代机械设计手册总目录(共6卷）化学工业出版社第1卷第1篇机械设计基础资料第1章常用资料和数据第2章法定计量单位和常用单位换算第3章优先数和优先数系第4章常用数学公式第5章常用力学公式第2篇零件结构设计第1章零件结构设计的基本要求和内容第2章铸件结构设计工艺性第3章锻压件结构设计工艺性第4章冲压件结构设计工艺性第5章切削件结构设计工艺性第6章热处理零件设计的工艺性要求第7章其他材料零件及焊接件的结构设计工艺性第8章零部件设计的装配及维修工艺性要求第3篇机械制图和几何精度设计第1章机械制图第2章尺寸精度第3章几何公差第4章表面结构第5章孔间距偏差第4篇机械工程材料第1章钢铁材料第2章有色金属材料第3章粉末冶金材料第4章复合材料第5章非金属材料第5篇连接件与紧固件第1章连接设计基础第2章螺纹连接第3章键、花键和销的连接第4章过盈连接第5章胀套及型面连接第6章焊、铆、粘连接第7章锚固连接第2卷第6篇轴和联轴器第1章轴第2章软轴第3章联轴器第7篇滚动轴承第1章滚动轴承的分类、结构型式及代号第2章滚动轴承的特点与选用第3章滚动轴承的计算第4章滚动轴承的应用设计第5章常用滚动轴承的基本尺寸及性能参数第8篇滑动轴承第1章滑动轴承的分类、特点与应用及选择第2章滚动轴承材料第3章不完全流体润滑轴承第4章液体动压润滑轴承第5章液体静压轴承第6章气体润滑轴承第7章箔片气体轴承第8章流体动静压润滑轴承第9章电磁轴承第9篇机架、箱体及导轨第1章机架结构设计基础第2章机架的设计与计算第3章齿轮传动箱体的设计与计算第4章机架与箱体的现代设计方法第5章导轨第10篇弹簧第1章弹簧的基本性能、类型及应用第2章圆柱螺旋弹簧第3章非线性特性线螺旋弹簧第4章多股螺旋弹簧第5章蝶形弹簧第6章环形弹簧第7章片弹簧及线弹簧第8章板弹簧第9章发条弹簧第10章扭杆弹簧第11章弹簧的热处理、强化处理和表面处理第12章橡胶弹簧第13章空气弹簧第14章膜片及膜盒第15章压力弹簧管第16章弹簧的疲劳强度第17章弹簧的失效及预防第11篇机构第1章结构的基本知识和结构分析第2章基于杆组解析法平面结构的运动分析和受力分析第3章连杆机构的设计及运动分析第4章平面高副结构设计第5章凸轮机构设计第6章其他常用机构第7章组合机构的设计第8章机构选型范例第12篇机械零部件设计禁忌第1章连接零部件设计禁忌第2章传动零部件设计禁忌第3章轴系零部件设计禁忌第3卷第13篇带、链传动第1章带传动第2章链传动第14篇齿轮传动(完整word版)现代机械设计手册总目录第1章渐开线圆柱齿轮传动第2章圆弧圆柱齿轮传动第3章锥齿轮传动第4章蜗杆传动第5章渐开线圆柱齿轮行星传动第6章渐开线少齿差行星齿轮传动第7章摆线针轮行星传动第8章谐波齿轮传动第9章活齿传动第10章塑料齿轮第15篇减速器、变速器第1章减速器设计一般资料第2章标准减速器及产品第3章机械无级变速器及产品第16篇离合器、制动器第1章离合器第2章制动器第17篇润滑第1章润滑基础第2章润滑剂第3章轴承的润滑第4章齿轮传动的润滑第5章其他元器件的润滑第6章润滑方法及润滑装置第7章典型设备的润滑第18篇密封第1章密封的分类及应用第2章垫片密封第3章密封胶及胶黏剂第4章填料密封第5章成形填料密封第6章油封第7章机械密封第8章真空密封第9章迷宫密封第10章浮环密封第11章螺旋密封第12章磁流体密封第13章离心密封第4卷第19篇液力传动第1章液力传动设计基础第2章液力变矩器第3章液力机械变矩器第4章液力耦合器第5章液黏传动第20篇液压传动与控制第1章常用基础标准、图形符号和常用术语第2章液压流体力学常用计算公式及资料第3章液压系统设计第4章液压基本回路第5章液压工作介质第6章液压缸第7章液压控制阀第8章液压泵第9章液压马达第10章液压辅件与液压泵站第11章液压控制系统概述第12章液压伺服控制系统第13章电液比例控制系统第21篇气压传动与控制第1章气压传动技术基础第2章气动系统第3章气动元件的造型及计算第4章气动系统的维护及故障处理第5章气动元件产品第6章相关技术标准及资料第5卷第22篇光机电一体化系统设计第1章光机电一体化系统设计基础第2章传感检测系统设计第3章伺服系统设计第4章机械系统设计第5章微机控制系统设计第6章接口设计第7章设计实例第23篇传感器第1章传感器的名词术语和评价指标第2章力参数测量传感器第3章位移和位置传感器第4章速度传感器第5章振动与冲击测量传感器第6章流量和压力测量传感器第7章温度传感器第8章声传感器第9章厚度、距离、物位和倾角传感器第10章孔径、圆度和对中仪第11章硬度、密度、粉尘度和黏度传感器第12章新型传感器第24篇控制元器件和控制单元第1章低压电器第2章单片机第3章可编程控制器（PLC）第4章变频器第5章工控机第6章数控系统第25篇电动机第1章常用驱动电动机第2章控制电动机第3章信号电动机和微型电动机第6卷第26篇机械振动与噪声第1章概述第2章机械振动基础第3章机械振动的一般资料第4章非线性振动与随机振动第5章机械振动控制第6章典型设备振动设计实例第7章轴系的临界转速第8章机械振动的作用第9章机械振动测量第10章机械振动信号处理与故障诊断第11章机械噪声基础第12章机械噪声测量第13章机械噪声控制第27篇疲劳强度设计第1章机械零部件疲劳强度与寿命第2章疲劳失效影响因素与提高疲劳强度的措施第3章高周疲劳强度设计方法第4章低周疲劳强度设计方法第5章裂纹扩展寿命估算方法第6章疲劳实验与数据处理第28篇可靠性设计第1章机械失效与可靠性第2章可靠性设计流程第3章可靠性数据及其统计分布第4章故障模式、效应及危害度分析第5章故障树分析第6章机械系统可靠性设计第7章机械可靠性设计第8章零件静强度可靠性设计第9章零部件动强度可靠性设计第10章可靠性评价第11章可靠性试验与数据处理第29篇优化设计第1章概述第2章一维优化搜索方法第3章无约束优化算法第4章有约束优化算法第5章多目标优化设计方法第6章离散问题优化设计方法第7章随机问题优化设计方法第8章机械模糊优化设计方法第9章机械优化设计应用实例第30篇反求设计第1章概述第2章反求数字化数据测量设备第3章反求设计中的数据预处理第4章三维模型重构技术第5章常用反求设计软件与反求设计模第6章反求设计实例第31篇数字化设计第1章概述第2章数字化设计系统的组成第3章计算机图形学基础第4章产品的数字化造型第5章计算机辅助设计技术第6章有限元分析技术第7章虚拟样机技术第32篇人机工程与产品造型设计第1章概述第2章人机工程第3章产品造型设计第33篇创新设计第1章创新的理论和方法第2章创新设计理论和方法第3章发明创造的情景分析与描述第4章技术系统进化理论分析第5章技术冲突及其解决原理第6章技术系统物-场分析模型第7章发明问题解决程序—-ARIZ法。
机械设计基础 课后习题答案 第三版 高等教育出版社课后答案(1-18章全)
