孙桓《机械原理》【教材精讲+考研真题解析】(第十二章其他常用机构)【圣才出品】
机械原理考研孙桓《机械原理》考研真题与考点复习
机械原理考研孙桓《机械原理》配套考研真题与考点复习第一部分考研真题精选一、选择题1有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两个铰链的运动构件将它们串连成一个平面组合机构，该组合机构的自由度等于（）。
[浙江工业大学2011年研]A．0B．1C．2D．3【答案】B查看答案【解析】计算过程：由于有两个平面机构的自由度都等于1，得由于加入一个构件连接，则故2图1所示机构中存在（）。
[武汉科技大学2007年研]图1A．复合铰链B．局部自由度C．虚约束D．前三者均无【答案】C查看答案【解析】机构中，如果用转动副连接的是两构件上运动轨迹相重合的点，则该连接将带入1个虚约束。
如在图1所示的椭圆机构中，∠CAD＝90°，，构件CD线上各点的运动轨迹均为椭圆。
该机构中转动副C所连接两点的轨迹就是重合的，均沿AC所在的轴做直线运动，故将带入1个虚约束。
3构件系统的自由度大于其原动件数时，该构件系统（）。
[南京航空航天大学2010年研；重庆大学2005年研]A．不能运动B．具有确定的相对运动C．没有确定的相对运动【答案】C查看答案【解析】机构自由度大于零，且当机构原动件数目等于自由度时，机构具有确定运动；当机构原动件数目大于自由度时，会造成机构中最薄弱环节的损坏；当机构原动件数目小于自由度时，机构具有不确定运动。
4下列4个构件系统中，（）不是杆组，而是两个杆组的组合。
[浙江工业大学2011年研]【答案】A查看答案【解析】A项可继续拆分为如图2所示的两个基本杆组。
图25在带传动中，三角胶带作用于从动带轮上的摩擦力属于（）。
[浙江工业大学2011年研]A．惯性力B．有害阻力C．生产阻力D．驱动力【答案】D查看答案【解析】带传动是依靠带与带轮间的摩擦力来传递运动的，故三角胶带作用于从动带轮上的摩擦力会带动从动轮转动，因而是驱动力。
6如果作用在径向轴颈上的外力加大，那么轴颈上摩擦圆（）。
[武汉科技大学2007年研]A．变大B．变小C．不变D．变大或不变【答案】C查看答案【解析】摩擦圆半径：，其中，为当量摩擦系数，r为轴径。
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。
孙桓《机械原理》(第8版)课后习题-第一章至第七章(上册)【圣才出品】
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b．还可分为平面运动副和空间运动副。
2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征? 答：（1）机构运动简图的用处： 通过对机构的组成和运动传递情况的表示，使得了解机械的组成和对机械进行运动和动 力分析变得十分简便。 （2）机构运动简图能表示出原机构组成构件和组成形式的特征。
图 2-1 送料机构
2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项?
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答：在计算平面机构的自由度时，应注意的事项： （1）正确计算运动副的数目。 ①两个以上构件同在一处以转动副相连接的复合铰链，m 个构件组成的复合铰链有（m －1）个转动副； ②以下情况只算一个运动副： a． 两构件在多处接触而构成转动副，且转动轴线重合； b． 两构件在多处接触而构成移动副，且移动方向彼此平行； c． 两构件构成为平面高副，且各接触点处的公法线彼此重合。 ③若两构件在多处相接触而构成平面高副，而在各接触点处的公法线方向彼此不重合， 则构成了一个复合高副，相当于一个低副。 （2）要除去局部自由度。 （3）要除去虚约束。
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2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置（或其他装置），试画出其机 构运动简图，并计算其自由度。1）折叠桌或折叠椅；2）酒瓶软木塞开盖器；3）衣柜上的 弹簧合页；4）可调臂台灯机构；5）剥线钳；6）磁带式录放音机功能键操纵机构；7）洗 衣机定时器机构；8）轿车挡风玻璃雨刷机构；9）公共汽车自动开闭门机构；10）挖掘机 机械臂机构；……
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孙恒《机械原理》(第八版)复习笔记及课后习题(含考研真题)详解-第12~14章【圣才出品】
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表 12-1-4 普通槽轮机构的运劢系数及运劢特性
3．槽轮机构的几何尺寸计算 在机械中最常用的是径向槽均匀分布的外槽轮机构，对亍这种机构，其设计计算步骤大 致如下： （1）根据工作要求确定槽轮的槽数 z 和主劢拨盘的囿销数 n； （2）挄叐力情况和实际机械所允许的安装空间尺寸，确定中心距 L 和囿销半径 r； （3）最后挄图 12-1-4 所示的几何关系求出其他尺寸，即
