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孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解(机械的效率和自锁)【圣才出品】

孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解(机械的效率和自锁)【圣才出品】

第5章机械的效率和自锁5.1 复习笔记一、机械的效率1.功和效率(1)机械效率①驱动功机械上的驱动功(输入功)为W d,有效功(输出功)为W r,损失功为W f。

则有W d=W r+W f②机械效率a.定义机械的输出功与输入功之比称为机械效率,反映了输入功在机械中的有效利用程度,以η表示。

b.计算方法用功计算时η=W r/W d=1-W f/W d;用功率计算时η=P r/P d=1-P f/P d;式中,P d——输入功率;P r——输出功率;P f——损失功率。

(2)损失率①定义机械的损失功与输入功之比称为损失率,以ξ表示。

②计算方法由定义有ξ=W f/W d=P f/P d。

注:η+ξ=1,由于摩擦损失不可避免,故必有ξ>0和η<1。

(3)效率的简便计算方法为便于效率的计算,可应用下式进行计算η=理想驱动力/实际驱动力=理想驱动力矩/实际驱动力矩①斜面机构正反行程的机械效率分别为η=tanα/tan(α+φ)η′=tan(α-φ)/tanα式中,α——斜面夹角;φ——总反力与法向反力的夹角。

②螺旋机构拧紧和放松螺母时的效率计算式分别为η=tanα/tan(α+φv)η′=tan(α-φv)/tanα式中,α——中径升角;φv——螺旋副的摩擦角。

2.机器(或机组)的效率已知各机构的效率可计算确定整个机构的效率。

常用机构的效率见教材表5-1。

(1)串联①计算公式由k个机器串联组成的机组,设各机器的效率分别为η1、η2、…、ηk,机组的输入功率为P d,输出功率为P r。

则整个串联机组的机械效率为η=P r/P d=(P1/P d)(P2/P1)…(P k/P k-1)=η1η2…ηk②特点a.前一机器的输出功率即为后一机器的输入功率;b.只要串联机组中任一机器的效率很低,就会使整个机组的效率极低;c.串联机器的数目越多,机械效率也越低。

③提高串联机组效率的措施a.减少串联机器的数目;b.优先提高效率最低机器的效率。

(完整版)机械原理知识点归纳总结

(完整版)机械原理知识点归纳总结

第一章绪论基本概念:机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。

第二章平面机构的结构分析机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。

1. 机构运动简图的绘制机构运动简图的绘制是本章的重点,也是一个难点。

为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性,对绘制好的简图需进一步检查与核对(运动副的性质和数目来检查)。

2. 运动链成为机构的条件判断所设计的运动链能否成为机构,是本章的重点。

运动链成为机构的条件是:原动件数目等于运动链的自由度数目。

机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断,从而影响机械设计工作的正常进行。

机构自由度计算是本章学习的重点。

准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束,并做出正确处理。

(1) 复合铰链复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。

正确处理方法:k个在同一处形成复合铰链的构件,其转动副的数目应为(k-1)个。

(2) 局部自由度局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。

局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。

正确处理方法:从机构自由度计算公式中将局部自由度减去,也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体,预先将滚子除去不计,然后再利用公式计算自由度。

(3) 虚约束虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。

正确处理方法:计算自由度时,首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计,然后用自由度公式进行计算。

虚约束都是在一定的几何条件下出现的,这些几何条件有些是暗含的,有些则是明确给定的。

对于暗含的几何条件,需通过直观判断来识别虚约束;对于明确给定的几何条件,则需通过严格的几何证明才能识别。

3. 机构的组成原理与结构分析机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反,前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上,以组成新的机构,它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径;后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架,以便对机构进行结构分类。

机械原理孙恒笔记

机械原理孙恒笔记

机械原理笔记一、基本概念1.机械:机械是一种人为的实物组合,各部分之间具有确定的相对运动,并能实现能量的转换或完成有用的机械功。

2.机构:机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。

3.构件:构件是机构中的运动单元体,通常是一个整体,也可以是由几个零件刚性联接而成的一个整体。

4.零件:零件是制造的单元体,是构件的组成部分,制造后不再拆分。

二、机械的运动简图1.定义:用简单的线条和符号代表构件和运动副,并按一定比例表示各运动副的相对位置,这种表示机构中各构件间相对运动关系的图形称为机构运动简图。

2.作用:便于对机构进行运动分析和动力分析,是机构设计、分析的重要工具。

三、平面机构的自由度1.自由度:构件相对于参考系的独立运动参数的数目。

2.计算平面机构自由度:F = 3n - 2PL - PH,其中n为活动构件数,PL为低副数,PH为高副数。

四、连杆机构— 1 —1.定义:若干构件用低副(转动副和移动副)连接而成的机构称为连杆机构。

2.分类:平面连杆机构、空间连杆机构。

3.特点:易于制造、成本低、可靠性高、能承受较大载荷、能实现多种运动轨迹和运动规律。

五、凸轮机构1.定义:凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的构件,一般为主动件,作等速回转运动或往复直线运动,与它相接触的从动件,作往复运动或摆动。

2.分类:按凸轮的形状分为盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。

3.特点:能实现复杂的运动要求、机构紧凑、传动简单。

六、齿轮机构1.定义:依靠齿轮的啮合传动来传递运动和动力的机构。

2.分类:平面齿轮机构、空间齿轮机构。

3.特点:传动比准确、传动效率高、传动功率大、适应范围广。

七、间歇运动机构1.定义:有些机械需要其构件周期地运动和停歇,能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构。

2.分类:棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。

八、机械效率— 2 —1.定义:有用功与输入功之比称为机械效率。

孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解(平面机构的力分析)【圣才出品】

孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解(平面机构的力分析)【圣才出品】

第4章平面机构的力分析4.1 复习笔记一、机构力分析的任务、目的和方法1.作用在机械上的力根据力对机械运动影响的不同,可分为两大类。

(1)驱动力①定义驱动机械运动的力称为驱动力。

②特点驱动力与其作用点的速度方向相同或成锐角,其所作的功为正功,称为驱动功或输入功。

(2)阻抗力①定义阻止机械运动的力称为阻抗力。

②特点阻抗力与其作用点的速度方向相反或成钝角,其所作的功为负功,称为阻抗功。

③分类a.有效阻抗力机械在生产过程中为了改变工作物的外形、位置或状态而受到的阻力,即工作阻力。

克服这类阻力所完成的功称为有效功或输出功。

b.有害阻抗力机械在运转过程中所受到的非生产阻力。

克服这类阻力所作的功称为损失功。

2.机构力分析的任务和目的(1)确定运动副中的反力运动副反力是指运动副两元素接触处彼此作用的正压力和摩擦力的合力。

(2)确定机械上的平衡力或平衡力偶平衡力是指机械在已知外力的作用下,为了使该机构能按给定的运动规律运动,必须加于机械上的未知外力。

3.机构力分析的方法对于不同的研究对象,适用的方法不同。

(1)低速机械惯性力可以忽略不计,只需要对机械作静力分析。

(2)高速及重型机械①惯性力不可以忽略,需对机械作动态静力分析。

②设计新机械时,由于各构件尺寸、材料、质量及转动惯量未知,因此其动态静力分析方法如下:a.对机构作静力分析及静强度计算,初步确定各构件尺寸;b.对机构进行动态静力分析及强度计算,并据此对各构件尺寸作必要修正;c.重复上述分析及计算过程,直到获得可以接受的设计为止。