机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社课后答案(1-18章全)机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第 1 章机械设计概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 1第 2 章摩擦、磨损及润滑概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????? 3第 3 章平面机构的结构分析??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 12第 4 章平面连杆机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 16第 5 章凸轮机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????36第 6 章间歇运动机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 46第7 章螺纹连接与螺旋传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 48第8 章带传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????60第9 章链传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????73第10 章齿轮传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????80第11章蜗杆传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????112第12 章齿轮系??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????124第13 章机械传动设计???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 131第14 章轴和轴毂连接??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 133第15 章轴承??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????138第16 章其他常用零、部件??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 152第17 章机械的平衡与调速??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 156第18 章机械设计CAD 简介??????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????163第1章机械设计概述1.1 机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
(国家开放大学)机械设计基础形成性考核习题与答案
机械设计基础课程形成性考核作业（一）第1章静力分析基础1．取分离体画受力图时，__CEF__力的指向可以假定，__ABDG__力的指向不能假定。
A．光滑面约束力B．柔体约束力C．铰链约束力D．活动铰链反力E．固定端约束力F．固定端约束力偶矩G．正压力2．列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在__B__的方向上，使投影方程简便；矩心应选在_FG_点上，使力矩方程简便。
A．与已知力垂直B．与未知力垂直C．与未知力平行D．任意E．已知力作用点F．未知力作用点G．两未知力交点H．任意点3．画出图示各结构中AB构件的受力图。
4．如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F＝40kN,AB＝BC＝2m,＝30.求两吊杆的受力的大小。
解：受力分析如下图列力平衡方程：Fx0又因为AB=BCF A sinF C sinF A FCFy02F A sinFFF A F B40KN2sin第2章常用机构概述1．机构具有确定运动的条件是什么?答：当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？答：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。
以点接触或线接触的运动副称为高副，以面接触的运动副称为低副。
3．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
（1）n＝7，P L＝10，P H＝0（2）n＝5，P L＝7，P H＝0F3n2P L PF3n2P L P HH37210352711C处为复合铰链（3）n＝7，P L＝10，P H＝0（4）n＝7，P L＝9，P H＝1F3n2P L PF3n2P L P HH372103729112E、E’有一处为虚约束F为局部自由度C处为复合铰链第3章平面连杆机构1．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_C_为机架，将得到双曲柄机构。
A．最长杆B．与最短杆相邻的构件C．最短杆D．与最短杆相对的构件2．根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型。
第七章 其它常用机构
3．在机床、汽车和其他机械上常用的机械机构中有级变速机构应用最为普遍，通常，都是通过改变机构中某一级的传动比的大小来实现转速的变换。
4．机械无级变速机构采用摩擦轮传动实现。
一、滑移齿轮变速机构
滑移齿轮变速机构通常用于定轴轮系中，由于能实现转速在较大范围内的多级变速，因此，广泛用于各类机床的主轴变速。
巩固小结：
布置作业：
速，具有变速可靠、传动比准确、结构紧凑等优点，但零件种类和数量较多，高速回转时不够平稳，变速时有噪声。
六、机械无级变速机构
机械无级变速机构是依靠摩擦来传递转矩，其原理是通过适量地改变从动件和从动件的转动半径，使输出轴的转速在一定范围内无级变化。
1．锥轮-端面盘式无级变速机构
2．分离锥轮式无级变速机构
四、倍增变速机构
五、拉键变速机构
六、机械无级变速机构
板书设计或授课提纲
教学环节
教 学 内 容
教学方法
组织教学：
复习提问：
讲授新课：
检查学生出勤情况。
1.凸轮机构的类型?