解：牛头刨床送迚机构的运劢简图如图 12-2-1 所示，牛头刨床的横向迚给是通过齿轮 1、2，曲柄摇杆机构 2、3、4，棘轮机构 4、5、7 杢使不棘轮固连的丝杠 6 作间歇轩劢， 从而使牛头刨床工作台实现横向间接迚给。通过改发曲柄长度 O2 A 的大小可以改发迚给的 大小。当棘爪 7 处亍图示状态时，棘轮 5 沿逆时针方向作间歇迚给运劢。若将棘爪 7 拔出 绕自身轴线轩 180°后再放下，由亍棘爪工作面的改发，棘轮将改为沿顺时针方向间接迚给。
三、凸轮式间歇运劢机构 1．凸轮式间歇运劢机构的组成和特点（见表 12-1-5）
表 12-1-5 凸轮式间歇运劢机构的组成及特点
2．凸轮式间歇运劢机构的类型及应用（见表 12-1-6） 表 12-1-6 凸轮式间歇运劢机构的类型及应用
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12-1 棘轮机构除常用杢实现间歇运劢的功能外，还常用杢实现什么功能？ 答：棘轮机构除了常用的间歇运劢功能外，还能实现制劢、迚给、轩位、分度、超越运 劢等功能。
12-2 某牛头刨床送迚丝杠的导程为 6mm，要求设计一棘轮机构，使每次送迚量可在 0.2～1.2mm 乊间作有级调整（共 6 级）。设棘轮机构的棘爪由一曲柄摇杆机构的摇杆杢推 劢，试绘出机构运劢简图，并作必要的计算和说明。
孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解-第一章至第三章【圣才出品】
第1章绪论1.1复习笔记一、本课程研究的对象及内容1．本课程研究的对象本课程研究的对象是机械，机械是机器和机构的总称。
（1）机构是用来传递与变换运动和力的可动装置。
（2）机器是根据某种使用要求而设计的用来变换或传递能量、物料和信息的执行机械运动的装置，机器都是由各种机构组合而成的。
2．本书研究的内容本书研究的内容是有关机械的基本理论问题，具体包括以下几个方面：（1）机构结构分析的基本知识；（2）机构的运动分析；（3）机器动力学；（4）常用机构的分析与设计；（5）机械系统的方案设计。
二、学习机械原理课程的目的（1）机械工业是国家综合国力发展的基石，本课程是机械类专业的重要基础课程而且本课程的内容是有关机械的基础知识。
（2）为了创造出满足人们需求的新产品，需要创造型人才，而机械原理课程在培养机械方面的创造型人才中将起到不可或缺的重要作用。
三、如何进行机械原理课程的学习（1）搞清基本概念，理解基本原理，掌握机构分析和综合的基本方法。
（2）明确机械原理课程中对机械的研究的两大内容：①研究各种机构和机器所具有的一般共性问题；②研究各种机器中常用的一些机构的性能及其设计方法，以及机械系统方案设计的问题。
（3）培养自己运用所学的基本理论和方法去发现、分析和解决工程实际问题的能力，着重培养自己的创新精神和能力。
（4）坚持科学严谨的工作作风，认真负责的工作态度，讲求实效的工程观点。
四、机械原理学科发展现状简介现代机械的发展日新月异，对机械提出的要求越来越苛刻。
为适应生产发展的需要，当前在各类型机构和机械驱动方面的研究上取得了很大的进展。
在机械的分析和综合中日益广泛地应用了计算机并加强了对机械的实验研究。
总之，作为机械原理学科，其研究领域十分广阔，内涵非常丰富。
1.2课后习题详解本章无课后习题。
1.3名校考研真题详解本章内容只是对整个课程的一个总体介绍，基本上没有学校的考研试题涉及到本章内容，读者简单了解即可，不必作为复习重点，所以本部分也就没有选用考研真题。
机械原理(PDF)孙桓 复习笔记chapter12
第12章 其它常用机构其它常用机构其它常用机构§12—1 1 棘轮机构棘轮机构棘轮机构一．棘轮机构的组成及其工作特点棘轮机构的组成及其工作特点1．组 成：摇杆1，棘爪2，棘轮3，制动爪4，弹簧5，机架。
2．工作原理：1朝一方向摆动时，2插入棘轮齿槽，推动3转一角度。
1反向摆动时，2滑过3的齿背，4阻止3反转，3静止。
优： 1）结构简单，运动可靠。
2）棘轮转角可调。
3）棘轮运动具有超越性（棘轮转得比主动件快时，其运动不受限制的特性）。
缺： 冲击、噪音大，运动平稳性差、精度低4．应用：较广泛（主要用于低载低速低要求处）类型棘轮机构的类型二．棘轮机构的类型1、单向式：棘轮只能朝一个方向转动（P.238. 图12-2）2、双向式：棘轮可朝正反二个方向转动（P.238. 图12-3）3、双动式：摇杆往复摆动时都驱动棘轮转动（P.238. 图12-4a）4、单动式：摇杆朝一个方向摆动时棘轮转动，摇杆朝另一个方向摆动时棘轮静止（P.238. 图12-4b）5、摩擦式：棘爪通过摩擦驱动棘轮转动（P.239. 图12-8、图12-9）。
三．棘轮机构的设计要点棘轮机构的设计要点1．棘爪的啮入条件：设：棘爪2与棘轮3在齿顶A接触时，3对2的正压力为F n、摩擦力为F f。
则：为使2能顺利滑入3的齿槽，F n与F f =fF n的径向分力应：F n sinα＞F f cosα= fF n cosα即应： tgα＞f = tgφ也即： α＞φ （φ一棘爪2与棘轮3之间的摩擦角） 2．棘爪轴心O′的位置：O′的位置应使爪与轮在齿顶A 接触时，O′A ⊥OA ，因为这样棘爪的受力最小。
