东南大学-机械原理.
机械原理课件_东南大学_郑文纬_第七版_第11章_机器的机械效率
M Qr0 (tg v )
M Qr0 (tg v )
tg ( v ) tg
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
90
γ ——三角螺纹的半顶角
f f f fv sin sin( 90 ) cos
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
解：1、滑块上升 F为驱动力，Q为生产阻力
Q vA F A
arctgf
考虑A的平衡： Q RBA F 0
F Qtg ( )
F f =fN R B
N
若A、B无摩擦 0
F
理想驱动力 F0 Qtg ( )
F0 tg F tg ( )
相反：当螺母A沿轴线移动方向与Q相同时（拧松螺母）， 螺旋传动相当于滑块下降
F Qtg ( )
tg ( ) tg
M F r0 Qr0 tg( )
0,
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
2、三角螺纹 相当于楔形滑块与楔形槽的作用。 φv代替 φ
Wd Wr W f
Wd 0
§10-2 机器的机械效率和自锁
一、机器的机械效率
讨论稳定运动时期： Wd Wr W f 定义： Wr Wd W f 1 W f 1
Wf Wd
Wd Wr W f WG E E0
Wd
Wd
Wd
VQ
M d0 Mr Md M r0
由单一机构组成的机器，它的效率数据在一般设计手册 中可以查到，对于由若干机构组成的复杂机器，全机的效 率可由各个机构的效率计算出来，具体的计算方法按联接 方式的不同分为三种情况。自己看书。
东南大学机械原理考研大纲
§招生单位：005机电学院§招生专业：080201机械制造及其自动化§考试科目：（点击科目名称可以查看该科目的详细信息，包括考试大纲和参考书目录）政治理论-->101思想政治理论外国语-->201英语一业务课一-->301数学一业务课二-->815理论力学823电工电子学（报名时在2门中任选一门作为该单元考试科目）专业课加试-->551机械原理552微机原理及应用（复试时在2门中任选一门作为该单元考试科目）§研究方向：01机械加工及其自动化02特种加工及其自动化03大型结构加工技术04表面技术§该专业招生说明：第四门课选考理论力学，复试考试科目请选择微机原理及应用；第四门课选考电工电子学，复试考试科目请选择机械原理。
同等学力加试：材料力学、机械设计§理论力学参考书目：《理论力学》（第六版，上、下册），哈尔滨工业大学编，高等教育出版社§理论力学考试大纲：1．物体的受力分析力、刚体、平衡的概念，静力学公理，约束和约束力，分离体，受力图。
2．平面汇交力系与平面力偶系力的投影，平面汇交力系的合成与平衡，平面力对点的矩，平面力偶理论。
3．平面任意力系力线平移定理，平面力系简化理论，主矢，主矩，平面任意力系的平衡方程及其应用，物体系统的平衡，平面桁架。
4．空间任意力系空间汇交力系，空间力对点的矩和对轴的矩，空间力偶理论，空间力系简化理论，主矢，主矩，空间任意力系的平衡方程及其应用，重心。
5．摩擦摩擦角与滚动摩阻的概念，考虑摩擦的平衡问题。
6．点的运动学点的运动的矢量法，直角坐标法和自然法。
7．刚体的基本运动刚体的平移及其特征，刚体的定轴转动。
8．点的合成运动绝对、相对和牵连运动，点的速度合成定理，点的加速度合成定理。
9．刚体平面运动平面运动的概念，平面图形上两点速度关系式，速度投影定理，速度瞬心法，平面图形上两点加度关系式。
东南大学机械原理课件第四章~2
齿廓啮合基本定律 齿廓啮合基本定律
两轮的瞬时传动比与瞬时 接触点的公法线把连心线 公法线把连心线分成 接触点的公法线把连心线分成 的两段线段成反比. 的两段线段成反比.
p
2 ω2 P23
′ a1i12 a′ r2′ = ∴ r1′ = 1 + i12 1 + i12
凡能满足齿廓啮合基本 定律的一对齿廓称为共轭齿 廓, 理论上有无穷多对共 轭齿廓, 轭齿廓,其中以渐开线齿廓 应用最广.
p n 齿顶线 分度线 齿根线
n s e
α
α
(1)同侧齿廓为互相平行的直线. (2)齿条齿廓上各点的压力角均相等,且数值上等 于齿条齿形角. (3)凡与齿条分度线平行的任一直线上的齿距和模 数都等于分度线上的齿距和模数.
hf ha
2,渐开线齿轮齿条的啮合特点
o1 r1 rb1 k v2
N1
ω1
n r1 节线 分度线 n rb1 p
∴ பைடு நூலகம் ∴ ∴
m
1 1
= m = α
2 2
= m = α
( 4-11 )
α
r1' 无侧隙啮合传动 一个齿轮齿厚的两侧齿 廓与其相啮合的另一个齿轮 a 的齿槽两侧齿廓在两条啮合 a' b' b 线上均紧密相切接触. 无侧隙啮合传动条件 一齿轮轮齿的节圆齿厚 r2' 必须等于另一齿轮节圆齿槽 ' ' ' ' 宽. s1 = e2 s2 = e1 正确安装中心距 无侧隙啮合的中心距称为正确安装中心距.