2.凸轮机构的从动件常用运动规律?
第七章其他常用机构
§7-1变速机构
一、概述
1．在输入轴转速不变的情况下，使输出轴获得不同转速的传动装置——变速装置。
三、塔齿轮变速机构
常用于转速不高但需要多种上转速的场合。
四、倍增变速机构
由三根轴和滑移、空套和固定齿轮组成。
这四个传动比是按2的倍数增加的，所以这个变速机构称为倍增加变速机构。
五、拉键变速机构
图7—4示。
有级变速机构可以实现在一定范围内的分级变速
学生回答
板书
挂图
机械设计基础(机电类第三版)习题参考答案
机械设计基础（第3版）复习题参考答案第2章平面机构运动简图及自由度2-1 答：两构件之间直接接触并能保证一定形式的相对运动的连接称为运动副。
平面高副是点或线相接触，其接触部分的压强较高，易磨损。
平面低副是面接触，受载时压强较低，磨损较轻，也便于润滑。
2-2 答：机构具有确定相对运动的条件是：机构中的原动件数等于机构的自由度数。
2-3 答：计算机构的自由度时要处理好复合铰链、局部自由度、虚约束。
2-4 答：1. 虚约束是指机构中与其它约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束。
2. 局部自由度是指机构中某些构件的局部运动不影响其它构件的运动，对整个机构的自由度不产生影响，这种局部运动的自由度称为局部自由度。
3. 说虚约束是不存在的约束，局部自由度是不存在的自由度是不正确的，它们都是实实在在存在的。
2-5 答：机构中常出现虚约束，是因为能够改善机构中零件的受力，运动等状况。
为使虚约束不成为有害约束，必须要保证一定的几何条件，如同轴、平行、轨迹重合、对称等。
在制造和安装过程中，要保证构件具有足够的制造和安装精度。
2-6 答：1.在分析和研究机构的运动件性时，机构运动简图是必不可少的；2. 绘制机构运动简图时，应用规定的线条和符号表示构件和运动副，按比例绘图。
具体可按教材P14步骤（1）~（4）进行。
2-7 解：运动简图如下：2-8 答：1. F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1。
该机构的自由度数为1。
2.机构的运动简图如下：2-9答：（a）1.图（a）运动简图如下图；2.F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1，该机构的自由度数为1CB4（b）1.图（b）运动简图如下图；2. F=3n－2P L－P H =3×3－2×4－0=1。
该机构的自由度数为1。
2-10 答：（a）n=9 P L=13 P H=0F=3n－2P L－P H=3×9－2×13－0=1该机构需要一个原动件。
机械传动基础和常用机构
机械传动概述
一、基本概念
3、机器 具有以下三个特征的实物组合体称为机器。
1.都是人为的各种实物的组合。
2.组成机器的各种实物间具有确
定的相对运动。
3.可代替或减轻人的劳动，完成
有用的机械功或转换机械能。
第五页，编辑于星期日：十点 三十三分。
第三篇 机械传动
机械传动概述
一、基本概念
4、机构它是具有确定相对运动的各种实物的
第八页，编辑于星期日：十点 三十三分。
第三篇 机械传动
机械传动概述
二、机械传动的传动比和效率
传动比 i=n1/n2
机械效率 （p59）
η=Po/Pi
第九页，编辑于星期日：十点 三十三分。
第三篇 机械传动
机械传动概述
三、机械传动的类型
摩擦传动
按
工
带传动、摩擦轮传动
作
原 啮合传动
理
齿轮传动、蜗杆传动、链
第三篇 机械传动
机械传动概述
5、机器的组成
根据功能的不同，一部完整的机器由以下四部分组成：
1.原动部分（动力部分）：机器的动力来源。
2.工作部分（执行部分） ：完成工作任务的部分。
3.传动部分：把原动机的运动和动力传递给工作机。
4.控制部分：使机器的原动部分、传动部分、工作部 分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。
2、根据机构中构件数目分为：
四杆机构、五杆机构、六杆机构等
第三十八页，编辑于星期日：十点 三十三分。
（一）平面四杆机构的类型及应用
定义：4个刚性构件用平面低副联接而成的机构。
曲柄摇杆机构
平
*铰链四杆机构
(全转动副)
双曲柄机构
连杆机构及其特点
用什么衡量急回程度的多少？ 行程速比系数K
K V 2 C1C 2
V1
C1C 2
t2 t1
t1 t2
180 180
只要 θ ≠ 0 ， 就有 K>1
且θ越大，K值越大，急回性质越明显。
设计新机械时，往往先给定K值，于是:
180K1
K1
§7－3 平面四杆机构的基本知识
偏置曲柄滑块机构 θ≠0，有急回运动
§ 7－2 平面四杆机构的基本类型及其应用
曲柄滑块机构的演化－变更机架
曲柄滑块机构 转动导杆机构 摆动导杆机构
§ 7－2 平面四杆机构的基本类型及其应用
应应用用实实例
例
444AAφAA 1111
CC 3334
22 B
曲柄摇块机构
移动导杆机构
含一个移动副的连杆机构
§ 7－2 平面四杆机构的基本类型及其应用
第七章 平面连杆机构及其设计
也可以利用死点进行工作：飞机起落架、钻夹具等。
C D
A
γ=0
B C
B
飞机起落架
P
工工件件 A