3．α的大小： 通常取α= 20°∵ f = 0.2时 φ= tg -1f = 11°30′ ∴ α= 20°总能满足棘爪的啮入条件§12—2 2 槽轮机构槽轮机构槽轮机构：：一．槽轮机构的组成及工作特点槽轮机构的组成及工作特点1．组 成：带圆销的主动拨盘1，从动槽轮2，机架 2．工作原理：拨盘连续转动，当圆销未进入径向槽时，槽轮上的内凹圆弧nn 被拨盘上的外凸圆弧mm′m 锁住，槽轮静止；当圆销于A 进入径向槽到于B 退出径向槽时，nn 被松开，槽轮在圆销驱动下转过2φ2。
机械原理考研孙桓《机械原理》配套考研真题库
机械原理考研孙桓《机械原理》配套考研真题库第一部分考研真题精选一、选择题1双曲柄机构中，（）是曲柄。
[南京航空航天大学2010年研]A．最短杆B．最长杆C．最短杆的邻边【答案】C查看答案【解析】在满足杆长条件的四杆机构中，当最短杆为机架时，则为双曲柄机构，因此双曲柄机构中，最短杆为机架，两连架杆为曲柄。
2有急回运动特性的平面连杆机构的行程速比系数（）。
[同济大学2008年研]A．K＝1B．K＞1C．K≤1D．K＜1【答案】B查看答案【解析】有急回运动特性的机构，其从动件在回程中的运动速度v2大于行程中的速度v1，有行程速比系数K＝v2/v1＞1。
3若以曲柄为原动件，当曲柄摇杆机构的原动件位于（）时，机构的传动角最小？[同济大学2008年研；武汉科技大学2009年研]A．曲柄与连杆共线的两个位置之一B．曲柄与机架共线的两个位置之一C．曲柄与机架相垂直的位置D．摇杆与机架相垂直，对应的曲柄位置【答案】B查看答案【解析】根据曲柄摇杆机构的运动规律，机构的最小传动角出现在主动曲柄与机架共线的两位置之一。
4与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是（）。
[南京航空航天大学2010年研]A．可以实现各种预期的运动规律B．便于润滑C．制造方便，易于获得较高的运动精度【答案】A查看答案【解析】只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使从动件得到各种预期的运动规律。
5由于从动件结构的特点，（）从动件的凸轮机构只适用于速度较低和传力不大的场合。
[湖南大学2007年研]A．滚子C．平底D．尖顶【答案】D查看答案【解析】尖顶从动件凸轮，从动件和主动件接触面积小，故其推杆易磨损，因此，只适用于速度较低和传力不大的场合。
6相同的轮廓曲线和偏距，正偏置比负偏置的凸轮机构（）。
[同济大学2008年研]A．升程时压力角小B．回程时压力角小C．基圆半径小D．易产生刚性冲击【答案】A查看答案【解析】根据凸轮机构推程压力角α解析表达式其中，偏距e为代数值，对于正偏置凸轮机构取正号，负偏置则取负号。
机械原理第八版(孙桓)试卷及答案-广东海洋大学
广东海洋大学2014——2015学年第二学期《 机械原理 》课程试题课程号：□√ 考试□√ A 卷□√ 闭卷□ 考查□ B 卷□ 开卷一、单项选择题（2分×8题＝16分）1．滚子从动件凸轮机构的滚子半径应 B 凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。
A 、大于B 、小于C 、等于2．斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在 B 上,计算几何尺寸需按 A参数进行计算. A 、端面 B 、法面 C 、中间平面3．一对渐开线直齿圆柱齿轮的连续运动条件是 D .A 、理论啮合线长度大于齿距B 、理论啮合线长度大于基圆齿距C 、啮合弧长度大于基圆齿距D 、实际啮合线长度大于基圆齿距4．标准齿轮限制最少齿数的原因是 C 。
A 、避免尺寸过大B 、避免加工困难C 、避免发生根切D 、避免强度不足 5．在由若干机器串联构成的机组中，若这些机器的效率均不相同，其中最高效率和最低效率分别为ηmax 和ηmin ，则机组的总效率η必有如下关系： A 。
A 、η＜ηminB 、η＞ηmaxC 、ηmin ≤η≤ηmaxD 、ηmin ＜η＜ηmax 。
7．曲柄滑块机构利用 D 可演化为偏心轮机构。
A 、机架变换B 、改变构件相对长度C 、移动副取代回转副D 、扩大回转副 8．齿顶圆压力角αa 。
A 、小于B 、等于C 、大于D 、不能确定其大小9.渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性是指___A___不受中心距变化的影响。
班级：姓名：学号：试题共 6页加白纸1张密封线GDOU-B-11-302A传动比B啮合角C节圆半径10.反行程自锁机构,行程效率η1 C 反行程效率η2 DA、η＜0B、等于η＞0C、0＜η＜1D、η≤0因为反行程效率是≤0的，而正行程的是恒大于零的！(记住具有自锁性质的机构指的是反行程自锁！二、填空题（6、7、8题每空2分，其余每空1分，共22分）1．速度和加速度影响原理只适合于构件的速度和加速度的求解问题。
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采用作图法求解共轭曲线，步骤如下：
图 10-1-2 共轭曲线求法 ①依据传动比 i12 和中心距 O1O2 画出两齿轮的节圆 S1 和 S2，切点为 P； ②在齿廓 K1 上取一系列点 A1、B1、C1、…，过这些点分别作齿廓 K1 的法线，与节圆 S1 交于点 a1、b1、c1、…； ③按弧长相等在节圆 S2 求得相应点 a2、b2、c2、…；
如图 10-1-1 所示为一对相互啮合传动的齿轮。两轮轮齿的齿廓 C1、C2 在某一点 K 接 触，设两齿廓上 K 点处的线速度分别为 vK1、vK2。
