机械基础第二章

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机械设计基础第二章答案

二、平面连杆机构2-1 判断题（1）×（2）×（3）√（4）×（5）√（6）×（7）√（8）√（9）√（10）×（11）×（12）√（13）×（14）×（15）√（16）×（17）×（18）√（19）×（20）√（21）×（22）×（23）×（24）×（25）√2-2 填空题（1）低（2）转动（3）3 （4）连杆，连架杆（5）曲柄，摇杆（6）最短（7）曲柄摇杆（8）摇杆，连杆（9）2 （10）＞（11）运动不确定（12）非工作时间（13）惯性（14）大（15）中的摆动导杆机构有，中的转动导杆机构无（16）机架（17）曲柄（18）曲柄滑块（19）双摇杆（20）双曲柄机构（21）无，有2-3 选择题（1）A （2）C （3）B （4）A （5）B （6）B （7）A（8）C （9）A （10）A （11）A （12）C （13）C （14）A（15）A （16）A （17）A （18）A （19）A （20）A （21）A2-4 解：a）双曲柄机构，因为40+110<70+90，满足杆长条件，并以最短杆为机架b）曲柄摇杆机构，因为30+130<110+120，满足杆长条件，并以最短杆的邻边为机架c）双摇杆机构，因为50+100>60+70，不满足杆长条件，无论以哪杆为机架都是双摇杆机构d）双摇杆机构，因为50+120=80+90，满足杆长条件，并以最短杆的对边为机架2-5 解：（1）由该机构各杆长度可得l AB+ l BC＜l CD+ l AD，由此可知满足杆长条件，当以AB杆或AB杆的邻边为机架时该机构有曲柄存在（2）以l BC或l AD杆成为机架即为曲柄摇杆机构，以l AB杆成为机架即为双曲柄机构，以l CD杆成为机架即为双摇杆机构2-6 解：（1）曲柄摇杆机构由题意知连架杆CD杆不是最短杆，要为曲柄摇杆机构，连架杆AB杆应为最短杆（0<l AB ≤300 mm）且应满足杆长条件l AB+l BC≤l CD+l AD，由此可得0<l AB≤150mm （2）双摇杆机构由题意知机架AD杆不是最短杆的对边，要为双摇杆机构应不满足杆长条件①AB杆为最短杆（0<l AB≤300mm）时，l AB+l BC>l CD+l AD，由此可得150mm<l AB≤300mm②AB杆为中间杆（300mm≤l AB≤500mm）时，l AD+l BC>l CD+l AB，由此可得300mm≤l AB<450mm③AB杆为最长杆（500mm≤l AB<1150mm）时，l AB+l AD>l CD+l BC，由此可得550mm<l AB<1150mm由此可知：150mm<l AB<450 mm，550mm<l AB<1150 mm（3）双曲柄机构要为双曲柄机构，AD 杆必须为最短杆且应满足杆长条件①AB 杆为中间杆（300mm ≤l AB ≤500mm ）时，l AD +l BC ≤l CD + l AB ，由此可得450mm ≤l AB ≤500mm②AB 杆为最长杆（500mm ≤l AB <1150mm ）时，l AB +l AD ≤l CD +l BC ，由此可得500mm ≤l AB ≤550mm由此可知：450mm ≤l AB ≤550mm2-7 解：a ）b ）c ）d ）e ）各机构压力角和传动角如图所示，图a)、d ）机构无死点位置，图b)、c ）、e ）机构有死点位置2-8 解：用作图法求解，主要步骤：（1）计算极位夹角：︒=+-⨯︒=+-⨯︒=3615.115.118011180K K θ （2）取比例尺μ=0.001m/mm（3）根据比例尺和已知条件定出A 、D 、C 三点，如图所示（4）连接AC ，以AC 为边作θ角的另一角边线，与以D 为圆心、摇杆DC 为半径的圆弧相交于C 1和C 2点，连接DC 1和DC 2得摇杆的另一极限位置（两个）（5）从图中量得AC =71mm ，AC 1=26mm ，AC 2=170mm（6）当摇杆的另一极限位置位于DC 1时：5mm .2221=⨯=AC AC l AB －μ，5mm .4821=+⨯=AC AC l BC μ （7）当摇杆的另一极限位置位于DC 1时： 5mm .4922=⨯=AC AC l AB －μ，5mm .12022=+⨯=AC AC l BC μ 答：曲柄和连杆的长度分别为22.5mm 、48.5mm 和49.5mm 、120.5mm 。

机械设计基础第二章

第2章平面连杆机构2.1平面连杆机构的特点和应用连杆机构是由若干刚性构件用低副连接组成的机构，又称为低副机构。

在连杆机构中，若各运动构件均在相互平行的平面内运动，称为平面连杆机构；若各运动构件不都在相互平行的平面内运动，则称为空间连杆机构。

平面连杆机构被广泛应用在各类机械中，之所以广泛应用，是因为它有较显著的优点：（1）平面连杆机构中的运动副都是低副，其构件间为面接触，传动时压强较小，便于润滑，因而磨损较轻，可承受较大载荷。