B
2B
2 C
C
γ=0
11 A
33
P DD
4
F
T 钻孔夹具
§7－4 平面四杆机构的设计
连杆机构设计的基本问题:
机构选型－根据给定的运动要 选择机构的类型；
尺度综合－确定各构件的尺度参数 (长度尺寸)。 γ
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D,置摆到C1D， 所花时间为t2 ,平均速度为V2 ,有：
t2(18 0)/
V2 C1C2 t2
C 1C 2/1 ( 8 0 )
A
其他常用机构总复习题及解答
第六章 其他常用机构一．考点提要本章的重点是万向联轴节，螺旋机构，棘轮机构及槽轮机构的组成，运动特点及设计要点。
同时也简单介绍不完全齿轮等其他一些间歇运动机构。
1．万向联轴节单万向联轴节由主动轴，从动轴，中间十字构件及机架组成，可用于两相交轴之间的传动，但需注意，从动轴的角速度呈周期性变化，如果以1 和2 分别表示主，从动轴的角速度，以 表示两轴间的夹角，则从动轴转速的变化范围为：121cos /cos （6-1）在实际使用中，为防止从动轴的速度波动过大，单万向铰链机构中两轴的夹角一般不超过20O。
欲使从动轴的角速度实现匀速可采用双万向联轴节，但需要满足以下三个条件：（1） 三轴要共面（2） 中间轴的两叉面共面（3） 主动轴与中间轴及中间轴与从动轴的轴间夹角相等。
若两轴间夹角 ，主动轴转角1 则从动轴转角3 为： 13cos tg tg（6-2） 单万向联轴节机构从动轴的转速为： 31221cos 1sin cos（6-3）2．螺旋机构螺旋机构由螺杆，螺母及机架组成，一般是螺杆主动旋转带动螺母直线运动，只有在极少数情况下，把导程角制作的比摩擦角大，则也可把直线运动变成旋转运动。
当螺杆转动 角时，若单螺旋机构的位移为s ,螺纹的导程为h 则：/(2)s h （6-4）若是差动螺旋机构，即存在两段不同导程分别为B c h h 和的螺纹，则当螺杆转过 角时，螺母的位移为s ：()/(2)B C S h h （6-5）其中：“ ”用于两段螺旋旋向相同，“ ”用于两段螺旋旋向相反。
前者称为差动轮系，后者称为复式轮系。
前者用于微调机构，后者用于快速位移机构。
若需要提高效率可采用多头螺旋。
、3．槽轮机构槽轮机构由主动拨盘及拨盘上的圆销和具有径向槽的从动槽轮以及机架组成。
可将主动拨盘的匀速转动变换为槽轮的间歇运动，但槽轮的转动角不能调节，在槽轮转动的开始和结束时有柔性冲击。
但鉴于其结构简单紧凑，效率高，能平稳地间歇转位，所以得到广泛运用。
机械设计(基础)课程教学大纲
《机械设计》课程教学大纲一、课程名称：机械设计Machine Design课程负责人：龙振宇二、学时与学分：60学时3学分三、适用专业：机械设计制造及自动化专业四、课程教材：龙振宇主编，机械设计，机械工业出版社，2002年8月五、参考教材：濮良贵纪名刚主编，机械设计（第七版），高等教育出版社，2001年6月邱宣怀主编，机械设计（第四版），高等教育出版社，1998年2月余俊等主编，机械设计（第二版），高等教育出版社，1986年六、开课单位：机械工程学院七、课程的目的、性质和任务《机械设计》是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课。
在机械类各专业教学计划中，它是主要课程。
本课程在教学内容方面应着重基本知识，基本理论，基本方法和创新思维，在培养实践能力方面应着重创新能力设计构思和设计技能的基本训练。
本课程的目的及主要任务是培养学生：1．掌握通用机械零部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律；突出创新意识和创新能力的培养，具有机械系统综合设计能力。
2．树立正确的设计思维，了解国家当前的有关技术经济政策。
3．具有应用计算机技术的能力。
4．具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。
5．掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练。
6．对机械设计的新发展有所了解。
八、课程的主要内容1．教学基本内容机械设计总论：机械设计的一般程序，机械系统总体方案设计，技术设计的主要内容，机器设计的基本原则，标准化等。
机械零件设计基础：机械零件的失效，机械零件的工作能力和计算准则，摩擦、磨损和润滑，寿命和可靠性概述，机械零件常用材料和选用原则，机械零件的工艺性等。
联接件设计：螺纹联接，键、花键联接，过盈配合联接等。
传动件设计：带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动，螺旋传动等。
轴系零、部件设计：轴，滑动轴承，滚动轴承，联轴器，离合器等。
其它零部件设计：弹簧，机架零件，减速器，无级变速器等。
创新设计：创新设计重要性、基本原则及基本方法，实例分析。
机械原理习题(参考)