图 10-1-1 齿廓啮合基本定律 ①传动比的表达式 两轮的传动比为
i12 1 / 2 O2P / O1P
④分别以点 a2、b2、c2、…为圆心，以 A1a1 、 B1b1 、 C1c1 、…为半径作圆弧，这些圆
弧族的包络线 A2B2C2 即为齿轮 2 的齿廓曲线 K2。
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4．共轭齿廓的选择
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（1）曲线的选择条件
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角 θK 称为渐开线上 K 点的展角。
图 10-1-3 渐开线的形成
（2）渐开线的特性
①发生线上 BK 线段长度等于基圆上被滚过的弧长 AB ，即
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2-11.图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），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案（要求用机构示意图表示出来）。
解⑴分析：绘制机构运动简图沿着运动传递的路线，根据各个活动构件参与构成运动副的情况（两构件组成的运动副的类型，取决于两构件之间的相对运动关系），确定表示各个构件的符号，再将各个构件符号连接起来，就得到机构运动简图（或机构示意图）。
构件2：与机架5构成转动副A；与构件3构成凸轮高副。
所以构件2的符号为图a)。
构件3：与构件2构成凸轮高副；与机架5构成转动副；与机架4构成转动副。
所以构件3的符号为图b)。
构件4：与机架3构成转动副；与机架5构成移动副。
所以构件4的符号为图c)或图d)。
将这些构件符号依次连接起来，就得到机构运动简图，如题2-11答图a)或b)所示。
机构运动简图，如题2-11答图a)或b)所示。
⑵分析：是否能实现设计意图在机构的结构分析中判断该方案否能实现设计意图，应该从以下两点考虑：①机构自由度是否大于零；②机构原动件的数目是否等于机构自由度的数目。
因此，必须计算该机构的自由度F=3n-(2p L+p H)=3×3-(2×4+1)=0。
因为机构的自由度为F=3n-(2p L+p H)=3×3-(2×4+1)=0可知，该机构不能运动，不能实现设计意图。
⑶分析修改方案因为原动件的数目为1，所以修改的思路为：将机构的自由度由0变为1。
因此，修改方案应有2种。
方案1：给机构增加1个构件（增加3个独立运动）和1个低副（增加2个约束），使机构自由度增加1，即由0变为1。
如题2-11答图c)、d)、e)所示。
方案2：将机构中的1个低副（2个约束）替换为1个高副（1个约束），使机构中的约束数减少1个，从而使机构自由度增加1，即由0变为1。
孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解(凸轮机构及其设计)【圣才出品】
第9章凸轮机构及其设计9.1 复习笔记一、凸轮机构的应用及分类1．凸轮机构的应用（1）相关概念①凸轮a．定义凸轮是指一个具有曲线轮廓或凹槽的构件；b．运动形式凸轮通常为主动件作等速转动，也有作往复摆动或移动的。
②推杆被凸轮直接推动的构件称为推杆，常为从动件。
③反凸轮机构凸轮为从动件而以推杆为主动件的机构称为反凸轮机构。
（2）凸轮机构的特点①优点a．适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就能使推杆得到各种预期的运动规律；b．响应快速，机构简单紧凑。
②缺点a．凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损；b．凸轮制造较困难。
（3）凸轮机构的应用发展①提出了许多适于在高速条件下采用的推杆运动规律以及一些新型凸轮机构；②凸轮机构的计算机辅助设计和制造、反求设计已获得普遍地应用，提高了设计和加工的速度及质量。
2．凸轮机构的分类（1）按凸轮的形状分①盘形凸轮a．具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转；b．作往复直线移动的盘形凸轮，称为移动凸轮。
②圆柱凸轮a．在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件；b．是一种空间凸轮机构，可认为是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。
（2）按推杆的形状分①尖顶推杆a．构造最简单，易磨损；b．只适用于作用力不大和速度较低的场合。
②滚子推杆a．磨损较小，可用来传递较大的动力；b．滚子常采用特制结构的球轴承或滚子轴承。
③平底推杆a．凸轮与平底的接触面间易形成油膜，润滑较好；b．常用于高速传动中。
（3）按推杆的运动形式分①作往复直线运动的直动推杆若轴线通过凸轮的回转轴心，则称为对心直动推杆，否则称为偏置直动推杆。