二、构件惯性力的确定构件惯性力的确定有一般力学法和质量代换法。

1.一般力学方法如图4-1-1(a)所示为曲柄滑块机构,借此说明不同运动形式构件所产生的惯性力。

(1)作平面复合运动的构件惯性力系有两种简化方式。

①简化为一个加在质心S i上的惯性力F I2和一个惯性力偶矩M I2,即F I2=-m2a S2,M I2=-J S2α2②简化为一个大小等于F I2,而作用线偏离质心S2一定距离l h2的总惯性力F I2′,而l h2=M I2/F I2F′I2对质心S2之矩的方向应与α2的方向相反。

机械原理笔记

机械原理笔记

机械原理自我总结及之前笔记遗漏的知识点第一章绪论学什么:研究对象是机械(机器和机构的总称),重点研究对象是机构。

为何学:学习设计机构,巧妙地应用机构。

现代机械与机械原理内容密不可分。

如何学:具有理论系统性,注重理论联系实际,逐步建立工程观念。

具有全面考虑问题的习惯。

第二章机构的结构分析机器运动的观点:任何机器都是由若干个构件组合而成的。

机架也是一个构件。

运动副中的自由度f和约束度s的关系:f=6-s 点接触或线接触为高副,面接触为低副。

类似于螺旋副的运动副,转动和移动运动不是相互独立的,而是通过螺旋引入约束,所以不是Ⅳ级副,而是Ⅴ级副。

具有固定构件的运动链就变成了机构。

同一运动链当取不同构件为机架的时候可以获得不同的机构的类型。

机械原理课程体系就是从工作原理入手,然后研究性能和设计问题。

运动简图绘制时,有些齿轮和曲轴是同一构件,需要用焊接号把它们连接起来,这样才能表达成同一构件。

阻力最小定律:机构优先沿阻力最小的方向运动。

转动副的摩擦一般小于移动副的摩擦。

此定律可以增加机构的灵巧性和运动的自适应性。

计算运动副数目的时候,要特别注意是否是复合铰链,注意是否是同一运动副(转动副轴线重合,移动副移动方向平行,平面高副接触点公法线重合),注意是否是复合高副。

计算自由度时,要除去局部自由度、虚约束。

常发生虚约束的情况:轨迹重合、距离恒定不变、结构重复。

平面机构组成时,不能将同一杆组的各个外接运动副接于同一构件上,否则起不到增加杆组的作用。

第三章平面机构的运动分析较常用图解分析,要求方法方便、快捷、直观。

对于简单的机构,用速度瞬心法作其速度图解分析十分方便快捷。

结构复杂的机构的话,就采用综合法。

采用速度瞬心法时,待求的瞬心位置在两条下脚标中去掉公共号剩下的两个数字组合恰好和速度瞬心相同的延长线上的交点。

就比如说,速度瞬心P13在线段P12P23的延长线与线段P14P34的延长线的交点处。

利用瞬心法求解时,相对瞬心P24在两绝对瞬心P12、P14的延长线上时,与同向相对瞬心P24在两绝对瞬心P12、P14之间时,与向。

(完整版)机械原理笔记

(完整版)机械原理笔记

(完整版)机械原理笔记第⼀章平⾯机构的结构分析1.1 研究机构的⽬的⽬的:1、探讨机构运动的可能性及具有确定运动的条件2、对机构进⾏运动分析和动⼒分析3、正确绘制机构运动简图1.2 运动副、运动链和机构1、运动副:两构件直接接触形成的可动联接(参与接触⽽构成运动副的点、线、⾯称为运动副元素)低副:⾯接触的运动副(转动副、移动副),⾼副:点接触或线接触的运动副注:低副具有两个约束,⾼副具有⼀个约束2、⾃由度:构件具有的独⽴运动的数⽬(或确定构件位置的独⽴参变量的数⽬)3、运动链:两个以上的构件以运动副联接⽽成的系统。

其中闭链:每个构件⾄少包含两个运动副元素,因⽽够成封闭系统;开链:有的构件只包含⼀个运动副元素。

4、机构:若运动链中出现机架的构件。

机构包括原动件、从动件、机架。

1.3 平⾯机构运动简图1、机构运动简图:⽤简单的线条和规定的符号来代表构件和运动副并按⼀定的⽐例表⽰各运动副的相对位置。

机构⽰意图:不按精确⽐例绘制。

2、绘图步骤:判断运动副类型,确定位置;合理选择视图,定⽐例µl;绘图(机架、主动件、从动件)1.4 平⾯机构的⾃由度1、机构的⾃由度:机构中各活动构件相对于机架的所能有的独⽴运动的数⽬。

F=3n - 2p L - p H(n指机构中活动构件的数⽬,p L指机构中低副的数⽬,p H指机构中⾼副的数⽬)⾃由度、原动件数⽬与机构运动特性的关系:1):F≤0时,机构蜕化成刚性桁架,构件间不可能产⽣相对运动2):F > 0时,原动件数等于F时,机构具有确定的运动; 原动件数⼩于机构⾃由度时,机构运动不确定; 原动件数⼤于机构⾃由度,机构遭到破坏。

2、计算⾃由度时注意的情况1)复合铰链:m个构件汇成的复合铰链包含m-1个转动副(必须是转动副,不能多个构件汇交在⼀起就构成复合铰链,注意滑块和盘类构件齿轮容易漏掉,另外机架也是构件。