发生线
Vk
αk
K
Pk r k
rb α k θ k
K0
O i渐开线上点K的压力角 渐开线上点K 在不考虑摩擦力, 在不考虑摩擦力,重力和惯性 NOK= 力的条件下,一对齿廓相互啮合时, 力的条件下,一对齿廓相互啮合时, 基圆 齿轮上接触点K 齿轮上接触点K所受到的正压力方 向与受力点速度方向之间所夹的锐 称为齿轮齿廓在该点的压力角. 角,称为齿轮齿廓在该点的压力角.
《机械原理》东南大学郑文纬、吴克坚编思 考 题
第十二章 机器的运转及其速度波动的调节
思 12-1 为何要建立机器等效动力学模型？建立的条件是什么？ 思 12-2 机器运动方程式有哪儿种表达形式？试举例说明它们的适用场合。 思 12-3 何谓机器运转的“平均速度”和“不均匀系数”？在设汁飞轮时
第 9 页 共 13 页
是否不均匀系数选得愈小愈好？试说明理由。 思 12-4 试简单说明用简易法计算力是机构位置函数时飞轮转动惯量的主 要步骤，并分析该法的误差所在。 思 12-5 为了减小飞轮的质量，飞轮最好安装在何处？ 思 12-6 在曲线 E E ( ) 上，Emax 处的等效构件速度为最大，Emin 处的角 速度为最小，这个说法是否一定正确？试说明理由。 思 12-7 试举几种你看到的装有飞轮的机器， 并说明飞轮在该机器中所起的 作用。
第九章 平面机构的力分析
思 9-1 作用于机构中的力有哪几种？它们的性质有何不同？为什么要研究 机构的力分析？ 思 9-2 应用质量代换法的目的是什么？静代换和动代换各自的特点是什 么？试指出它们之间的主要差别和代换后存在的误差。 思 9-3 考虑摩擦力的运动副反力的方向与组成此运动副的两构件间的相对 运动存在何种关系？如何使用角标保证判别时不易发生错误？ 思 9-4 从受力观点分析，机构中移动副和转动副发生自锁的条件分别是什 么？请分析比较并举例说明。
思44在图示尖底直动从动件圆盘凸轮机构中凸轮作逆时针转动试从减小推程压力角方面考虑从动件导路相对于凸轮回转中心的偏置方向是否合理
思 考 题
第一章 机构的结构分析
思 1-1图示机构为流水线上阻挡工件前进的机构。要求汽缸右端进 气时,摆 杆从实线摆到虚线所示位置;汽缸左端进气时，摆杆摆回实线所示位置。问 该机构运动简图能否实现上述预期运动？为什么？
东南大学机械原理课件第五章轮系
§5-1 定轴齿轮系及其传动比
1 2 34
2' 4' 5
1、定轴齿轮系：齿轮系传动过程中，其各齿轮的轴线相 对于机架的位置都是固定不变的。
2、传动比大小及方向的确定
1
i12
1 2
z2 z1
2 (a) 1
1
2 (b)
1
1 2
(c)
2
2
(d)
(e)
例：设轮1为首轮，轮5为末轮，已知各轮齿数为
z1，z2，…z5，求传动比i15 .