（2）平面连杆机构中的运动副中的构件几何形状简单（圆柱面或平面），易于加工。

且构件间的接触是靠本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠。

（3）平面连杆机构中的连杆曲线丰富，改变各构件的相对长度，便可使从动件满足不同运动规律的要求。

另外可实现远距离传动。

平面连杆机构也存在一定的局限性，其主要缺点如下：（1）根据从动件所需要的运动规律或轨迹设计连杆机构比较复杂，精度不高。

（2）运动时产生的惯性力难以平衡，不适用于高速的场合。

（3）机构中具有较多的构件和运动副，则运动副的间隙和各构件的尺寸误差使机构存在累积误差，影响机构的运动精度，机械效率降低。

所以不能用于高速精密的场合。

平面连杆机构具有上述特点，所以广泛应用于机床、动力机械、工程机械等各种机械和仪表中。

如鹤式起重机传动机构（图2-1），摇头风扇传动机构（图2-2）以及缝纫机、颚式破碎机、拖拉机等机器设备中的传动、操纵机构等都采用连杆机构。

图2-1鹤式起重机图2-2 摇头风扇传动机构2.2平面连杆机构的类型及其演化2.2.1 平面四杆机构的基本形式全部用转动副组成的平面四杆机构称为铰链四杆机构，如图2-3所示。

机构的固定件4称为机架；与机架相联接的杆1和杆3称为连架杆；不与机架直接联接的杆2称为连杆。

能作整周转动的连架杆，称为曲柄。

仅能在某一角度摆动的连架杆，称为摇杆。

按照连架杆的运动形式，将铰链四杆机构分为三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

机械基础试卷及答案

《机械基础》第二章螺纹连接和螺旋传动试卷一、单项选择题1.普通螺纹指( )。

(2 分)A.三角形螺纹B.梯形螺纹C.矩形螺纹2.采用螺纹连接时,若被连接件总厚度较大,且材料较软,在需要经常装卸的情况下,宜采用( )连接。

(2 分)A.螺栓B.矩形螺纹C.螺钉3.用于薄壁零件连接的螺纹,宜采用( )。

(2 分)A.梯形螺纹B.三角形细牙螺纹C.三角形粗牙螺纹4.观察镜螺旋调整装置采用的是( )。

(2 分)A.螺母固定不动,螺杆回转并作直线运动B.螺母回转,螺杆作直线运动C.螺杆回转,螺母移动5.普通螺旋传动时,从动件直线移动方向与( )有关。

(2 分)A.螺纹的回转方向B.螺纹的旋向C.螺纹的回转方向和螺纹的旋向6.连接用的螺纹一般采用( )螺纹。

(2 分)A.多线梯形B.多线普通C.单线普通7.车床床鞍的螺旋传动采用的是( )。

(2 分)A.螺母固定不动,螺杆回转并作直线运动B.螺杆固定不动,螺母回转并作直线运动C.螺杆回转,螺母移动8.普通螺纹同一公称直径可以有多种螺距,其中螺距( )的为粗牙螺纹。

(2 分)A.最小B.中间C.最大9.( )具有传动效率高、传动精度高、摩擦损失小、寿命长的优点。

(2 分)A.普通螺旋传动B.滚珠螺旋传动C.差动螺旋传动10.图示螺旋传动中,a螺纹导程为S a,b螺纹导程为S b,且S a>S b,旋向相同,均为左旋,则当件1 按图示方向旋转一周时,件2的运动情况是( )。

(2 分)A.向右移动(Sa -Sb)B.向左移动(Sa -Sb)C.向左移动(Sa +Sb)二、判断题11.( •)螺纹导程是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

(2 分)12.( •)螺旋传动常将主动件的匀速直线运动转变为从动件的匀速回转运动。

(2 分)13.( •)滚珠螺旋传动把滑动摩擦变成了滚动摩擦,传动效率高,工作寿命长,用于传动精度要求较高的场合。

(2 分)14.( •)普通螺纹的公称直径是指螺纹大径的基本尺寸。

电子课件-《机械基础(少学时第二版)》-A02-3983 2第2章常用机构

§2—1 平面连杆机构
（1）曲柄摇杆机构
LAD+LAB≤LBC+LCD
连架杆之一为最短杆
§2—1 平面连杆机构
（2）双曲柄机构
LAD+LAB≤LBC+LCD
机架为最短杆
§2—1 平面连杆机构
（3）双摇杆机构
LAD+LAB≤LBC+LCD
连杆为最短杆
LAD+LAB＞LBC+LCD
不论哪个杆为机架，都无曲柄存在
§2—2 凸轮机构
三、从动件端部形状
1．尖顶从动件
2．滚子从动件
能准确实现任意的运动规律，构造最简单，但易磨损
凸轮与从动件为滚子接触，利于润滑
§2—2 凸轮机构
3．平底从动件
4．曲面从动件
易于形成楔形油膜，润滑较好
可避免因安装位置偏斜或不对中而造成的表面应力过大和磨损增大
§2—2 凸轮机构
1—凸轮 2—推杆 3—弹簧 4—阀杆
§2—2 凸轮机构
一、凸轮机构概述
1．凸轮机构的组成及应用
凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构
盘形凸轮
移动凸轮
§2—2 凸轮机构
2．凸轮机构的特点（1）优点
结构简单紧凑，工作可靠，设计适当的凸轮轮廓曲线可使从动件获得任意预期的运动规律
四、凸轮机构工作过程
凸轮回转时，从动件作“升—停—降—停”的运动循环
1．升
2．停
3．降
4．停
§2—2 凸轮机构五、从动件常用的运动规律
从动件位移曲线
§2—2 凸轮机构
1．等速运动规律
从动件由静止开始，然后以速度v上升运动，