机械原理复习题绪论复习考虑题1、试述构件和零件的区别与联络？2、何谓机架、原动件和从动件？第一章机械的构造分析复习考虑题1、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平面及空间运动副？3、何谓自由度和约束？4、转动副与挪动副的运动特点有何区别与联络？5、何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？6、机构具有确定运动的条件是什么？7、什么是虚约束？习题1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
〔a〕(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。
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上下运动以到达冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章 平面机构的运动分析复习考虑题1、作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向，它们的相对瞬心P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？习题1、试求出以下机构中的所有速度瞬心。
(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s-1，R=50mm，l A0=20mm，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v。
题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。
各相切轮之间作纯滚动。
试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。
4、在图示的颚式破碎机中，：x D=260mm，y D=480mm，x G=400mm，y G=200mm，l AB=l CE=100mm，l BC=l BE=500mm，l CD=300mm，l EF=400mm，l GF=685mm，ϕ1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。
工业设计机械基础第7章常用机构
M
B 3 O3
n = 3, Pl =4, Ph =0 F = 3×3 - 2×4 – 0 = 1
与实际相符
n = 3, Pl=4, Ph =0
F = 3×3 - 2×4 – 0 = 1
2）两构件形成多个具有相同作用的运动副。 (1)两构件组成多个移动副，且导路相互平行或重合时，只有一个 移动副起约束作用，其余为虚约束。
2
1
◆处理方法：计算中只计入一处高副。
F=3n-2Pl-Ph=3x2-2x2-1=1
3、机构中对运动不起独立作用的对称部分，将产生虚约束。
◆处理方法：计算中应将对称部分除去不计。
图7-11 运动简图中构件的表示方法 a）二运动副构件示例 b）三运动副构件示例
常用机构运动简图 国标GB/T 4460-1984 给出了典型机构的运动简图， 表7-1为摘自该国标的部分常用机构的运动简图。
2.转动副 构件组成转动副时，如下图表示。 图垂直于回转轴线用图a表示； 图不垂直于回转轴线时用图b表示。 表示转动副的圆圈，圆心须与回转轴线重合。 一个构件具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑，或在其内 画上斜线。
F=3n-2Pl-Ph=3x3-2x4-0=1
◆处理方法：计算中只计入一 个移动副。
F=3n-2Pl-Ph=3x1-2x1=1
(2) 两构件组成多个转动副，且轴线重合，只有一个转动副起 约束作用，其余为约束。
◆处理方法：计算中只计入一个转动副。
(3)两构件组成多处接触点公法线重合的高副，只考虑一处高副。
图7-5 液体搅拌机 1—机架 2—曲柄 3—连杆 4—摇杆
⑶从动件 机构中由原动件驱动的其他构件。 若从动件直接实现机构的功能，称为执行件；若从动件把运动输出本 机构，称为输出构件。 图7-5中连杆3、摇杆4都是从动件。
第七章 常用机构
外啮合式不完全 齿轮机构两轮转 向相反
从动轮变为齿条，输出 由间歇转动变为间歇移 动
内啮合式不完全 齿轮机构两轮转 向相同
不完全齿轮齿条机构
下午7时15分 第七章 常用机构
下午7时15分
第七章 常用机构
第七章 常用机构
球面机构
机构中各构件只组成回转副，各回转副的轴线交于1点， 构件上各点轨迹位于同心球面上。
卡当机构（万向联轴节）
球面机构的3个可动构件的 两回转副轴线相交成90˚， 与机架的两回转副轴线相交 成任意角度β
下午7时15分
第七章 常用机构
当主动轴1匀速转动时， 从动轴3作变速转动 其传动比的计算公式为：
下午7时15分
第七章 常用机构
内啮合式棘轮机 构的棘爪或楔块 安装在棘轮的内 部，其特点为结 构紧凑，外形尺 寸小。
摩擦式棘轮机构 传动平稳、无噪音， 传递扭矩大，动程 可无级调节。会出 现打滑现象。
当棘轮成为了 棘齿条，主动件 往复摆动时，棘 爪即推动棘齿条 做单向间歇移动。
手枪盘分度机构 作用：转位、分 度
下午7时15分 第七章 常用机构
间歇机构(步进机构)
连续的输入运动→周期性停歇的断续运动 按照Bock理论，1个间歇机构包含1个基本机构