2) 局部⾃由度:指某些构件(如滚⼦)所产⽣的不影响整个机构运动的局部运动的⾃由度。

机械原理知识点归纳总结考研

机械原理知识点归纳总结考研

机械原理知识点归纳总结考研机械原理是机械工程领域的基础学科之一,它主要研究机械系统的运动学和动力学问题。

以下是机械原理的知识点归纳总结,适用于考研复习:一、基本概念- 机械:由多个部件组合而成的,能够传递或转换能量的装置。

- 机构:由若干个基本构件通过运动副连接而成的,具有确定运动的组合体。

- 运动副:两个或两个以上的基本构件,通过接触面相互约束,实现相对运动的连接方式。

二、运动学基础- 运动学:研究物体运动的几何关系,不涉及力的作用。

- 位移:物体在运动过程中位置的变化量。

- 速度:位移对时间的导数,表示物体运动的快慢。

- 加速度:速度对时间的导数,表示速度变化的快慢。

- 角位移、角速度和角加速度:对应于转动运动的位移、速度和加速度。

三、运动链与机构分析- 运动链:由多个机构串联或并联组成的复杂机械系统。

- 机构的自由度:机构中独立参数的数量,决定了机构的复杂程度。

- 运动分析:确定机构各部分的运动规律和运动特性。

四、动力学基础- 动力学:研究力和运动之间的关系。

- 牛顿运动定律:描述物体运动的基本定律。

- 动量守恒定律和能量守恒定律:在没有外力作用下,系统的总动量和总能量保持不变。

五、平衡与稳定性- 静平衡:在没有外力作用下,机械系统保持静止或匀速直线运动的状态。

- 动平衡:在有外力作用下,通过调整系统内部力的分布,使系统保持稳定运动的状态。

- 稳定性分析:研究系统在受到扰动后能否恢复到平衡状态。

六、机械振动基础- 机械振动:机械系统在受到周期性或非周期性激励时的振动现象。

- 自由振动:没有外力作用下的振动。

- 受迫振动:在周期性外力作用下的振动。

- 阻尼:振动过程中能量的耗散。

七、机械传动- 齿轮传动:通过齿轮的啮合来传递运动和动力。

- 带传动:通过带和轮的摩擦力来传递运动。

- 链传动:通过链条和链轮的啮合来传递运动。

八、机械设计基础- 机械设计:根据使用要求,对机械系统进行设计和优化。

- 材料选择:根据机械的工作条件选择合适的材料。

机械原理基础知识点总结,复习重点

机械原理基础知识点总结,复习重点

机械原理知识点总结第一章平面机构的结构分析3一. 基本概念31. 机械: 机器与机构的总称。

32. 构件与零件33. 运动副34. 运动副的分类35. 运动链36. 机构3二. 基本知识和技能31. 机构运动简图的绘制与识别图32.平面机构的自由度的计算及机构运动确定性的判别33. 机构的结构分析4第二章平面机构的运动分析6一. 基本概念:6二. 基本知识和基本技能6第三章平面连杆机构7一. 基本概念7(一)平面四杆机构类型与演化7二)平面四杆机构的性质7二. 基本知识和基本技能8第四章凸轮机构8一.基本知识8(一)名词术语8(二)从动件常用运动规律的特性及选用原则8三)凸轮机构基本尺寸的确定8二. 基本技能9(一)根据反转原理作凸轮廓线的图解设计9(二)根据反转原理作凸轮廓线的解析设计10(三)其他10第五章齿轮机构10一. 基本知识10(一)啮合原理10(二)渐开线齿轮——直齿圆柱齿轮11(三)其它齿轮机构,应知道:12第六章轮系14一. 定轴轮系的传动比14二.基本周转(差动)轮系的传动比14三.复合轮系的传动比15第七章其它机构151.万向联轴节:152.螺旋机构163.棘轮机构164. 槽轮机构166. 不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构177. 组合机构17第九章平面机构的力分析17一. 基本概念17(一)作用在机械上的力17(二)构件的惯性力17(三)运动副中的摩擦力(摩擦力矩)与总反力的作用线17二. 基本技能18第十章平面机构的平衡18一、基本概念18(一)刚性转子的静平衡条件18(二)刚性转子的动平衡条件18(三)许用不平衡量及平衡精度18(四)机构的平衡(机架上的平衡)18二. 基本技能18(一)刚性转子的静平衡计算18(二)刚性转子的动平衡计算18第十一章机器的机械效率18一、基本知识18(一)机械的效率18(二)机械的自锁19二. 基本技能20第十二章机械的运转及调速20一. 基本知识20(一)机器的等效动力学模型20(二)机器周期性速度波动的调节20(三)机器非周期性速度波动的调节20二. 基本技能20(一)等效量的计算20(二)飞轮转动惯量的计算20第一章平面机构的结构分析一. 基本概念1. 机械: 机器与机构的总称。

机械原理笔记

机械原理笔记

机械原理笔记文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)第一章平面机构的结构分析研究机构的目的目的:1、探讨机构运动的可能性及具有确定运动的条件2、对机构进行运动分析和动力分析3、正确绘制机构运动简图运动副、运动链和机构1、运动副:两构件直接接触形成的可动联接(参与接触而构成运动副的点、线、面称为运动副元素)低副:面接触的运动副(转动副、移动副),高副:点接触或线接触的运动副注:低副具有两个约束,高副具有一个约束2、自由度:构件具有的独立运动的数目(或确定构件位置的独立参变量的数目)3、运动链:两个以上的构件以运动副联接而成的系统。

其中闭链:每个构件至少包含两个运动副元素,因而够成封闭系统;开链:有的构件只包含一个运动副元素。

4、机构:若运动链中出现机架的构件。

机构包括原动件、从动件、机架。

平面机构运动简图1、机构运动简图:用简单的线条和规定的符号来代表构件和运动副并按一定的比例表示各运动副的相对位置。

机构示意图:不按精确比例绘制。

2、绘图步骤:判断运动副类型,确定位置;合理选择视图,定比例μl;绘图(机架、主动件、从动件)平面机构的自由度1、机构的自由度:机构中各活动构件相对于机架的所能有的独立运动的数目。

F=3n - 2pL - pH(n指机构中活动构件的数目,pL指机构中低副的数目,pH指机构中高副的数目)自由度、原动件数目与机构运动特性的关系:1):F≤0时,机构蜕化成刚性桁架,构件间不可能产生相对运动2):F > 0时,原动件数等于F时,机构具有确定的运动; 原动件数小于机构自由度时,机构运动不确定; 原动件数大于机构自由度,机构遭到破坏。

2、计算自由度时注意的情况1)复合铰链:m个构件汇成的复合铰链包含m-1个转动副(必须是转动副,不能多个构件汇交在一起就构成复合铰链,注意滑块和盘类构件齿轮容易漏掉,另外机架也是构件。

2) 局部自由度:指某些构件(如滚子)所产生的不影响整个机构运动的局部运动的自由度。

机械原理复习笔记.docx

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第二章机构的机构分析一、机构的组成二、机构运动简图三、确定运动条件四、自由度计算五、自由度计算注意事项1・1构件:独立运动单元体;零件:独立制造单元体。

1.2运动副:两构件直接接触而构成的可动联接。

121约束数目:I级畐叽II级畐此……V级副。

122接触形式:高副(点、线)、低副(面)。

123相对运动形式:移动、转动.螺旋、球面。

1.3运动链:构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统。

开式、闭式。

1・4机构:具有固定构件的运动链。

1.4.1机架:固定构件;1・4・2原动件:已知运动规律。

143从动件:其余活动构件。

2•机构运动简图:根据机构运动尺寸按一定比例尺定出各运动副位置,采用运动副及常用机构运动简图符号和构件的表示方法,将机构运动传递情况表示出来的简化图形。

(绘制时需注意线的连接问题)2・1绘图步骤:搞清机械构造及运动情况、传递路线,构件数目,运动副类别及位置,选择视图平面,选择比例尺,标上运动副符号,及各构件序号。