电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658 2第二章螺纹连接和螺旋传动

§2—2 螺纹标记
2．55°密封管螺纹的标记
（1）由螺纹特征代号和尺寸代号组成 Rp3/4——尺寸代号为3/4的右旋圆柱内螺纹 R13——尺寸代号为3的与圆柱内螺纹配合的右旋圆锥外螺纹（2）左旋螺纹在尺寸代号后面加注“LH” Rc3/4LH——尺寸代号为3/4的左旋圆锥内螺纹
（3）螺旋副的特征代号为“Rp/R1”或“Rc/R2” Rc/R23——尺寸代号3、右旋圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的螺旋副
§2—1 螺纹的基本知识
二、螺纹的形成
某一平面图形沿圆柱（或圆锥）表面上的螺旋线运动，形成的具有相同断面的连续凸起和沟槽称为螺纹
§2—1 螺纹的基本知识
外螺纹：在圆柱（或圆锥）外表面上形成的螺纹
内螺纹：在圆柱（或圆锥）内表面上形成的螺纹
§2—1 螺纹的基本知识
三、螺纹的种类
常见螺纹的种类、特征代号和牙型
（1）单线螺纹的尺寸代号单线螺纹的尺寸代号为“公称直径×螺距” 粗牙普通螺纹不标螺距，细牙普通螺纹必须注出螺距
§2—2 螺纹标记
“M8×1”——公称直径8mm、螺距1mm、单线细牙螺纹 “M8”——公称直径8mm、螺距1.25mm、单线粗牙螺纹
（2）多线螺纹的尺寸代号多线螺纹的尺寸代号为“公称直径×Ph导程P螺距” M16×Ph3P1.5 ——公称直径16mm、螺距1.5mm、导程3mm、双线螺纹
§2—3 螺纹连接
5．内六角圆柱头螺钉
螺钉 GB/T 70.1 M10×35
表示：内六角圆柱头螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）
为10mm，公称长度l为35mm
§2—3 螺纹连接
6．开槽锥端紧定螺钉
螺钉 GB/T 71 M6×15
表示：开槽锥端紧定螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）为6mm，公称长度l为15mm

机械设计基础第二章

第2章平面机构运动简图及自由度计算机械是替代人类完成各项体力劳动甚至脑力劳动的执行者。

在各种新型机械的设计初期，首先需要采用机械系统运动简图来对比各种运动方案及工作原理，一边从中选出最佳的设计方案。

然后再按照运动要求确定及其各组成构件的主要尺寸，按照强度条件和工作情况确定机构个部分的详细结构尺寸。

机械系统的运动简图设计是设计机械产品十分重要的内容，正确、合理地设计机械系统简图，对于满足机械产品的功能要求，提高性能和质量，降低制造成本和使用费用等是十分重要的。

机械系统要完成比较复杂的运动，一般都需要将若干个机构根据机械系统的运动协调配合的要求组合起来，因此机械系统的运动简图也是机构系统的运动简图。

机械系统的运动简图是用规定的符号，绘出能准确表达机构各构件之间的相对运动关系及运动特征的简单图形。

一般某机构可分为平面机构和空间机构。

平面机构是指各运动构件均在同意平面或相互平行平面内运动的机构。

空间机构是指虽有的机构不完全是相互平行的平面内运动的机构。

本章将着重介绍机构的结构分析。

第一节机构的组成构件任何机器都是由若干个零件组装而成的。

构件是指组成机械的各个相对运动的单元。

构件和零件的概念是有区别的。

构件是机械中的运动单元体，零件则是机械中不可拆分的制造单元体。

构件可以是一个零件，也可以是由两个或两个以上的零件组成。

如图2-1所示的内燃机中的连杆就是由单独加工的连杆体、轴套、连杆头、轴瓦、螺杆、螺母等零件组成的，这些零件分别加工制造，但是当它们装配成连杆后则作为一个整体在发动机内部作往复运动相互之间并不产生相对运动，因此连杆可以看做一个构件。