②作往复摆动的摆动推杆（4）根据凸轮与推杆保持接触的方法不同分①力封闭凸轮机构利用推杆的重力、弹簧力来使推杆与凸轮保持接触；②几何封闭的凸轮机构利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆保持接触。
二、推杆的运动规律1．研究推杆运动的意义（1）根据工作要求选定合适的凸轮机构的形式、推杆的运动规律和有关的基本尺寸；（2）根据选定的推杆运动规律设计凸轮的轮廓曲线；（3）推杆运动的选择，关系到凸轮机构的工作质量。
孙恒《机械原理》(第八版)复习笔记及课后习题(含考研真题)详解-第1~3章【圣才出品】
1.2 课后习题详解 本章无课后习题。
1.3 名校考研真题详解 本章内容只是对整个课程的一个总体介绍，没有涉及到本章内容的考研试题，读者简单 了解即可。
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第 2 章 机构的结构分析
2.1 复习笔记 本章作为重要的基础章节乊一，主要介绍了机构的组成和分类、机构具有确定运劢的条 件和自由度的计算、机构的组成原理和结构分析等内容。学习时需要重点掌插机构自由度的 计算和组成原理等内容，主要以分析计算题的形式考查。除此乊外，机构的组成、分类、具 有确定运劢的条件等内容，常以选择题、填穸题和判断题的形式考查，复习时需要把插其具 体内容，重点记忆。 一、机构的组成及分类 1．机构的组成 （1）构件、运劢副和自由度（见表 2-1-1）
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第 1 章 绪论
1.1 复习笔记
本章作为《机械原理》的开篇章节，简单介绍了本书的研究对象及内容、学习目的和学 科的収展现状。本章无重难点知识，只需了解即可。
研究对象及内容（见表 1-1-1） 表 1-1-1 研究对象及内容
四、平面机构自由度的计算 1．平面机构的特点 （1）在平面机构中每个自由构件具有三个自由度。 （2）每个平面低副提供两个约束、一个自由度，每个平面高副提供一个约束、两个自 由度。 2．平面机构自由度的计算方法 设平面机构中除机架外共有 n 个活劢构件，pl 个低副和 ph 个高副，则此平面机构的自 由度为 F＝3n－（2p1＋ph）。 五、计算平面机构自由度时应注意的事项（见表 2-1-7）
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孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解-第十一章至第十四章【圣才出品】
第11章齿轮系及其设计11.1复习笔记一、齿轮系及其分类1．定义由一系列的齿轮所组成的齿轮传动系统称为齿轮系，简称轮系。
2．分类根据轮系运转时各个齿轮的轴线相对于机架的位置是否固定，将轮系分为三大类：（1）定轴轮系运转时各个齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的轮系称为定轴轮系。
（2）周转轮系①定义如图11-1-1所示，运转时至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕着其他齿轮的固定轴线回转的轮系称为周转轮系。
图11-1-1周转轮系②基本构件在周转轮系中，一般都以太阳轮和行星架作为输入和输出构件，称为周转轮系的基本构件。
a．太阳轮轮系中绕固定轴回转的齿轮称为太阳轮。
如图11-1-1中齿轮l和内齿轮3都围绕着固定轴线OO回转，则齿轮1和内齿轮3为太阳轮；b．行星轮不仅绕自身轴线作自转，还随着行星架一起绕固定轴线做公转的齿轮称为行星轮。
如图11-1-1中齿轮2，其中构件H为行星架，又称转臂或系杆。
③分类a．根据其自由度的数目分类第一，差动轮系自由度为2的周转轮系称为差动轮系；第二，行星轮系自由度为1的周转轮系称为行星轮系。
b．根据基本构件的不同分类若轮系中的太阳轮以K表示，行星架以H表示，则如图11-1-1所示的轮系称为2K-H 型周转轮系。
（3）复合轮系既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或者是由几部分周转轮系组成的轮系称为复合轮系。
二、定轴轮系的传动比1．轮系传动比的定义轮系的传动比是指轮系中首、末两构件的角速度之比。
2．传动比计算（1）定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积；（2）传动比又等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比，即：定轴轮系的传动比＝所有从动轮齿数的连乘积/所有主动轮齿数的连乘积3．首、末轮转向关系的确定（1）转向的确定①齿轮的转向可用箭头表示，箭头方向表示齿轮可见侧的圆周速度的方向；②标志一对啮合传动的齿轮转向的箭头为同时指向节点或同时背离节点；③当首、末两轮的轴线彼此平行时，两轮的转向不是相同就是相反；当两者的转向相同时，规定其传动比为“＋”，反之为“－”；④若首、末两轮的轴线不平行，其间的转向关系只能在图上用箭头来表示。
孙桓《机械原理》(第7版)【教材精讲+考研真题解析】讲义与视
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机械原理第十二章课后答案
第12章其他常用机构12-1棘轮机构除常用来实现间歇运动的功能外，还常用来实现什么功能？答：棘轮机构除了常用的间歇运动功能外，还能实现制动、进给、转位、分度、趙越运动等功能。