3•确定运动条件:原动件数目等于机构自由度数目。

4•自由度计算:F = 3n_(2pi + pj9F=3*6—2*7—3=lA5 •注意事项5.4虚约束pF = 3n_(2p[ + 卩厂 p )-FP139 (考研)第三章平面机构的运动分析任务:根据机构尺寸、原动件运动规律,求从动件上某点轨迹、位移、 速度、加速度,构件的角位移、角速度、加速度。

方法:图解、解析。

1・瞬心:两构件等速重合点。

(相对、绝对瞬心)K=N (N-l ) /2LI1.1瞬心位置确定 1・1・1定义:转动副(较点)、移动副(垂直导路、无穷远)高副(接触点,接触点公法线上)1・1・2三心定理:三构件三瞬心在同一直线上。

例:平面较链四杆机构(第三章PPT 第12页)2•矢量方程图解法做速度、加速度分析两构件构成平面高副,各接触点公法线彼此重合5・3局部自由度F2.1同一构件上两点间的运动矢量关系2.2两构件上重合点间的运动矢量关系3.解析法作机构的运动分析全程导学(P60)第四章平面机构力的分析驱动力:力的方向与速度方向相同或成锐角(做正功)。

《机械原理》笔记

《机械原理》笔记

《机械原理》*号内容第一章概论第一节本课程的研究内容什么是机器、机构?机器的三特征:1)由一系列的运动单元体所组成。

2)各运动单元体之间都具有确定的相对运动。

3)能转换机械能或完成有用的机械功以代替或减轻人们的劳动。

具有以上1、2两个特征的实体称为机构。

构件——由一个或多个零件连接而成的运动单元体。

零件——机器中的制造单元体。

第二节机构的分析与综合及其方法机构分析:对已知机构的结构和各种特性进行分析。

机构综合:根据工艺要求来确定机构的结构形式、尺寸参数及某些动力学参数。

机构综合的内容: 1.机构的结构综合2.机构的尺度综合3.机构的动力学综合。

机构的结构综合:主要研究机构的组成规律。

机构的尺度综合(或运动学综合):研究已知机构如何按给定的运动要求确定其尺寸参数.概括为四类:(1)刚体导引:当机构的原动件做简单运动时,要求刚体连续地变换其位置。

(2)函数变换:使机构某从动件的运动参数为原动件运动参数的给定函数。

(3)轨迹复演:使连杆上某点的轨迹能近似地与给定曲线复合。

(4)瞬时运动量约束:按构件在某些特定位置时的运动量来设计机构的结构参数。

准点——符合预定条件的几个位置。

只要求几个位置处符合给定条件的机构综合方法称为准点法。

减小结构误差的途径是:合理确定准点的分布。

可按契比谢夫零值公式配置准点。

第三节学习本课的方法1.注意基本理论与基本方法之间的联系2. 用工程观点学习理论与基本方法3.注意加强感性认识和实践性环节第二章机构的结构分析第一节概述构成机构的基本要素——构件运动副运动链运动副:两构件间直接接触且能产生某些相对运动的联接称为运动副。

约束---对构件间运动的限制。

运动副元素—运动副参加接触的部分。

空间运动副和约束的关系。

平面机构中只有Ⅳ级副和Ⅴ级副。

(为什么?)低副---副元素为面接触(如移动副、转动副);高副----副元素为点(线)接触。

运动链---构件由运动副连接而成的系统。

机构—选定机架,给相应的原动件,其余构件作确定运动的运动链。

机械原理知识点汇总

机械原理知识点汇总

机械原理知识点汇总机械原理是研究机械中机构的结构和运动,以及机器的动力和传动的学科。

它是机械工程的基础,对于设计、制造和维护各种机械装备都具有重要的指导意义。

以下是对机械原理中一些关键知识点的汇总。

一、机构的结构分析机构是由若干个构件通过运动副连接而成的具有确定相对运动的组合体。

在机构的结构分析中,需要了解构件、运动副和运动链的概念。

构件是机器中独立的运动单元,它可以是一个零件,也可以是由若干个零件刚性连接而成的组合体。

运动副是两个构件直接接触并能产生相对运动的连接,常见的运动副有低副(如转动副、移动副)和高副(如齿轮副、凸轮副)。

运动链是由若干个构件通过运动副连接而成的相对可动的系统。

机构的自由度是指机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目。

通过计算机构的自由度,可以判断机构是否具有确定的运动,以及其运动的可能性和复杂性。

二、平面连杆机构平面连杆机构是由若干个刚性构件用平面低副连接而成的机构。

常见的平面连杆机构有四杆机构、曲柄滑块机构和导杆机构等。

四杆机构是平面连杆机构中最基本的形式,根据其有无曲柄,可以分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

在四杆机构中,存在着一些重要的特性,如急回特性、压力角和传动角等。

急回特性可以使机构在工作行程和回程中具有不同的速度,提高工作效率;压力角是作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角,传动角则是压力角的余角,传动角越大,机构的传动性能越好。

曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的,它可以将曲柄的转动转化为滑块的直线运动,或者将滑块的直线运动转化为曲柄的转动。

导杆机构则是通过改变构件的形状和运动副的位置,实现不同形式的运动传递。

三、凸轮机构凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的高副机构。

凸轮通常作为主动件,通过其轮廓曲线的形状和运动规律,推动从动件实现预期的运动。

凸轮的轮廓曲线决定了从动件的运动规律,常见的运动规律有等速运动、等加速等减速运动和简谐运动等。

机械原理笔记

机械原理笔记

机械原理笔记机械原理笔记本文主要介绍机械原理相关的笔记,囊括了机械元件、机构和机器等多个方面。

一、机械元件机械元件是机器的基本部件,通常包括螺栓、螺母、轴、轴承、连杆、齿轮、皮带轮、键等。

其中,螺栓和螺母主要用于连接两个零件;轴、轴承、连杆则用于支撑轴的转动和传递力;齿轮、皮带轮则用于传递动力和变换转速和转矩;键则用于固定零件位置和避免转动时的相对移动。