因此，从运动角度来看，任何机器都是许多独立运动单元组合而成的，这些独立运动单元体称为构件。

从加工制造角度来看，任何机器都是由许多独立制造单元体组合而成的，这些独立制造单元体称为零件。

通常，为了完成同一使命而在结构上组合在一起并协同工作的零件称为部件，如联轴器、减速器等。

《机械设计基础》第2章_平面连杆机构解析

0 0
由上式可知，机构的急回程度取决于极位夹
角θ的大小。θ角越大，K值越大，机构的急回程
度也越高，但机构运动的平稳性就越差。反之反然。一般机械中1≤K≤2。
5.连杆机构具有急回特性的条件
⑴ 输入件等速整周转动；
⑵ 输出件往复运动；
⑶ 极位夹角
。 0
6.常见具有急回特性的四杆机构
二、平面连杆机构的特点及应用
1.平面连杆机构的特点
⑴寿命长低副联接，接触表面为平面或圆柱面，
压力小；便于润滑，磨损较小。
⑵易于制造连杆机构以杆件为主，结构简单。 ⑶可实现远距离操纵控制因连杆易于作成较长
的构件。
⑷可实现比较复杂的运动规律 ⑸设计计算较繁复，当机构复杂时累计误差较大，
2、双曲柄机构
具有两个曲柄的铰链四杆机构。
⑴平行四边形机构：连杆与机架的长度相等，且曲
柄的转向相同长度也相等的双曲柄机构。这种机构两曲柄的角速度始终保持相等，且连杆始终做平动，故应用较广。
运动的不确定性
有辅助构件的重复机构
有辅助构件的错列机构
⑵逆平行四边形机构：连杆与机架的长度相等，两
含有两个移动副的四杆机构应用实例
2.3 平面四杆机构的基本特性
一、铰链四杆机构存在曲柄的条件
设 AB 为曲柄,
由 △BCD :
且 a <d .
b+c>f 、 b+f >c 、 c+f >b
以 fmax = a + d ， fmin = d - a b+c >a+d 、 b+d >a+c 、 c+d >a+b 化简后得: a<b 、 a<c 、 a< d 若 d <a d<a、d<b、d<c 代入并整理得：

机械基础第二章螺旋传动

序准备知识
3）矩形螺纹
牙型角为0º ，适于作传动螺纹。
序准备知识
4）锯齿型螺纹两侧牙型角分别为3º 和30º 的一侧用来承受，3º 载荷,可得到较高效率；30º 一侧用来增加牙根强度,适用于单向受载的传动螺纹。
三角形螺纹
（用于联接） ◇按牙形分
普通螺纹管螺纹
粗牙
细牙圆柱管螺纹
圆锥管螺纹
2
序准备知识
1）三角形螺纹（普通螺纹）牙型角为60º，可以分为粗牙和细牙，粗牙用于一般联接；与粗牙螺纹相比，细牙由于在相同公称直径时，螺距小，螺纹深度浅，导程和升角也小，自锁性能好，宜用于薄壁零件和微调装置。
序准备知识
2）梯形螺纹牙型角为30º ，是应用最为广泛的传动螺纹。
v nP h
式中
v ──螺杆(或螺母)的移动速度，
mm/min； n ──转速，r/min。
三、差动螺旋传动
1．差动螺旋传动原理
2．差动螺旋传动的移动距离和方向的确定（1）螺杆上两螺纹旋向相同时，活动螺母移动距离减小。当机架上固定螺母的导程大于活动螺母的导程时，活动螺母移动方向与螺杆移动方向相同；当机架上固定螺母的导程小于活动螺母的导程时，活动螺母移动方向与螺杆移动方向相反；当两螺纹的导程相等时，活动螺母不动（移动距离为零）。（2）螺杆上两螺纹旋向相反时，活动螺母移动距离增大。活动螺母移动方向与螺杆移动方向相同。（3）在判定差动螺旋传动中活动螺母的移动方向时，应先确定螺杆的移动方向。
二、普通螺旋传动由构件螺杆和螺母组成的简单螺旋副实现的传动是普通螺旋传动。 1．普通螺旋传动的应用形式（1）螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动

机械设计基础第二章

图2-7 运动副表示方法
图2-7(d) 至图2-7(i) 表示两个构件组成的移动副；图2-7(j) 表示两个构件组成的高副，画高副简图时应画出两构件接触处的曲线轮廓。
图2-7 运动副表示方法
2. 构件的表示方法
机构运动简图中构件表示方法如图2-8所示。其中，图28(a) 为具有两个转动副的构件；图2-8(b)为具有一个转动副和一个移动副的构件；图2-8(c)为具有3个转动副的构件；图2-8(d) 为3个转动副的中心均在一条直线上。
3. 虚约束
在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束称为虚约束。在计算机构自由度时，应当除去不计。
【例2-5】如图2-17所示为机车车轮联动机构，
LAB LCD LEF， LBC LAD， LCE LDF 。在此机构中 n 4， PL 6， PH 0 ，所以其机构自由度为
图2-16 局部自由度
在计算机构的自由度时应预先将转动副C 和构件3除去不计，如图2-16(b) 所示，设想将滚子3与从动件2固连在一起，作为一
个构件来考虑。此时该机构中，n 2， PL 2， PH 1
其机构的自由度为：
F 3n 2PL PH 32 22 11
即此凸轮机构只有一个自由度,是符合实际情况的。
(b) 平面四杆构件组合体图2-11 平面三杆和平面四杆构件组合体
如图2-12(a) 所示五杆铰链构件组合体，其自由度为
F 3n 2PL PH 34 25 0 2
该机构中只有一个主动件，当构件1绕 A 点均匀转动且处于 AB 位置时，构件2、3、4可处于不同的位置(参见图2-12(a)标出的两个位置)，即这三个构件的运动不确定。
9个转动副)，即 n 8， PL 11 ，所以，该机构的自由度为：