其中从输入构件到输出构件的运动传递在一段时间内
不起作用， 此时运动传递或自动地实现、或通过附加方法实现。
几乎所有机构类型都可以派生出间歇机构。
下午7时15分
下午7时15分
第七章 常用机构
螺旋机构
空间低副机构 具有螺旋副 单螺旋机构
动螺母位移
s pA 2
《机械基础》第三版全部 ppt课件
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转动副
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14
移动副、螺旋副
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15
高副
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16
机械传动的分类
摩 摩擦轮传动
擦
带 平带传动
传
传 V带传动
动
动 圆带传动
机
啮 带传动— 同步带传动
械
齿 圆柱齿轮传动
传 动
合
轮 传 锥齿轮传动
动 齿轮齿条传动
传 蜗杆传动
螺旋传动
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运动副
定义：两个构件之间的可动连接。 低副：两个构件以面接触的运动副。
分转动副、移动副、螺旋副
高副：两个构件以点或线接触的运动副
比较
接触形式 压强 制造维修承载能力 效率 传递运动
低副 面 低 易
大
低 简单
高副 点、线 高 难
小
高 复杂
低副机构：机构中所有运动副均为低副；
高副机构：机构中至少有一个运动副为高副。
开口传动： 两轴平行，转向相同 交叉传动： 两轴平行，转向相反 半交叉传动：两轴空间交错 角传动： 两轴平面相交
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图1-9
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平带传动的主要参数
1、包角α：接触弧所对的圆心角。
α ↘ →∑F ↘ → α1≥150° 小带轮包角α1的计算： 开口传动 α1 =180 °-（D2-D1）/a*60 °
失效形式：打滑 （摩擦力矩<阻力矩） 放滑措施：增大摩擦力（正压力、摩擦因数） 2、传动比：瞬时输入速度与输出速度之比 i=n1/n2=D2/D1
《机械原理》东南大学郑文纬、吴克坚编思 考 题
第 7 页 共 13 页
思 9-5 用图解法进行机构动态静力分析的一般步骤是什么？为什么说求各 运动副反力时，可按“杆组”逐组解决？试说明理由。 思 9-6 速度多边形杠杆法的特点是什么？此法根据什么原理？用此法作速 度多边形时，其比例尺如何选定？为什么？ 思 9-7 在平面四杆机构的连杆上如作用有未知外力，如何进行该机构的力 分析？ 思 9-8 考虑摩擦力的机构力分析中主要碰到的困难是什么？用图解法时如 何解决？
第 4 页 共 13 页
思 5-11 用标准齿条形刀具加工直齿轮，试问变位系数 x = 0 的齿轮一定是 标准齿轮？为什么？ 思 5-12 平行轴斜齿轮机构的啮合特点是什么？其正确啮合条件及连续传 动条件与直齿轮有何异同？ 思 5-13 什么是斜齿轮的当量齿轮？为什么要用到当量齿轮？ 思 5-14 平 行 轴 与 交 错 轴 斜 齿 轮 机 构 啮 合 传 动 有 哪 些 异 同 点 ？ 思 5-15 蜗 杆 的 模 数 m、头 数 z 1 、导 程 角 、轴 面 齿 距 p x 、分 度 圆 直 径 d 1 及 直 径 系 数 q 等参数之间有何关系？蜗杆直径系数 q 有何意义？ 思 5-16 试 比较斜齿轮、蜗杆蜗轮、圆锥齿轮的模数、压力角、齿顶髙系 数及顶隙系数的标准值以哪一个面为准？而几何尺寸计算又是按哪一个面 进行？ 思 5-17 何谓圆锥齿轮的背锥和当量齿数？当量齿数有何用处？ 思 5-18 为何国家标准规定采用等顶隙圆锥齿轮？
第十章 平面机构的平衡
思 10-1 平面机构的平衡问题如何分类？它们各自的特点是什么？ 思 10-2 在实际生产中回转件的平衡问题有何不同的情况？它们的处理方 法有何不同？ 思 10-3 根据组成刚性回转件的各质量分布的不同， 如何计算其平衡问题？ 从力学观点看，它们各有些什么特点？ 思 10-4 刚性回转件的动平衡和静平衡有何不同？它们的平衡条件是什 么？它们之间有何联系？ 思 10-5 刚性回转件静平衡有些什么试验方法和设备？试分析这些设备的 优缺点。 思 10-6 刚性回转件动平衡有些什么试验方法和设备？它们的基本 原理是
机械设计基础第7章
化，所以中间轴做成两段，并采用沿键联接，以适应两轴间距离
的变化。在双万向铰链机构中，主、从动轴的传动比可套用式(74)。
图7-27所示是双万向铰链机构在汽车驱动系统中的应用。其中发
动机和变速箱1安装在车架上，而后桥3用弹簧和车架连接。在汽
主动轮上只做出一个或一部分齿，并根据运动时间与停歇时间的
要求，而在从动轮上做出与主动轮轮齿相啮合的轮齿。
• 三、凸轮间歇运动机构
凸轮间歇运动机构一般由主动凸轮、从动转盘和机架组成。主动凸
轮作连续转动时，从动转盘作间歇运动。
• 1.圆柱形凸轮间歇运动机构