二、机构机构是由多个机械元件组成的复杂部件,根据功能不同可分为转动机构和直线机构。

其中,转动机构通常包括齿轮传动、摆动机构和连杆机构等,而直线机构则通常包括割板机构和弹簧机构等。

齿轮传动是机械设备中最常见的机构之一,通过齿轮相互啮合来传递力和动力,从而实现机器的运转。

齿轮通常根据齿形不同可分为圆柱齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆等。

其中,圆柱齿轮分为内齿和外齿,内齿轮通常用于传动机构的中心轴转动,而外齿则通常用于连杆机构。

摆动机构主要是指由一些连杆和摇杆组成的机械系统,通常用于矩形折弯机和有切曲功能的机床中。

而连杆机构则是由一些连接杆、滑块和摆臂组成的复杂机构,通常用于线性运动。

根据运动轨迹不同,连杆机构可分为平面连杆机构和空间连杆机构。

三、机器机器是指将动力转换为有用的工作效果的工具。

根据功能和形态的不同,机器可分为物理机器和推测机器。

物理机器通常包括机床、发电机、汽车等,而推测机器则主要指计算机等电器设备。

机床是一种用于加工金属和其他材料的机械设备,通常包括车床、铣床、钻床、磨床等。

机床主要用于制造机械元件和工业品,是工业生产中不可缺少的机械设备之一。

发电机是一种能够将机械能转换为电能的物理机器,主要由转子、定子、电刷和机壳等部件组成。

发电机是电力系统中不可缺少的设备,用于产生电能和稳定电压。

汽车是一种通过发动机驱动轮胎运动的机械设备,主要由发动机、传动系统、制动系统和转向系统等组成。

汽车是现代社会中最普遍的交通工具之一,对人们的生活和生产产生了重要影响。

机械原理全部知识点总结

机械原理全部知识点总结

机械原理全部知识点总结一、牛顿定律1. 牛顿第一定律:物体在外力作用下静止或匀速直线运动,除非有外力作用,否则不会改变其状态。

2. 牛顿第二定律:物体受力作用时,其加速度与作用力成正比,与物体质量成反比,方向与力的方向相同。

3. 牛顿第三定律:作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在不同物体上。

二、运动学1. 位移、速度和加速度的定义及关系2. 直线运动和曲线运动的描述和分析3. 相对运动和相对运动问题的解决方法4. 圆周运动和角速度、角加速度的计算5. 瞬时速度和瞬时加速度的概念及计算方法三、动力学1. 动量和动量定理:动量的定义和计算方法,动量守恒定律的应用2. 动能和动能定理:动能的定义和计算方法,动能定理的应用3. 动力和动力定理:动力的定义和计算方法,动力定理的应用4. 质点受力分析:引力、弹力、摩擦力等力的计算和分析5. 动能、动量和功率的关系:能量守恒定律和功率的计算方法四、静力学1. 平衡条件和平衡方法:受力平衡条件的表述和计算方法2. 力的合成和分解:力的合成定理和力的分解定理的应用3. 各向同性和各向异性材料的力学性质4. 梁的静力学分析方法:简支梁、固支梁和悬臂梁的静力学分析方法五、轴系1. 轴系的分类和特点:一般轴系、滚动轴系和滑动轴系的特点和应用2. 轴系的受力分析:轴系受力平衡条件和计算方法3. 轴系的设计与选用:轴系的设计原则和选材方法4. 轴系的传动:轴系的传动原理和传动装置的种类及应用六、传动1. 传动的分类和特点:齿轮传动、带传动、链传动和齿条传动的特点和应用2. 传动的传递特性:传动的传递比、效率和传动比的计算方法3. 传动装置的设计与选用:传动装置的设计原则和选用方法4. 传动装置的振动和噪音控制:传动装置的振动和噪音控制原理和方法七、机构1. 机构的分类和特点:平面机构、空间机构、连杆机构和歧杆机构的特点和应用2. 机构的运动分析:机构的运动规律、运动轨迹和运动参数的计算方法3. 机构的静力学分析:机构的受力平衡条件和受力分析方法4. 机构的动力学分析:机构的运动学和动力学分析方法八、机器人1. 机器人的分类和特点:工业机器人、服务机器人和专用机器人的特点和应用2. 机器人的结构和工作原理:机器人的机械结构和工作原理3. 机器人的传感器和执行器:机器人的传感器和执行器的种类和应用4. 机器人的控制系统:机器人的控制系统和编程方法以上是机械原理的全部知识点总结,涵盖了牛顿定律、运动学、动力学、静力学、轴系、传动、机构和机器人等内容。

机械原理知识点总结详细

机械原理知识点总结详细

机械原理知识点总结详细第一章机械原理概述1.1 机械原理的定义机械原理是研究和应用机械运动规律的科学,它包括机械结构、机械运动、机械传动等内容,是机械设计与制造的基础。

1.2 机械原理的基本概念机械原理包括机械结构、机械运动和机械传动,机械结构是机械系统的组成部分,机械运动是机械系统的基本运动规律,机械传动是机械系统实现运动的手段。

1.3 机械原理的研究内容机械原理主要包括力学、运动学、动力学、材料力学、结构力学等内容,其中力学是机械原理的基础,它研究物体的静力学和动力学。

第二章机械结构2.1 机械结构的分类机械结构可以分为刚性结构和柔性结构两大类,刚性结构包括机架、轴系、连杆、机构等,柔性结构包括弹簧、轴承等。

2.2 机械结构的基本部件机械结构的基本部件包括轴、支承、齿轮、齿条、皮带、链条等,它们是机械系统的骨架,支撑和传动机械运动。

2.3 机械结构的设计原则机械结构的设计原则包括合理、简洁、坚固、耐用、易于维修等,设计过程中需考虑机械系统的工作环境和使用要求。

2.4 机械结构的材料选择机械结构的材料选择需考虑其力学性能、热处理性能、加工性能、耐磨性、耐腐蚀性等因素,常用的材料有钢、铝合金、黄铜等。

第三章机械运动3.1 旋转运动旋转运动是物体绕轴线旋转的运动,它有角度、角速度、角加速度等物理量,旋转运动的基本原理是牛顿第二定律。

3.2 直线运动直线运动是物体沿直线运动的运动,它有位移、速度、加速度等物理量,直线运动的基本原理是牛顿第一定律。

3.3 圆周运动圆周运动是物体绕圆周运动的运动,它有周期、频率、角速度等物理量,圆周运动的基本原理是向心力和离心力。

3.4 抛物线运动抛物线运动是物体在重力作用下进行的运动,它有初速度、抛射角度等物理量,抛物线运动的基本原理是牛顿的万有引力定律。

第四章机械传动4.1 齿轮传动齿轮传动是利用齿轮传递动力和运动的一种机械传动,它有直齿轮、斜齿轮、蜗杆、锥齿轮等类型,齿轮传动的基本原理是齿轮的啮合。

机械原理知识点

机械原理知识点

机械原理知识点一、1、组成机械系统的基本要素:机械零件和构件2、零件:机器中的制造单元.构件:机器中的独立运动单元.3、机构的组成要素:构件和运动副.4、机器定义:是执行机械运动的装置,可用来变换或传递能量、物料、信息.5、原动机:将其他形式能量变换为机械能的机器6、机器四个基本组成部分:动力部分.传动部分,控制部分.执行部分7、机构与机器的区别:①机构只是一个构件系统,而机器除构件系统之外,还包含电气液压等其他装置;②机构只用于传递运动和力,而机器除传递运动和力之外还应当具有变换或传递能量、物料、信息的功能8、运动副:这种使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接(联接).9、低副:两构件通过面接触组成的运动副。