机械设计基础第2章平面连杆机构1

急回运动特性可用行程速度变化系数K表示，即
K V2 C1C2 t2 t1 180 V1 C1C2 t1 t2 180
—为摇杆处于两极限位置对应曲柄所夹锐角，称极位夹角。
整理后，得极位夹角计算公式：
180 K 1
K 1
分析可知：越大，K值越大，急回运动性质越显著，机构运动平稳
2）双曲柄机构
例1：图2-1b铰链四杆机构。A、B为整转副，1为机架，两连架杆2、 4均为曲柄的铰链四杆机构为双曲柄机构。
通常主动曲柄做等速转动，从动曲柄做变速转动。
作用：将等速回转转变为等速或变速回转。
应用实例：旋转式叶片泵
1
A D C 设计：潘存云
B 2
3
由相位依次相差90° 的四个双曲柄机构组成。曲柄1等角速度顺时针转动时，连设计：杆潘存云2带动从动曲柄3 作周期性变速转动，因此，相邻两从动曲柄间夹角也周期性变化。
2）曲柄处于AB2位置时，形成三角形AC2D。存在以下关系：l 1+ l 2≤l4+ l3
上三式两两相加得： l 1≤l 2 l 1≤l 3 l 1≤l 4
平面四杆机构具有整转副→可能存在曲柄。
杆1为曲柄，作整周回转，必有两次与机架共线
则由△B’C’D可得：三角形任意两边之和大于第三边
l1+ l4 ≤ l2 + l3 则由△B”C”D可得：
2、导杆机构—改变曲柄滑块机构固定构件演化来的（P25图2-10）转动导杆机构；摆动导杆机构应用：牛头刨床，插床，回转式油泵。
3、插块机构和定块机构（P25图2-10）
三、含有两个移动副的四杆机构（双滑块机构）P26图14-17 （认识）分四种形式：1）两个移动副不相邻；2）两个移动副相邻；且其

机械基础第二章螺旋传动教学

拇指的指向就是主动件（或从动件）的移动方向；如果属
于第二种情况则大拇指的反方向即为主动件（或从动件）
的移动方向。
精品课件
一、普通螺旋传动
1）、螺母（螺杆）不动，螺杆（螺母）回转并移动判定方法：手握拳，四指指向与螺杆（螺母）回转方向相同，大拇指竖直，则大拇指指向即为主动件螺杆（螺母）的移动方向。
精品课件
一、按螺纹牙型分类及其应用
2、梯形螺纹 1）、牙型：梯形（牙型角:30°） 2）、应用：广泛
精品课件
一、按螺纹牙型分类及其应用
3、矩形螺纹 1）、牙型：矩形（牙型角为0º） 2）、应用：螺旋传动（现逐渐被梯形螺纹代替）。
精品课件
一、按螺纹牙型分类及其应用
4、锯齿型螺纹 1）、牙型：锯齿形（两侧牙型角分别为3º和30º）
§2－3 螺纹的代号标注
管螺纹的代号标注说明
1．管螺纹尺寸代号不再称作公称直径，也不是螺纹
本身的任何直径尺寸，只是一个无单位的代号。
2．管螺纹为英制细牙螺纹，其公称直径近似为管子
的内孔直径，以英寸为单位。
3．右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。
4．非螺纹密封管螺纹的外螺纹的公差等级有A、B两
精品课件
§2－3 螺纹的代号标注
管螺纹
非螺纹密封
特征代号
G
螺纹密封
Rc：圆锥内螺纹 Rp：圆柱内螺纹
R：圆锥外螺纹
标注示例
G1A — LH
1：尺寸代号
A：外螺纹公差等级代号 LH：左旋
Rc2 — LH 2：尺寸代号 LH：左旋
Rp2 2：尺寸代号
R2 — LH 2：尺寸代号 LH：左旋
精品课件
第二章螺旋传动

《汽车机械基础》第二章常用机构

从动件运动规律，反映的是从动件位移或角位移与凸轮转角之间的函数关系，这种函数关系可以用线图表示，也可以用运动方程表示，还可以用表格表示。
（1）等速运动规律
（2）等加速等减速运动规律
（3）简谐运动规律
四、凸轮轮廓设计
1.反转法原理
凸轮机构工作时，通常凸轮是运动的。用图解法绘制凸轮轮廓曲线时，却需要凸轮与图面相对静止。
一、概述
凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。从动件与凸轮轮廓为高副接触。
凸轮机构的优点为：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，并且结构简单、紧凑、设计方便。
它的缺点是：凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易于磨损，高精度凸轮机构制造也比较困难。
二、凸轮机构的分类
（1）按其用途可分为：
①传力螺旋 ②传动螺旋 ③调整螺旋
（2）按摩擦性质可分为
①滑动螺旋：螺旋副作相对运动时产生滑动摩擦的螺旋。 ②滚动螺旋：螺旋副作相对运动时产生滚动摩擦的螺旋。 ③静压螺旋：将静压原理应用于螺旋传动中。
二、滑动螺旋机构
滑动螺旋结构比较简单，螺母和螺杆的啮合是连续的，工作平稳，易于自锁，这对起重设备，调节装置等很有意义。但螺纹之间摩擦大、磨损大、效率低（一般在0.25～0.70之间，自锁时效率小于50%）；
一、棘轮机构
1．工作原理：
2．棘轮机构的分类：
3．棘轮机构的特点与应用
棘轮机构结构简单、易于制造、运动可靠，改变棘轮转角方便(如改变摇杆的摆角)，可实现“超越运动’’(原动件不动而从动件继续运动的现象叫超越运动)。但棘轮机构工作时存在较大的冲击与噪声，运动精度不高，所以常用在传力不大、转速不高的场合下以实现步进运动、分度、超越运动和制动等要求。