例：已知齿数z1=30， z2=20， z2’= z3 = 25，
n1=100r/min， 2 2’ 2
2’ n解3=：200ir1H/3minnn13。nn求H HnH。zz12zz23'
H 13
1
3
1） n1与n3 同向， n1=100r/min n3=200r/min代入，可得
i1H31200 00n nH H
传动比i14。
2 2'
解：此轮系可看作由轮1、2、3
和行星架H组成的行星轮系及 由轮4、2'、2、3和行星架H组
H
成的另一行星轮系组合而成。
1
3
4
（1）在1-2-3-H组成的行星轮系中，有：
i1H1i1 H31(zz1 3)15 67 6 63
2 2'
（2）在4-2'-2-3-H组成的行 星轮系中，有：
i4 3Hn nH 41i4 H31zz2 4'z 'z23 ' (b)
1 z2z3
n1
z1z 2'
n 4 1 z 2''z 3
1机械原理课件_东南大学_郑文纬_第七版第09章_平面机构的力分析111解析
惯性力：是一种虚拟加在有变速运动的构件上的力。
惯性力是是阻力还是驱动力？ 当构件减速时，它是驱动力；加速时，它是阻力 特点：在一个运动循环中惯性力所作的功为零。低速机械的惯性力 一般很小，可以忽略不计。
二、研究机构力分析的目的
确定运动副反力。
因为运动副中反力的大小和性质对于计算机构各个零 件的强度、决定机构中的摩擦力和机械效率、以及计 算运动副中的磨损和确定轴承型式都是有用的已知条 件。
选定一点B， 再选定另一点为K
可以任意选择两个代换点
B b B
S k S
K
mB mK m mB (b) mK k 0
mk mB bk
K
mb mK bk
动代换
两质量点动代换： 选定一点B； 则另一点为K。
不能同时任意选择两个代换点
mB mK m
K k
mB (b) mK k 0
例 9－ 6
例9－6 p367
5 E Aω 1
1
Fi5 G5
6 Fr
D B 2 3
4
在如图所示的牛头刨床机构 中,已知：各构件的位置 和尺寸、曲柄以等角速度 w1顺时针转动、刨头的重 力G5、惯性力Fi5及切削 阻力(即生产阻力)Fr。
C
试求：机构各运动副中的反力及需要施于曲柄1上的平 衡力偶矩(其他构件的重力和惯性力等忽略不计)。
π
Fi 2 Fi 2b Fi 2k
5、动静法应用
不考虑摩擦时机构动静法分析的步骤：
1. 求出各构件的惯性力，并把其视为外力加于产生 该惯性力的构件上； 2. 根据静定条件将机构分解为若干个杆组和平衡力 作用的构件； 3. 由离平衡力作用最远的杆组开始，对各杆组进行 力分析； 4. 对平衡力作用的构件作力分析。
东南大学机械原理学习与考研辅导第4章平面机构的力分析
2
Q
大小： F21=f N21
方向：与相对运动 v12 方向相反
R12：总 反力 。摩 擦力与法向反力的合力。 大小： R21 F21 N21方向：与相对运动方向成 90o 角
为总反力 R12 与法向反力N21之间的夹角，称为摩擦角，其大 小取决于摩擦系数。
tan F21 N 21
fN 21 N 21
力 Fi和一个惯性力矩 Mi
Fi maS
M i JS
m:构件的质量
as :构件重心的加速度
α:构件重心的角加速度
Js :构件绕重心轴的转动惯量
“-”表示P i 、 M i 分别与as 、 α的方向相反
作平面移动的构件，其全部惯性力可简化为一个加于
质心S 的惯性力 Fi maS 作定轴转动的构件，
第四章 平面机构的力分析
一、基本要求 二、基本概念和基础知识 三、学习重点及难点 四、例题精选 五、试题自测及答案
一、基本要求
1 . 了解机构中作用的各种力的分类及机构力分析 的目的及方法。
2 . 会对常见的运动副中的摩擦力进行分析和计算。 3 . 会计算机械的效率及判断机械自锁的条件。 4 . 能对Ⅱ级机构进行动态静力分析。
螺旋副:螺旋升角小于当量摩擦角。 ④ 生产阻力小于等于零
三、学习重点及难点
学习重点
摩擦的基本概念；移动副、转动副中摩擦力 及总反力作用线的确定；机械自锁条件的确 定。
学习难点
运动副中总反力作用线的确定；机械自锁条件的 确定。
四、例题精选
B
例1 ：图示机构中， Q为作用在构件3上的
1
Md ω1
2
工作阻力。转动副的
理想驱动力矩； F , M 考为实际驱动力和实际驱动力矩。
机械原理课件_东南大学_郑文纬_第七版第08章_组合机构
输入
机 输出
机构I
构 II
二、机构的组合及其组合机构
2. 组合机构：用一种机构来约束和影响另一个多自 由度机构所形成的封闭式传动系统。 或：n种基本机构有机的联系，互相协调和 配合的传动系统。
通常由并联式组合、反馈式组合、复合式组合这三种组合方
式所组成的机构为组合机构。
基础机构：组合机构中，自由度大于1的差动机构 称为基础机构(fundamental mechanism)
附加机构：自由度为1 的基本机构称为附加机构 (additional mechanism).