10、高副:两构件通过点或线接触组成的运动副。

11、进行机构结构分析时,按什么步马骤和原则来拆分杆组?如何确质杆组的级别?选择不同的原动件对物机的级别有无影响?答:拆分杆组原则:①从远离原动件的构件开始拆杆组,②先拆二级杆组,若不成,再拆三级杆组,③直至全部杆组拆出,只剩下原动件和机架为止.杆组级别确定:把最高级别的基本杆组定为机构的级制.影响:若原动件选取不同,则会获得不同级别的机械12、."杆"组"有何特点?对机构分析和综合有何实际意义?答:基本杆组:不可再分的自由度为零的运动连意义:选取不同的基本杆组,可设计出满足不同要求的机构.第一章(1)平面具有确定运动的条件:①机构自由度必须大于零②机构原动件数目必须等于机构百由度数目(2)机构的组成要素:构件,运动副。

(3)自由度计算F=3n-2Pl-Phn:活动构件总数Pl:低副数Ph :高副数(4)复合较链:这种由3个或3个以上构件组成轴线重合的转动副。

(5)局部自由度(多余自由度):不影响整个机构运动关系的个别构件所具有的独立自由度。

(6)虚约束(消极约束):重复的约束对件构件间的相对运动不起独立限制作用的约束。

机械原理知识点归纳总结

机械原理知识点归纳总结

机械原理知识点归纳总结嘿,朋友们!咱今天来好好唠唠机械原理这一块儿的知识。

先来说说啥是机械。

你就想想家里的那些个电器,像洗衣机、冰箱啥的,它们能帮咱们干活,这背后可都藏着机械原理呢!机械原理里有个重要的概念叫机构。

这机构就好比一个团队,每个成员都有自己的职责和作用,相互配合才能把事情办好。

比如自行车的链条和齿轮,它们组成的就是一个机构,让咱们能轻松地骑着车到处跑。

还有机械中的运动副,这就像人与人之间的合作关系。

低副就像好朋友,贴得近,接触面积大,比如滑动轴承;高副呢,则像有点距离的合作伙伴,接触面积小但效率高,比如齿轮传动。

再讲讲机械传动,这就像是接力赛。

带传动就像跑得慢但耐力好的选手,能传递较大的动力,但精度不高;链传动呢,就像稳定发挥的运动员,传动比较准确,但噪声有点大;齿轮传动,那可是速度和精度的高手,不过制造和安装要求高。