机械基础第二章 V带传动

V带传动的主要参数
普通V带的主要参数
1.横截面尺寸
2.V带带轮轮槽角φ
3.V带带轮的基准直径dd
4.V带传动的传动比i
根据带传动的传动比公式，对于V带传动，如果不考虑带与带轮间打滑因素的影响，其传动比计算公式可用主、从动轮的基准直径来表示：
式中 dd1 ——主动轮基准直径，mm； dd2 ——从动轮基准直径，mm； n1 ——主动轮的转速，r/min； n2 ——从动轮的转速，r/min。
V带及带轮介绍
《机械基础》第二章第一节
V带及带轮介绍
V带传动——由一条或数条V带和V带带轮组成的摩擦型带传动。
主动轮通过摩擦力将运动和力传递给带，带又通过摩擦力将运动和力传递给从动轮，从而实现带传动的正常工作。
V带及带轮介绍
V带结构及分类
外形
一种无接头的环形带，其横截面为等腰梯形，工作面是与轮槽相接处的两侧面，带与轮槽底面不接触。
腹板式孔板式轮辐式
实心式：当带轮直径d≤（2.5-3）ds(带轮轴孔直径)时采用。腹板式：当带轮直径d≤300mm时采用。孔板式：当带轮直径d≤300mm时采用。轮辐式：当带轮直径d≥300mm时采用。
V带传动的主要参数
《机械基础》第二章第二节
V带传动的主要参数
V带传动
普通V带传动
普通V带——楔角α为40°（带的两侧面所夹的锐角），相对高度（h/bp）为0.7的V带。
V带及带轮介绍
V带结构及分类
外形
组成
由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分组成。
V带及带轮介绍
V带结构及分类
外形
组成
分类
按结构不同可以分为帘布结构和线绳结构两种。

机械设计基础--第二章(平面机构的结构分析)

图2-6 1-中心轮 1 2-行星轮 3-中心轮2 4-转臂
二、学习指导
d) 在平行四边形机构中加入一个与某边平行且相等的构件，造成轨迹重合而产生的虚约束，见图2-7构件5引入的运动副为虚约束，计算机构的自由度时要将构件5及运动副都除去不计。此时 n=3，PL =4，PH =0，故机构的自由度数为
三、典型实例分析
例题2-4 已知一机构如图2-12所示，求其自由度。解：n=4
PL= 6 PH=0
1 3
2 4
F=3n-2PL-PH=34-26-0=0
即该机构自由度为0，它的各构件之间不能产生相对运动。
5
图2-12
三、典型实例分析
例2-5 计算图2-13所示大筛机构的自由度。
解：E′或 E 为虚约束 C为复合铰链 F为局部自由度
（3）机构中存在着与整个机构运动无关的自由度称为
在计算机构自由度时应
。
个构件作为机架。
（4）在任何一个机构中，只能有
四、复习题
⒉ 选择题
（1）一个作平面运动的自由构件具有
(A) 一个； (B) 二个；
自由度。
(D) 四个。。 (D) 四个。。
(C) 三个；
（2）平面机构中的高副所引入的约束数目为 (A) 一个； (B) 二个； (C) 三个；
三、典型实例分析
a）
b）
c）
图2-9
d）
三、典型实例分析
例2-2 计算图2-10中牛头刨床传动机构的自由度。
解：n=6，PL= 8，PH=1。
F=3n-2PL-PH=36-28-1=1
即该机构只有一个自由度，与原动件数相同（齿轮 3 为原动件）。所以,满足机构具有确定运动的条件。图2-10

机械设计基础-第二章测验题参考答案

《机械设计基础》第二章平面机构的结构分析测验题班级：姓名：学号：成绩：一、填空题（每空2分，共16分）1. 机构具有确定运动的条件：机构的原动件数目=机构的自由度数。