12-2某牛头刨床送进丝杠的导程为6mm,要求设计一棘轮机构，使每次送进呈可在0.2〜之间作有 级调整(共6级)。
设棘轮机构的棘爪由一曲柄摇杆机构的摇杆来推动，试绘出机构运动简图，并作必姜的计算 和说明。
解：牛头刨床送进机构的运动简图如图12-1所示，牛头刨床的横向进给是通过齿轮1、2,曲衲摇杆机构2、 3、4,練轮机构4、5、7来使与棘轮固连的丝杠6作间歇转动，从而使牛头刨床工作台实现横向间接进给。
通过 改变曲柄长度刃的大小可以改变进给的大小。
当棘爪7处于图示状态时，棘轮5沿逆时针方向作间歇进给运 动。
若将棘爪7拔出绕自身轴线转180°后再放下•由于棘爪工作面的改变.棘轮将改为沿顺时针方向间接进给。
G=^X360° = 12°O棘轮的齿数为360° 360° “0 12°设牛头刨床横向进给的初始位置如图12-1 (a)所示，则曲柄摇杆机构0。
2皿的极限位置为初始位置左右 转0/2,其中0为摇杆的摆角，极限位置如图12-1 (b)所示。
半-次进给量为0.2mm 时，帀为虽短，即得棘轮最小转角.2久 2穴 rac0 =〒仏二石".2 = 72。
每次送进量的调整方法：① 采用隐蔽棘轮罩来实现送进駅的调格：② 通过改变棘爪摆角來实现送进就的调整。
当一次进给虽为\.2tnm 时 即得棘轮最人转角当进给最为0.2/n/n 时，棘轮每次转过的角度为=—x0.2 = 6图(a)中所示，三个楝爪尖在練轮齿圈上的位置相互磅个齿風图(b)中所示，三个棘爪尖在練轮齿圈上的位買相互差I个齿距。
(a) (b)图12-212-4当电钟电压不足时，为什么步进式电钟的秒针只在原地震荡，而不能作整周回转？答：如图12-3所示为用于电钟的棘轮机构。
机械原理（第七版）孙桓主编第12章
八、其他常用机构1.将连续回转运动转换为单向间歇转动的机构有、、。
2.当原动件作等速转动时，为了使从动件获得间歇的转动，则可以采用机构。
(写出三种机构名称。
)3.欲将一匀速回转运动转变成单向间歇回转运动，采用的机构有、、等，其中间歇时间可调的机构是机构。
4.齿式棘轮机构制动爪的作用是。
5.径向槽均布的槽轮机构槽轮的最少槽数为。
6.槽数z=4的外啮合槽轮机构，主动销数最多应为。
7.不完全齿轮机构在运动过程中传动比是，而槽轮机构在运动过程中传动比则是。
8.单万向联轴节的转动不均匀系数随两轴夹角β的增大而。
9.传动两相交轴间的运动而又要求两轴间夹角经常变化时可以采用机构。
10.能实现间歇运动的机构有、、。
11.在棘轮机构中，为使棘爪能自动啮紧棘轮齿根不滑脱的条件是。
12.在齿式棘轮机构中，棘轮的模数m是与之比；槽轮的运动系数k是指在主动拨盘的内，时间t与时间t之比。
13.图示棘轮机构棘爪自动啮入的条件是。
14.四槽单销的外槽轮机构的运动系数为。
15.轮齿式棘轮机构的转角可以调整。
(A)有级；(B)无级16.在单销四槽的外槽轮机构中，槽轮转动的时间与静止的时间之比为。
17.有一外槽轮机构，已知槽轮的槽数z=4，转臂上装有一个圆销，则该槽轮机构的运动系k，静止系数k=。
数18.径向槽均布的外槽轮机构，其径向槽数最少数为，利用槽轮上的作为槽轮机构中的定位装置，齿式棘轮机构棘齿齿面的偏角φ应棘爪与棘齿间的摩擦角。
19.槽轮机构是由、、组成的。
对于原动件转一周槽轮只运动一次的单销外槽轮机构来说，槽轮的槽数应不小于；机构的运动特性系数总小于。
20.主动盘单圆销、径向槽均布的槽轮机构中，槽轮的最少槽数为个，槽数愈多柔性冲击将；在一个运动周期中，其时间与之比称为槽轮机构的运动特性系数k。
21.用单万向节传递相交轴之间的运动时，其瞬时角速比，平均角速比。
22.双万向节传递相交轴之间的运动，在满足下列条件时其主、从动轴角速比为1：193(1)；(2)。
孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解(连杆机构及其设计)【圣才出品】
第 8 章 连杆机构及其设计
8.1 复习笔记
一、连杆机构及其传动特点 1．连杆机构 （1）共有特性 连杆机构的原动件在运动时要经过一个不与机架直接相连的称为连杆的中间构件，才能 传动从动件。 （2）传动特点 ①运动副一般为低副 a．运动副元素为面接触，压强较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造容易； b．连杆机构中的低副一般是几何封闭，对保证工作的可靠性有利。 ②可改变从动件运动规律 在原动件的运动规律不变的条件下，可以通过改变各构件的相对长度来使从动件得到不 同的运动规律。 ③连杆曲线形式多样 a．连杆上各点轨迹的形状随着各构件相对长度的改变而改变； b．根据连杆曲线的形式多样，可用来满足一些特定工作的需要。 （3）应用
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a．以曲柄为原动件
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可将曲柄的连续运动转变为摇杆的往复摆动。
b．以摇杆为原动件
可将摇杆的摆动转变为曲柄的整周转动。
（3）双曲柄机构
①定义
如图 8-1-1（b）所示，若铰链四杆机构中的两个连架杆均为曲柄，则该机构称为双曲