机械中的连杆机构,就像是舞蹈队在表演。

四杆机构简单又实用,像个基础的舞蹈动作;而多杆机构就像是复杂的舞蹈编排,能实现更丰富的动作。

还有凸轮机构,这就像是个指挥家,能精准地控制从动件的运动规律。

机械的平衡也很重要啊!就像人走路要保持平衡,不然就得摔跤。

静平衡和动平衡,一个是静态的稳定,一个是动态的稳定,都得好好处理。

机械的效率和自锁,这可是关系到能不能“省力又省心”。

效率高,干活就轻松;自锁呢,能让机械在特定条件下保持不动,就像给机械上了把锁。

朋友们,机械原理是不是很有趣?它就像一个神奇的魔法世界,充满了各种奇妙的知识和规律。

只要咱们认真去学,去探索,就能掌握这个魔法,让机械为咱们更好地服务!所以啊,别觉得机械原理枯燥难懂,只要用心,咱们都能成为机械世界的高手!。

机械原理及设计知识点总结

机械原理及设计知识点总结

机械原理及设计知识点总结机械原理及设计是机械工程领域中非常重要的一部分,涉及到机械系统的设计、运行和维护。

本文将对机械原理及设计中的一些关键知识点进行总结。

一、力学基础知识1.力的概念:力是物体之间相互作用的效果,可以改变物体的运动状态。

2.牛顿第一定律:物体在没有外力作用下保持匀速直线运动或静止状态。

3.牛顿第二定律:物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体的质量成反比。

4.牛顿第三定律:任何两个物体之间作用力大小相等、方向相反。

二、机械原理知识点1.杠杆原理:杠杆是一种简单的机械装置,用于增加或改变力的方向。

2.滑轮原理:滑轮可以改变力的方向,使实际施力距离减少,从而达到减小力的效果。

3.齿轮原理:齿轮是一种用于传递和改变力的机械装置,常用于传动功率和转速。

4.曲柄连杆机构:曲柄连杆机构将旋转运动转化为直线运动,常用于发动机等机械系统。

5.传动链条:传动链条用于传递动力和运动,常见的有链条传动和带传动。

三、机械设计知识点1.设计流程:机械设计的流程包括需求分析、概念设计、详细设计、制造和测试等步骤。

2.工程图纸:工程图纸是机械设计的重要产物,包括三维图、二维图和装配图等。

3.材料选择:根据设计要求和使用环境选择适当的材料,如金属、塑料、复合材料等。

4.尺寸与公差:设计中需要合理选择零件的尺寸和公差,以确保装配和功能的准确性。

5.强度计算:机械设计中需要进行强度计算,以确保零件在正常工作条件下不会发生破坏。

6.热处理和表面处理:一些零件需要进行热处理和表面处理,以提高其性能和寿命。

四、机械原理及设计应用领域1.航空航天领域:在航空航天领域,机械原理及设计被广泛应用于飞行器的结构设计和系统控制。

2.汽车工业:在汽车工业中,机械原理及设计被用于发动机、传动系统、悬挂系统等的设计与优化。

3.机械制造:机械原理及设计在机械制造领域中扮演着重要的角色,用于机械零部件的设计和生产。

4.能源产业:机械原理及设计在能源产业中用于发电机组、输电线路和燃气管道等系统的设计与管理。

机械原理读书笔记

机械原理读书笔记

机械原理读书笔记标题:机械原理读书笔记正文:机械原理是机械工程的基础课程之一,主要涉及机械系统的组成、结构和运动学等方面。

在这本书中,我们将学习机械原理的基本概念、公式和理论,以及如何应用这些知识来设计和分析机械系统。

以下是一些关于机械原理的重要概念和理论:1. 机械原理概述:机械原理是指研究机械系统运动的基本原理和方法,包括机械力学、运动学、动力学等。

机械原理是机械工程的基础,可以帮助我们理解机械系统的工作原理和性能。

2. 机构设计:机构设计是指根据机械系统的功能和要求,设计出合适的机构结构和运动方式。

机构设计是机械原理中的一个重要分支,涉及到机构的组成、工作原理和优化等方面。

3. 齿轮传动:齿轮传动是指将机械能转化为电能或机械能的方式,包括蜗杆传动、链传动、带传动等。

齿轮传动是一种高效、可靠的传动方式,广泛应用于机械、电气等领域。

4. 轴承和摩擦力:轴承是一种用于支撑机械部件旋转并减少摩擦的装置。

摩擦力是机械系统中普遍存在的力,会影响机械系统的性能和稳定性。

5. 机械力学:机械力学是机械原理中的核心理论之一,涉及到机械系统的力和运动的关系。

机械力学可以帮助我们理解机械系统的结构和运动方式,以及如何优化机械系统的性能。

拓展:除了机械原理的基本概念和理论外,还有许多其他的机械工程领域的概念和技术,例如机械零件的材料和加工、机械系统的优化设计、机械工程测试和测量等。

这些概念和技术都是建立在机械原理的基础上的,因此学习机械原理可以帮助我们更好地理解和应用这些领域的概念和技术。

机械原理是机械工程的基础课程之一,可以帮助我们理解机械系统的工作原理和性能,并应用于机械、电气等领域。

机械原理知识点总结笔记

机械原理知识点总结笔记

机械原理知识点总结笔记
机械原理是一门研究机械运动、力学性能、传动原理及运动控制等方面的学科。

以下是机械原理的一些重要知识点总结笔记:
1. 运动学:研究物体的运动状态、位置、速度和加速度等因素的学科。

包括点运动、直线运动、曲线运动、旋转运动等。

2. 动力学:研究物体的运动引起的力和加速度之间的关系的学科。

包括牛顿定律、作用力和反作用力、动量守恒定律等。

3. 静力学:研究物体处于静止状态下的受力和平衡条件的学科。

包括力的合成与分解、力的平衡、力矩和力的偶等。

4. 机械传动原理:研究机械元件之间的传动关系和力的传递方式的学科。

包括齿轮传动、皮带传动、链条传动等。

5. 运动副:具有相对运动关系的机械元件之间的接触部分。

常见的运动副有转动副、滑动副、滚动副等。

6. 运动链:由多个运动副按照一定顺序连接而成的机械系统。

运动链可以用于实现机械传动、运动转换和力的放大等功能。

7. 齿轮传动:通过齿轮的啮合将动力传递给机械元件的一种传动方式。

齿轮传动具有传递效率高、传动比稳定等特点。

8. 皮带传动:通过套在轮壳上的皮带将动力传递给机械元件的一种传动方式。

皮带传动具有传动平稳、减震降噪等特点。

9. 运动平面:在运动学研究中,用来描述物体运动及其组成的几何形状的平面。

常见的运动平面包括竖直平面、水平平面、垂直平面等。

10. 运动轨迹:物体在运动过程中经过的轨迹。

运动轨迹可以是直线、曲线、圆形、椭圆形等形状。

以上是机械原理的一部分重要知识点总结笔记,希望对你的学习有所帮助。

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第一章第二章第九章平面机构的结构分析1.1 研究机构的目的目的:1、探讨机构运动的可能性及具有确定运动的条件2、对机构进行运动分析和动力分析3、正确绘制机构运动简图1.2 运动副、运动链和机构1、运动副:两构件直接接触形成的可动联接(参与接触而构成运动副的点、线、面称为运动副元素)低副:面接触的运动副(转动副、移动副),高副:点接触或线接触的运动副注:低副具有两个约束,高副具有一个约束2、自由度:构件具有的独立运动的数目(或确定构件位置的独立参变量的数目)3、运动链:两个以上的构件以运动副联接而成的系统。

其中闭链:每个构件至少包含两个运动副元素,因而够成封闭系统;开链:有的构件只包含一个运动副元素。

4、机构:若运动链中出现机架的构件。

机构包括原动件、从动件、机架。

1.3 平面机构运动简图1、机构运动简图:用简单的线条和规定的符号来代表构件和运动副并按一定的比例表示各运动副的相对位置。

机构示意图:不按精确比例绘制。

2、绘图步骤:判断运动副类型,确定位置;合理选择视图,定比例µl;绘图(机架、主动件、从动件)1.4 平面机构的自由度1、机构的自由度:机构中各活动构件相对于机架的所能有的独立运动的数目。

F=3n - 2p L - p H(n指机构中活动构件的数目,p L指机构中低副的数目,p H指机构中高副的数目)自由度、原动件数目与机构运动特性的关系:1):F≤0时,机构蜕化成刚性桁架,构件间不可能产生相对运动2):F > 0时,原动件数等于F时,机构具有确定的运动; 原动件数小于机构自由度时,机构运动不确定; 原动件数大于机构自由度,机构遭到破坏。

2、计算自由度时注意的情况1)复合铰链:m个构件汇成的复合铰链包含m-1个转动副(必须是转动副,不能多个构件汇交在一起就构成复合铰链,注意滑块和盘类构件齿轮容易漏掉,另外机架也是构件。

2) 局部自由度:指某些构件(如滚子)所产生的不影响整个机构运动的局部运动的自由度。

解决方法:将该构件焊成一体,再计算。

3)虚约束:指不起独立限制作用的约束。

注:计算时应将虚约束去掉。

虚约束作用:虽不影响机构的运动,但可以增加构件的刚性。

注:平面机构的常见虚约束:(1)不同构件上两点间的距离保持恒定,若在两点间加上一个构件和两个运动副;类似的,构件上某点的运动轨迹为一直线时,若在该点铰接一个滑块并使其导路与该直线重合,将引进一个虚约束。

(2)两构件构成多个移动副且其导路相互平行,这时只有一个移动副起约束作用,其余移动副都是虚约束。

(3)两构件构成多个移动副且其轴线相互重合,这时只有一个转动副起约束作用。

(4)完全对称的构件注:如果加工误差太大就会使虚约束变为实际约束。

1.5 平面机构的组成原理和结构分析1、高副低代:在平面机构中用低副(转动副或移动副)代替高副的方法。

条件要求:代替前后机构的自由度、瞬时速度、瞬时加速度必须相同方法:用两个转动副和一个构件代替一个高副,这两个转动副分别位于高副两轮廓接触点的曲率中心。

特例:(1)两轮廓之一为直线,因直线曲率中心位于无穷远则演化为移动副(2)若两轮廓之一为一点,因点的曲率半径为零,所以曲率中心与该点重合2、杆组:不能再拆的最简单的自由度为零的构件组。

由p L=3/2 n(n=2,4,6…p L=3,6,9…)3、杆组的级别:由杆组中包含的最高级别封闭多边形来确定的。

Ⅱ级杆组由两个构件和3个低副组成的(有五种不同的形式),Ⅲ级杆组由4个构件和6个低副组成的,把由机架和原动件组成的机构称为Ⅰ级杆组注:按照杆组的概念,任何机构都可看成用零自由度的杆组依次联接到原动件和机架上去的方法组成4、结构分析:1)先除去虚约束和局部自由度,并高副低代,用箭头标出原动件2)从远离原动件的处开始拆杆组(先试拆Ⅱ级杆,如不能,再拆Ⅲ级杆等) 3)接着在剩余的机构中重复(2)的步骤注:剩余机构不允许出现只属于一个构件的运动副和只有一个运动副的构件(原动件除外),因为前者将导入虚约束,而后者则产生局部自由度。