• 2. 蜗杆形凸轮间歇运动机构
如图7-18所示，凸轮形状如同圆弧面
蜗杆一样，滚子均匀地分布在转盘的
圆柱面上，犹如蜗轮的齿。这种凸轮
间歇运动机构可以通过调整凸轮与转
盘的中心距来消除滚子与凸轮接触面
间的间隙以补偿磨损。
第三节 螺旋机构
• 一、螺旋机构概述
• 螺旋机构在各种机械设备总经常用到。其
主要优点是能获得很大的减速比和力的增
益。此外，选择合适的螺纹导程角，还可
以使机构具有自锁性。它的主要缺点是机
第七章
其他常用机构
第一节 棘轮机构
棘轮机构是一种间歇运动机构。
• 一、棘轮机构的组成及工作原理
• 棘轮机构的典型结构如图7-1所示，它主要由
主动摆杆1、主动棘爪2、棘轮3、止动棘爪4、
机架5和弹簧6组成。止动棘爪4依靠弹簧6与
棘轮3保持接触，主动摆杆1空套在与棘轮3固
连的转轴O3上，并绕O3轴作往复摆动。
的开口从圆心向外，主动拨盘l与从动槽轮2
《工业设计机械基础(第3版)》习题解答
解 1）当拉力F对铰链C之矩与重物G对铰链C之矩相等，可提升重物。 此时 MC（F）＝Mc（G），即 F×3m× sin60° ＝5kN×1m×sin60°,
移项得 F＝5kN／3＝1.67kN。
解 ⑴图1-43a
图1-45 题1-13图
⑵图1-45b
⑶图1-45c ∵BC为二力杆，可得NC的方向，再用三力 平衡汇交定理。
1-14 画出图1-46所示物系中各球体和杆的受力图。 解 ⑴各球体受力图如右
图1-46 题1-14图 ⑵此为两端受拉的二力杆
1-15 重量为G 的小车用 绳子系住，绳子饶过光滑的 滑轮，并在一端有F 力拉住， 如图 1-47所示。设小车沿光 滑斜面匀速上升，试画出小 车的受力图。（提示：小车 匀速运动表示处于平衡状态）
1
(FB×3a)－Fa－M＝0 FB－F－FA＝0 FB ＝ F＋FA
2-11 梁的载荷情况如图2-64所示，已知 F＝450N，q＝10N/cm， M＝300N·m，a＝50cm ， 求梁的支座反力。
解 各图的支座反力已用红色 线条标出，然后 ①取梁为分离体，列平衡方程， ②求解并代入数据，即得结果。
图2-64 题2-11图
1）图2-64a情况
∑MA（F）＝0， ∑Fy＝0， 由（2）：
MA（R）＝MA（F1）＋MA（F2） ＝F1 ×2m＋F2 ×（2m ×sin α） ＝（10N ×2m） ＋（ 40N ×2m ×sin α） ＝20N·m＋（ 80N·m ）sin α
代入已知值 MA（R）＝60N·m 得到 sin α＝0.5， 即α＝30°。
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1 β
昆明大学专用
C
2β
作者： 潘存云教授
3. 小型双万向联轴器 结构如图所示，通常采用合金钢制造。
A
αβ
作者：潘存云教授
A
模型演示
α
作者：潘存云教授
β A--A
昆明大学专用
作者： 潘存云教授
§7－2 螺旋机构
1. 螺旋机构及其应用
组成：螺杆、螺母、机架。 运动特点：一般情况下是螺杆连续回转，螺母轴向移动。
按工作原理分 : 轮齿棘轮、 摩擦棘轮 演示模型
ω1 cos β
r”
ω"2
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作者： 潘存云教授
2.双万向铰链机构 为了消除从动轴变速转动的缺点，常 将两个单万向铰链机构串联使用，构成双万向铰链机构。 安装要求：
①主动、从动、中间三轴共面；
②主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹 角应相等；
③中间轴两端的叉面应在同一平面内。
1 β
2 β
在图示位置I, 以轴1为参考 系，对A点有 ：
vA1 = rω1
ω1
以轴2为参考系，对A点有 ：
vA2 = r’ω’2 = r cos β ω’ 2 显然有 ： vA1 = vA2
昆明大学专用
作者：潘存云教授
r’ A βr
B α 作者：潘存云教授
A
ω'2
作者： 潘存云教授
代入得： ω1 =cos β ω’2
A
作者：潘存云教授
3 2
B
lB LA+lB lA
E
昆明大学专用
F
作者： 潘存云教授
§7－3 棘轮机构
摆杆
一、棘轮机构的组成及其工作原理
组成：摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。
棘爪
工作原理：摆杆往复摆动， 棘爪推动棘轮间歇转动。 棘轮 优点：结构简单、制造方便、 运动可靠、转角可调。
作者：潘存云教授
缺点：工作时有较大的冲击和噪音， 止动爪 运动精度较差。适用于速度较低和 载荷不大的场合。
昆明大学专用
作者： 潘存云教授
差动螺旋应实例：
镗刀进给量调整 微动螺旋机构
作者：潘存云教授
l1=1.25 mm(右) l2=1 mm(右)
当A、B段螺纹旋向相反时，
螺母2的位移为：
s =( lA＋lB)φ/2π
称为复式螺旋机构，用于车辆的快 速靠近或离开、电杆拉线机构等。
复式螺旋机构
作者：潘存云教授
昆明大学专用
0 1
2
3 4 5
牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角
作者：潘存云教授
作者： 潘存云教授