图 8-1-1（c） （5）等腰梯形机构 在双摇杆机构中，若两摇杆长度相等并最短，则构成等腰梯形机构。
2．平面四杆机构的演化形式 （1）改变构件的形状和运动尺寸 ①曲柄摇杆机构中，将摇杆做成滑块形式，并将摇杆长度增至无穷大，则演化成为曲柄 滑块机构。 ②曲柄滑块机构还可进一步演化为双滑块四杆机构。 ③移动副可当做回转中心在移动副导轨垂线方向无穷远处的转动副。
柄机构。
图 8-1-1（b） ②运动形式 双曲柄机构中，当主动曲柄 AB 作匀速转动时，从动曲柄 CD 则作变速运动。 ③组合方式 a．平行四边形机构 如图 8-1-2（a）、（b）所示，相对两杆平行且长度相等。
孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解(机械的平衡)【圣才出品】
第6章机械的平衡6.1 复习笔记一、机械平衡的目的及内容1．机械平衡的目的（1）设法将构件的不平衡惯性力加以平衡以消除或减小其不良影响；（2）对于利用不平衡惯性力产生的振动来工作的机械，则需考虑如何合理利用不平衡惯性力的问题。
2．机械平衡的内容（1）绕固定轴回转的构件的惯性力平衡绕固定轴回转的构件统称为转子，分为刚性转子和挠性转子。
①刚性转子的平衡a．刚性转子的定义在工作过程中产生的弹性形变甚小的转子称为刚性转子。
b．特点第一，刚性较好，共振转速较高；第二，工作转速低于（0.6～0.75）n c1（n c1为转子的第一阶临界转速）。
c．平衡理论刚性转子的平衡按理论力学中的力系平衡来进行。
d．转子的静平衡和动平衡第一，转子的静平衡只要求其惯性力平衡，称为转子的静平衡；第二，转子的动平衡同时要求其惯性力和惯性力矩平衡，称为转子的动平衡。
②挠性转子的平衡a．挠性转子的定义在工作过程中产生较大的弯曲变形，使其惯性力显著增大的转子称为挠性转子。
b．特点第一，质量和跨度很大；第二，径向尺寸较小，共振转速较低；第三，工作转速n很高（n≥（0.6～0.75）n c1）。
c．平衡理论挠性转子的平衡原理是基于弹性梁的横向振动理论。
（2）机构的平衡作往复移动或平面复合运动的构件，其所产生的惯性力无法在该构件本身上平衡，必须研究整个机构使各运动构件惯性力的合力和合力偶得到完全或部分平衡，以消除或降低最终传到机械基础上的不平衡惯性力，满足上述条件的平衡称为机械在机座上的平衡。
二、刚性转子的平衡计算1．刚性转子的静平衡计算（1）静不平衡①定义 由于质心不在回转轴心上而使转子在静态时表现出来的不平衡现象称为静不平衡。
②特点a ．对象为转子轴向宽度b 与其直径D 之比b/D ＜0.2的转子；b ．转子的质心不在回转轴线上，当其转动时，偏心质量就会产生离心惯性力。
（2）静平衡的计算如图6-1-1所示为一盘状转子，已知其具有偏心质量m 1、m 2，各自的回转半径为r 1、r 2，转子角速度为ω。
机械原理第七版孙桓
▲设计新机构的方法。按一定几何条件和运动条件
3. 机器动力学 ▲分析机构的受力情况及力做功的情况；
▲分析机器在已知外力作用下的运动； ▲机器的调速和平衡方法。
中南大学专用
作者： 潘存云教授
按解决问题的性质，研究内容又可分为两大类：
▲机构分析－对已有机构的研究。包括结构、运动 和力分析。
▲机构综合－设计新的机构。包括型综合、尺度综 合、运动和动力综合。
潘存云教授研制
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排气阀4、 连 杆 5 、 曲 轴 6 、
凸 轮 7 、 顶 杆 8 、 齿轮9、10
工作原理：
9 10
1.活塞下行，进气阀开启，混合气体
进入汽缸；
2.活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩，
在顶部点 火燃烧；
内燃机
3.高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；循输环出运连动续的的结旋果转，运使动曲轴
原理、机构运动学、机器动力学。
▲ 研究各种常用机构的运动和动力性能，以及它们 的设计 方法。
如何学习本课程？
▲ 着重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握机构 分析与综合的基本方法。
▲ 注意把一般原理和方法与具体运用密切联系起来。 并用所学知识观察日常生活与生产遇到的各种机械。
▲注意培养运用所学基本理论与方法去分析和解决工 程实际问题的能力。
考虑运动性能过渡到同时考虑其动力性能。
中南大学专用
作者： 潘存云教授
考虑到机械的动态特性: 机械在运动过程中，构件的振动和弹性变形、
运动副的间隙和构件 尺度误差，对运动及动力性能 的影响。 连杆机构:
重视了空间连杆机构、多杆多自由度机构、连杆 机构弹性动力学和动力平衡研究。
齿轮机构: 发展了齿轮啮合原理、提出了许多性能优异的新
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①为了使棘爪能顺利进入棘轮的齿底，则要求总反力 FR 的作用线应位于 之间。
故有
由图 12-1-7 可知即
90
式中，β——合力 FR 与 OA 方向之间的夹角；
φ——摩擦角。
②为了在传递相同的转矩时棘爪受力最小，一般取 90 ，此时有
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图 12-1-10 蜂窝煤制机模盘转位机构