5、机构的级别:所拆的杆组的最高级别即为机构的级别。

注意:对于同一机构,取不同构件作为原动件时,可能拆分的结果不同,利用此性质可以变换机构级别,用低级机构代替高级机构。

6、增加自由度的方法:在适当位置添加一个构件和一个低副或用一个高副去代替一个低副。

7、含有齿轮副平面机构的自由度计算:齿轮中心被约束:计一个高副;齿轮中心未被约束:计一个低副。

例如:图(a)F=3×5-2×6-1×2=1图(b)F=3×5-2×7-1×0=18、高副低代如图:第二章平面机构的运动分析2.1 研究机构运动分析的目的和方法1、目的:确定构件的行程或机壳的轮廓;确定机械的工作条件;确定惯性力2、方法:①图解法:速度瞬心法、相对图解法②解析法③实验法2.2 速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用1、速度瞬心:两构件作相对运动时,其相对速度为零时的重合点称为速度瞬心,简称瞬心。

也就是两构件在该瞬时具有相同绝对速度的重合点。

绝对瞬心:两构件之一是静止构件;相对瞬心:两构件都运动注:两构件在任一瞬时的相对运动都可看成绕瞬心的相对运动。

2、机构瞬心的数目:N =K(K-1)/23、瞬心的求法:①定义法:(1)若两构件1、2以转动副相联接,则瞬心P12位于转动副的中心(2)若两构件1、2以移动副相联接,则瞬心P12位于垂直于导路线方向的无穷远处(3)若两构件1、2以高副相联接,若在接触点M处作纯滚动,则接触点M就是它们的瞬心;若在接触点M处有相对滑动,则瞬心位于过接触点M的公法线上②三心定理法:指作平面运动的三个构件共有三个瞬心,这三个瞬心必在一条直线上4、速度瞬心法在机构速度分析上的应用:①铰链四杆机构:注:两构件的角速度与其绝对速度瞬心至相对速度瞬心的距离成反比,在P34和P14②凸轮机构:③曲柄滑块机构:④滑动兼滚动接触的高副机构:w2/w3=P31P32/P21P32注:角速度与连心线被轮廓接触点公法线所分割的两线段长度成反比。

2.3用相对方程图解法求机构的速度和加速度1、同一构件上点间的速度和加速度的求法:(法向加速度与切向加速度矢量都用虚线表示)3413314131131331;PPPPvillPωμωμωω===341314131331PPPPi==∴ωω12113121P lv P Pωμ=⋅构件:12113121P lv P Pωμ=⋅构件:1222Pv v=构件:13141313PPvvlPμω⋅==注:(1)求E点速度时,必须通过E对C和E 对B的两个相对速度矢量方程式联立求解。

(2)速度影像和加速度影像只适用于同一构件上的各点,而不能应用于机构的不同构件上各点(3)对三级机构运动分析时,要借助特殊点(阿苏尔点)对机构的速度和加速度分析,阿苏尔点:任选两个两副构件,分别作该两构件的两个运动副中心连线,其交点就是特殊点(3个均取在三副构件上)2、组成移动副的两构件上重合点的速度和加速度:注意:(1)哥氏加速度方向是相对速度沿W的转动方向转90度(2)例1中使用了扩大构件法,尽可能选择运动已知或运动方向已知的点为重合点。

(3)所求的点的速度和加速度都只是在这一机构位置时满足要求的点。

(4)一个具有确定运动的机构,其速度图的形状与原动件的速度大小无关,即改变原动件的速度时,速度多边形不变,但加速度多边形无此特性。

(5)速度瞬心法只能求速度而不能求加速度。

(6)求构件上任一点的速度,可先求出运动副处点的速度,再用速度影像求该点速度,加速度同上。

(书:例题2-2)2.4 用解析法作机构的速度和加速度分析1、解析法:先建立机构的位置方程,然后将位置方程对时间求导得速度方程和加速度方程。

2、常用的解析法:矢量法,复数矢量法,矩阵法(前两种用于二级机构求解,可直接求出所需的运动参数或表达式;矩阵法适用于计算机求解;三级机构需用数值逼近的方法求解)2.5 运动线图1、运动线图:指一系列位置的位移、速度、和加速度或角位移、角速度和角加速度对时间或原动件转角列成的表或画成的图。

注:(1)已知位移线图,可用计算机进行数字微分或图解微分直接作出相应的速度和加速度线图(2)已知加速度线图,可用数字积分或图解积分直接得出相应的速度和位移线图第三章平面连杆机构及其设计3.1 平面连杆机构的特点及其设计的基本问题1.平面连杆机构特点:优点:1)各构件以低副相连,压强小,易于润滑,磨损小;2)能由本身几何形状保持接触; 3)制造方便,精度高;4)构件运动形式的多样性,实现多种多样的运动轨迹。

缺点:1)机构复杂,传动积累误差较大(只能近似实现给定的运动规律;2)设计计算比较复杂;3)作复杂运动和往复运动的构件的惯性力难以平衡,常用于速度较低的场合。

2.三类基本问题:1. 实现构件的给定位置(亦称实现刚体导引) 2.实现已知的运动规律3.实现已知的运动轨迹3. 运动设计的方法:1.图解法;2.解析法;3.图谱法;4.实验模型法 3.2 平面四杆机构的基本型式及其演化 1. 铰链四杆机构:所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构,其它型式的平面四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而成的。

构成:机架,连架杆(曲柄、摇杆)、连杆;组成转动副的两构件能作整周相对转动该转动副称为整转副,否则为摆动副。

按照两连架杆的运动形式的不同,可将铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种类型。

注:(1)曲柄所联接的两个转动副均为整转副,而摇杆所联接的两个转动副均为摆动副。

(2)倒置机构:通过转换机架而得的机构。

依据是机构中任意两构件间的相对运动关系不因其中哪个构件是固定件而改变。

2. 转动副转化成移动副的演化3.偏心轮机构: 若将转动副B 的半径扩大到比曲柄AB 的长度还要大,则曲柄滑块机构转化为偏心轮机构。

(扩大转动副)注:在含曲柄的机构中,若曲柄的长度很短,在柄状曲柄两端装设两个转动副存在结构设计方面的问题,故常常设计成偏心轮机构。

4、取不同构件作机架:5.各种不同的平面四杆机构都是通过“改换机架、转动副转化为移动副及改变移动副结构等演化而成的。

3.3 平面四杆机构的主要工作特性1.杆长之和条件:最短杆与最长杆长度之和小于等于其它两杆的长度之和。

2.转动副为整转副的充分必要条件:组成该转动副的两个构件中必有一个为最短杆,且四个构件的长度满足杆长之和条件。

3. 四杆铰链运动链成为曲柄摇杆机构的条件: 特例:若两个构件长度相等且均为最短时:(1)若另外两个构件长度不等,则不存在整转副 (2)若另两个构件长度相等,则当两最短构件相时有三个整转副,相对时有四个整转副。

注:成为曲柄滑块机构的条件为:b e a ≤+(其中e 偏心距离)4. 行程速度变化系数:K=从动件快行程平均速度/从动件慢行程平均速度 (K 大于等于1) 极位夹角θ:当摇杆处于两极限位置时,对应的曲柄位置线所夹的角。

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