2. 计算平面机构自由度的公式为 F=3n-(2PL +PH)，应用此公式时应注意判断是否有复合铰链、局部自由度及虚约束。

3. 某平面机构有5个低副，1个高副，机构自由度为1，则该机构具有5个构件。

4. 在平面机构中，具有2个约束的运动副是低副，具有1个约束的运动副是高副。

二、单选题（每题2分，共20分）1.以下不属于机器的执行部分的是（）。

A 数控机床的刀架B 工业机器人手臂C 汽车的车轮D 空气压缩机2．（）保留了2个自由度，带进了一个约束。

A 高副B 移动副C 转动副D 低副3. 若复合铰链处有5个构件汇集在一起，应有（）个转动副。

A 4B 3C 2D 54．在比例尺μl=20 mm/mm 的机构运动简图中，量得一构件的长度是10mm，则该构件的实际长度为（）mm。

A 20B 50C 200D 5005．两个以上的构件共用同一转动轴线，所构成的转动副称为（）。

A 复合铰链B 局部自由度C 虚约束D 单一铰链6．计算机构自由度时，对于局部自由度应（）。

A 除去不计B 考虑C 部分考虑D 转化成虚约束7．火车车轮在轨道上转动，车轮与轨道构成（）副。

A 移动B 高C 低D 转动8．在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和（）。

A 美观B 对称C 受力情况D 增加重量9. 为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性,则运动简图相对于与实际机构的（）应相同。

A 构件数、运动副的类型及数目B 构件的运动尺寸C 机架和原动件D 以上都是10.计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构的自由度就会（）A 增多B 减少C 不变三、判断题（每题2分，共20分）1．一个作平面运动的构件有2个独立运动的自由度。

（×）2．平面低副机构中，每个转动副和移动副所引入的约束条件是相同的。

机械工程基础第二章思考题答案

第二章练习1．何谓奥氏体、铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体，它们的性能如何?奥氏体：以符号“A”表示。

它是碳溶解于中的间隙固溶体。

由于奥氏体通常是高温组织，强度、硬度不高，塑性非常好。

因此在锻造或轧钢时，常把钢材加热到奥氏体状态进行。

铁素体：用符号“Ｆ”表示。

它是碳溶解于中的间隙固溶体。

铁素体的性能接近纯铁，强度、硬度低，塑性、韧性很好，所以具有铁素体组织多的低碳钢，能够进行冷变形、轧制、锻造和焊接。

渗碳体：以分子式“ ”表示。

它是铁和碳形成的金属化合物，具有复杂的晶格类型。

其性能是硬度高、强度低、塑性几乎为零，是硬而脆的物质，故不能单独使用，而是在铁碳合金中以强化相的形式出现。

渗碳体的形状、大小、分布和数量对铁碳合金的性能有极大的影响。

珠光体：以符号“P”表示，它是铁素体和渗碳体的机械混合物，含碳量为0.77%。

具有较高的强度（σb=800MPa）和硬度（HBS=230），但塑性较铁素体低（δ=12%）。

莱氏体：由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物叫做莱氏体，含碳量为4.3%用符号表示，它只在高温(727℃以上)存在。

在727℃以下时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成的机械混合物，用符号表示。

莱氏体的机械性能和渗碳体相似，硬度很高(HB>700)，塑性极差。

2．何谓铁碳合金相图?铁碳合金状态图是研究铁碳合金在平衡状态下的组织随温度和成分变化的图形。

掌握它就能对钢和生铁的内部组织及其变化规律有一个较完整的概念，以便更好地利用它为制定热处理、压力加工等工艺规程打下基础。

3．什么是亚共析钢、共析钢和过共析钢，这3种钢在室温下的组织有什么不同?亚共析钢：含碳量小于0.77%的钢，常温组织为F+P，如Q235A钢，45号、15号钢等中、低碳钢。

共析钢含碳量为0.77%的钢，常温组织为P。

如T8钢，T8A钢。

过共析钢：含碳量在0.77%~2.11%之间的钢，常温组织为P+ Fe3C ，如T10钢，T12A钢等。

机械设计基础第二章平面连杆机构

(3)过C1、C2、 P 作圆
(4)AC1=L2－L1, AC2=L2+L1→ L1=1/2(AC2－AC1)
→无数解
以L1为半径作圆,交B1,B2点 →曲柄两位置
M
N
在圆上任选一点A
C1M与C2N交于P点
作∠C1C2N=90－θ,
P
2.导杆机构: P.33
→取决于机构各杆的相对长度
A
D
B
B’
B”
C
C’
C”
三式相加 → ┌ l1≤l2 │ l1≤l3 └ l1≤l4
当杆1处于AB ”位置→ △AC ”D
→ l1＋l2≤l3＋l4 (2-3)
→┌(l2－l1) ＋l3 ≥l4 →┌l1＋l4≤l2＋l3 (2-1) └(l2－l1) ＋l4 ≥l3 └l1＋l3≤l2＋l4 (2-2)
图2-4
曲柄摇杆机构
φ1
φ2
ψ
(2-4)
（二）压力角和传动角 P.30
1.压力角α－
2.传动角γ
：BC是二力杆,驱动力F 沿BC方向
作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度VC之间所夹的锐角。
工作行程: 空回行程:
B2→B1 (φ 2) →摇杆C2→C1 (ψ) ∵ φ 1＞ φ 2 , 而ψ不变
B1→B2 (φ1) → 摇杆C1→C2 (ψ)
→ 工作行程时间＞空回行程时间
曲柄(主)匀速转动(顺) 摇杆(从)变速往复摆动
图2-4
曲柄摇杆机构
φ1
φ2
ψ
极位:
缺点:
2.应用:
优点
1.手动冲床： ← 两个四杆机构组成（双摇杆～+摇杆滑块机构）
2.筛料机构：六杆机构←两个四杆机构组成（双曲柄～ +曲柄滑块～）