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。
按工作方式： 单动式、 双动式棘轮机构。
棘轮 类型
按棘轮转向是否可调: 单向、双向运动棘轮机构。 按转角是否可调: 固定转角、可调转角
昆明大学专用
作者： 潘存云教授
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。
棘轮 类型
作者：潘存云教授
昆明大学专用
外缘
作者：潘存云教授
内缘
作者：潘存云教授
端面
作者： 潘存云教授
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。
按工作方式： 单动式、 双动式棘轮机构。 棘轮 类型
β
作者：潘存云教授
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单万向联轴器
作者： 潘存云教授
结构特点：两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链
与 心位中间于的两β =“ 轴0~十 交45字 点˚ 形 处轴”，间构角件为相：联，“十字形”β构ω件ω1 的21 中
运动分析：
ω2
两轴平均传动比为1，但
瞬时传动比是动态变化的。
ω2＝ω1＋ω21
作者：潘存云教授
昆明大学专用
棘轮双向运动1
棘轮双向运动2
作者： 潘存云教授
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。
按工作方式： 单动式、 双动式棘轮机构。
棘轮 类型
按棘轮转向是否可调: 单向、双向运动棘轮机构。 按转角是否可调: 固定转角、可调转角
φ
作者：潘存云教授
通过调滑动 罩来调角度
作者：潘存云教授
作者：潘存云教授
作者：潘存云教授
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单动式
双动式棘轮机构1 双动式棘轮机构2
作者： 潘存云教授
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。
按工作方式： 单动式、 双动式棘轮机构。
棘轮 类型
按棘轮转向是否可调: 单向、双向运动棘轮机构。
A
B
B’
作者：潘存云教授
在γ>φv 时,也可以螺母为作轴向移动，迫 使螺杆转动。如修理摩托车用的起子
优点：获得很大的减速比和力的增益。 缺点：机械效率较低。
应用：螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调 机构等。 肥皂输送机构
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作者： 潘存云教授
2.运动分析 导程l－－螺旋转一圈(2π)，螺母前进的距离。 螺距p－－相邻螺纹牙齿同侧齿面之间的距离。 两者的关系为：l = z p，z为螺纹的头数。强调Z=1 将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是：
螺旋转过任意φ角时，螺母的位移s为：
s / rφ =l /r2π s=lφ/2π
3
作者：潘存云教授
12
K
作者：潘存云教授
K向
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s
l
rφ
2πr
作者： 潘存云教授
图示螺旋机构中，螺母A固 定，螺母2可沿轴向移动，
且: lA≠lB 当A、B段螺纹旋向相同时， 螺杆1相对于机架3的位移为：
s1=lAφ/2π
ω’2 〉ω1
ω1
在图示位置II, 以轴2为参考 系，对B点有 ：
vB2 = rω”2
r Bα α 作者：潘存云教授
A
B
以轴1为参考系，对B点有 ：
vB1 = r”ω1 = ω1 r cos β 同样有 ： vB1 = vB2
代入得：ω”2 <ω1
其它位置： ω1cos β ≤ ω2 ≤
螺母2相对于螺杆1的位移为：
lA
A
作者：潘作存者云：教潘授存云教授
3 2B
B
lB
K
lB lA-lB
lA
s2=－lBφ/2π
螺母2相对于机架3的位移为：
s =( lA－lB)φ/2π
K向
当差(lA－lB)很小时，s将很小。
这种螺旋机构称为微(差)动螺旋机构，用于测微计（千 分尺）、分度机构、调节机构（镗刀微调机构）中。
第七章 其它常用机构及其设计
§7－1 万向铰链机构 §7－2 螺旋机构 §7－3 棘轮机构 §7－4 槽轮机构 §7－5 擒纵轮机构 §7－6 凸轮式间隙运动机构 §7－7 不完全齿机构 §7－8 非圆齿轮机构
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作者： 潘存云教授
§7－1 万向联轴节
作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在 传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。共轴、 有夹角 应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。