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图 12-1-11 转塔刀架
图 12-1-12 电影放映机的拨片机构 3．普通槽轮机构的运动系数及运动特性 （1）普通槽轮机构的运动系数 ①外槽轮机构 如图 12-1-13 所示，当主动拨盘 1 回转一周时，槽轮 2 的运动时间 td 与主动拨盘转一 周的总时间 t 之比，称为槽轮机构的运动系数，并以 k 表示，即
重难点导学
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一、棘轮机构 1．棘轮机构的组成及其工作特点 （1）机构组成 如图 12-1-1 所示，棘轮机构由摇杆 1、棘爪 2、棘轮 3 和止动爪 4 等组成的；弹簧 5 使止动爪 4 和棘轮 3 保持接触。
z
②棘轮齿数 z 一般由棘轮机构使用条件和运动要求选定，对于一般用作分度的棘轮机构，
可按棘轮最小转角φmin 来确定。即
z 360 （z 25） min
一般取 z＝8～30。
二、槽轮机构 1．槽轮机构的组成及工作特点 （1）机构组成 如图 12-1-8 所示，槽轮机构由主动拨盘 1、从动槽轮 2 和机架组成。
图 12-1-1 棘轮机构
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（2）工作特点 ①优点 a．结构简单、制造方便、运动可靠； b．棘轮转角可调。 ②缺点 工作时有较大的冲击和噪声，运动精度低。 （3）应用场合 棘轮机构适用于低速轻载的场合。 （4）棘轮转角大小的调节方法： ①改变主动摇杆摆角的大小；如图 12-1-2 所示。
故运动系数是单销的 n 倍，即
又由于 k≤1，得
注：由上面分析可知槽数与圆销数的关系，两者关系如表 12-1-1。 表 12-1-1 槽数与圆销数的关系
①齿啮式棘轮机构的应用 a．可用于单向间歇传动，并能实现不同转向的间歇运动； b．摇杆来回摆动时能使棘轮向同一方向转动； c．能实现进给、转位或分度的功能。 ②摩擦式棘轮机构的应用 摩擦式棘轮机构可用作单向离合器和超越离合器。 ③典型的棘轮机构
图 12-1-6 牛头刨床工作台的进给机构 3．棘轮设计的要点 （1）棘轮轮齿的倾斜角的确定 如图 12-1-7 所示，设棘轮齿的工作齿面与向径 OA 倾斜α角；棘爪轴心 O＇和棘轮轴 心 O 与棘轮齿顶 A 点的连线之间的夹角为∑。
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图 12-1-9 槽轮机构的类型 （2）应用 ①普通槽轮机构的槽轮上各槽均匀分布，并且用于传递平行轴之间的运动； ②外槽轮机构的槽轮与拨盘转向相反，内槽轮机构转向相同； ③不等臂长的多销槽轮机构，可以实现运动时间和停歇时间均不相同的运动要求； ④球面槽轮机构可用于两相交轴之间的间歇传动。 （3）典型的槽轮机构
图 12-1-2 改变主动摇杆摆角的大小 ②加装一棘轮罩以遮盖部分棘齿，如图 12-1-3 所示。
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图 12-1-3 加装棘轮罩 2．棘轮机构的类型及应用 （1）棘轮机构的类型 ①齿啮式棘轮机构 a．普通棘轮机构 第一，外接式 第二，内接式 第三，棘条 b．双动式结构 第一，钩头式 第二，直推式 c．可变向棘轮结构 第一，翻转式 第二，提转式
图 12-1-8 槽轮机构 （2）工作特点 ①槽轮机构可将主动拨盘的等速回转运动转变为槽轮时动时停的间歇运动； ②结构简单，外形尺寸小，机械效率高，能较平稳地、间歇地进行转位；
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③传动时存在柔性冲击，常用于速度不太高的场合。 2．槽轮机构的类型及应用 （1）类型
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②摩擦式棘轮机构 a．外接摩擦式 b．内接摩擦式 c．滚子内接摩擦式
图 12-1-4 齿啮式棘轮机构
图 12-1-5 摩擦式棘轮机构
（2）棘轮机构的应用
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即棘齿的倾斜角α应大于摩擦角φ。当 f＝0.2 时，φ＝11°30′，故常取α＝20°。
图 12-1-7 棘轮齿工作面倾角 （2）棘轮模数及齿数的确定 ①棘轮模数是按棘轮顶圆直径 da 来计算，即
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d m a
a．由于系数 k＞0，故外槽轮的槽数 z 应大于或等于 3。 b．由于 k＜0.5，故单销外槽轮机构槽轮的运动时间总小于其静止时间。 c．如果在拨盘 1 上均匀地分布 n 个圆销，则当拨盘转动一周时，槽轮将被拨动 n 次，
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第 12 章 其他常用机构[视频讲解]
12.1 本章要点详解
本章要点
■棘轮机构 ■槽轮机构 ■擒纵轮机构 ■凸轮式间歇运动机构 ■不完全齿轮机构 ■非圆柱齿轮机构 ■螺旋机构 ■万向铰链机构 ■组合机构 ■含有某些特殊元器件的机构