机械设计基础第2章拉伸与压缩

第一节概述第二节轴向拉伸或压缩时横截面上的内力第三节应力的概念拉（压）杆横截面上的应力第四节拉（压）杆的变形
胡克定律
第五节材料在拉伸和压缩时的力学性能第六节拉（压）杆的强度条件及其应用
概述
在静力学分析时，受力体是作为刚体来考虑的。
物体在载荷作用下应该有足够的强度、刚度和稳定
分析与计算是解决杆件强度、刚度和稳定性计算的基础。
直接利用外力计算轴力的规则杆件承受拉伸（或压缩）时，杆件任一横截面上的轴力等于截面一侧（左侧或右侧）所有轴向外力的代数和。外力背离截面时取正号，外力指向截面时取负号。
截面法、轴力与轴力图
例2 钢杆上端固定，下端自由，受力如图所示。已知l = 2m，F = 4 kN, q = 2 kN/m，试画出杆件的轴力图。
解：（1）计算D端支座反力。由整体受力图建立平衡方程：
Fx 0
FD F1 F2 F3 0
FD F2 F3 F1 14kN
(2）分段计算轴力将杆件分为三段。用截面法截取如图b，c，d所示的研究对象，分别用FN1、FN2、FN3替代另一段对研究对象的作用，一般可先假设为拉力，由平衡方程分别求得：
第三节应力的概念拉（压）杆横截面上的应力
m
取左段： F n F FN` FN F F
Σ FX = 0
FN – F = 0 FN = F 取右段：FN `= F
轴力（内力） FN 是一个代数量，其正负与它在空间的方向无关。而与它对杆件的作用方向有关。规定：杆件受拉伸（轴力方向离开截面）时为正，受压缩（轴力方向指向截面）为负。
＊轴力：由于外力的作用线与杆的轴线重合，内力的作用线也必通过杆件的轴线并与横截面垂直，故轴向拉伸或压缩时杆件横截面上的内力称为轴力。

机械基础第2章

轴力：拉压杆上的内力，用FN 表示，如图2-7b所示。
8
应力：构件在外力作用下，单位面积上的内力。拉伸与压缩时应力垂直于截面，称为正应力，记作σ。单位为帕，Pa。
式中
正应力的正负号规定为：拉伸时为正，压缩时为负。
伸（压缩）时金属材料的力学性能
金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下，其强度和变形方面所表现出来的性能。它是强度计算和选用材料的重要依据。通常按照标准把拉伸试样装夹在试验机上由实验来测定，如图2-8 所示。
26
二、圆轴扭转外力偶矩
为了利用截面法求出圆轴扭转时截面上的内力，要先计算出轴上的外力偶矩。作用在轴上的外力偶矩一般不是直接给出，而是根据所给定轴的传动功率和转速求出来的。
圆轴扭转外力偶矩的计算公式为：
27
三、圆轴扭转的变形
28
29
四、圆轴扭转的应力
圆轴扭转时横截面m-n上产生一个内力，该内力为一个力偶矩，称为扭矩，用MT表示，如图2-30所示。
如图2-38所示。
40
梁在纯弯曲时，上下边缘处（到中性轴距离最大）正应力最大，表达式如下：
（1）对于矩形截面
（2）对于圆形截面
（3）对于空心圆形截面
41
4.梁的强度对于一般梁，影响强度的主要因素是弯曲正应力。因此，要
使梁有足够的强度，就应使梁内最大工作正应力不超过材料的许用应力。
梁的弯曲强度条件：
⑶强化阶段： σb为抗拉强度；工程中常用屈服点和抗拉强度作为材料的强度指标。 ⑷缩颈阶段：缩颈现象如图2-11所示。
13
2.低碳钢压缩时的力学性能低碳钢压缩时的应力--应变曲线如图2-11所示。
14
3.铸铁拉伸（压缩）时的力学性能如图2-12所示为灰口铸铁的拉伸、压缩应力—应变曲线，图

机械基础第二章

机械设计基础第二章答案

机械设计基础第二章

机械基础试卷及答案

电子课件-《机械基础(少学时 第二版)》-A02-3983 2第2章 常用机构

电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658 2第二章 螺纹连接和螺旋传动

机械设计基础第二章

《机械设计基础》第2章_平面连杆机构解析

机械基础第二章螺旋传动

机械设计基础 第二章

机械设计基础第2章平面连杆机构1

机械基础 第二章 螺旋传动 教学

《汽车机械基础》第二章 常用机构

机械基础 第二章 V带传动

机械设计基础--第二章(平面机构的结构分析)

机械设计基础-第二章测验题 参考答案

机械工程基础第二章思考题答案

机械设计基础第二章平面连杆机构

机械设计基础第2章拉伸与压缩

机械基础 第2章

电子课件-《机械基础(少学时第二版)》-A02-3983 2第2章常用机构

电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658 2第二章螺纹连接和螺旋传动

机械设计基础第二章

机械基础第二章螺旋传动教学

《汽车机械基础》第二章常用机构

机械基础第二章 V带传动

机械设计基础-第二章测验题参考答案

机械基础第2章