8-2 组合机构的类型及应用
一、凸轮—连杆组合机构 由具有两个自由度的连杆机构 + 自
由度为1的凸轮机构组成 能较容易地准确地实现从动的运动轨
迹和运动规律
1、利用凸轮—连杆机构实现复杂的 运动轨迹
输出 凸轮机构1 凸轮机构1
四、联动凸轮组合方式 • 多用来实现预定的运动轨迹
凸轮1 凸轮2
两凸轮有机联系、 互相协调配合的传 动系统
8-3 常用组合机构的设计
分析：先分析已知的基本机构，在分析与 其串联的下一个基本机构，其顺序 按框图由左向右。
设计：先设计一个基本机构，然后再设计 前一个基本机构，把组合机构化分 成已知会的机构最后设计出来。
在机构组合系统中，如果多自由度子机 构的一个输入运动是通过单自由度子机构的 输出构件回授的，这1种组合方式称为反馈式 组合。
输入 机构I
输出
机构II
二、机构的组合及其组合机构
(4) 复合组合(compound combining) 在机构组合中若由一个或n个串联的基
本机构去封闭一个具有两个或多个自由度的 基本机构，这种组合方式称为复合式组合。
机械原理-东南大学-高等教育出版社
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
SEU-QRM
14
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
SEU-QRM
15
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
SEU-QRM
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
SEU-QRM
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4. Manipulating System and Control System 操纵系统和控制系统都是为了使动力系统、传动系统、执行系统彼 此协调工作，并准确可靠地完成整机功能的装置。操作系统多指通过人 工操作以实现上述要求的装置，如起动、制动、变速、换向等装置；控 制系统是指通过人工操作或测量元件获得的控制信号，经由控制器，使 控制对象改变其工作参数或运行状态而实现上述要求的装置。 5. Frame or Supporting System and Other Supplementary System 框架支撑系统包括基础件（如床身、底座、立柱等）和支撑构件 （如支架、箱体等）。它用于安装和支承动力系统、传动系统和操作系 统等。机器各部分的位置精度、运动精度及机器的承载能力等主要依靠 框架支撑系统来保证，该系统是机械系统中必不可少的部分。此外，根 据机械系统的功能要求，还有一些辅助系统，如润滑、冷却、显示、照 明等。
机械设计
Chapter 1 An Introduction to Machine Design
SEU-QRM
1
1.1 Machine and its Composition机器及其组成
机械原理课件 东南大学 郑文纬 第七版 第十章.ppt
一、刚性转子的静平衡
其质心分别为ri ，其惯性力为 平衡质量mb和质心rb ,使得 mn rn r2 m1 r1 m2
设：构件以ω转动， 有n个分布在同一平面中的质点mi（i＝1,2,…,n）
F m r i i i
2
F F F 0 b i
S2
C 3 S3 D 4 h3
l2 h2 m m h 2 m2B m2 2C 2 l2 l2
在构件I的延长线上r1处续上一个 对重，使其质量m’与m2B、m1 的总质心位于点A处
2
l3
m2Bl1 mh 1 1 m r 1
m l m l h 2 C 3 3( 3 3) m r 3
2
放大器4由仪表 7指示出不平衡 传感器1、2拾 质径积的大小 得振动信号
信号送入 4信号与 5信 解算电路 3内进 号输入鉴相器 行处理 6，由仪表8 指示不平衡质 径积的相位
6 电动机
4
放大器
7
驱动系统
测量系统
8
引言
在一般平面机构中存在着作往复运动和平面复合运 机构的总惯性力为 F=-Mas，欲使任何位置都有F=0，则 动的构件，它们的惯性力和惯性力偶矩不可能象回 机构总质心作匀速直线运动；
转件一样在每个构件内部得到平衡。 as 0 机构总质心沿着封闭曲线退化为停留在一个点。 但就整个机构而言，可以在机架上平衡其所承受的 总惯性力和总惯性力矩。 当且仅当平面机构总质心静止不动时，平面机构 总惯性力矩还必须与机构的驱动力矩与生产阻力矩综合 的惯性力才能达到完全平衡。 考虑。
总惯性力在机架上得到平衡，从而减小或消除运动构件 作用于机架上的动压力。 平面机构平衡的必要和充分条件: 只有使质心S静止不动。
东南大学机械原理教案
课时：2课时教学目标：1. 使学生掌握机械原理的基本概念和基本原理；2. 培养学生的创新思维和实际应用能力；3. 提高学生的理论联系实际的能力。
教学内容：1. 机械原理概述2. 机械运动学3. 机械动力学4. 机械设计教学重点：1. 机械原理的基本概念和基本原理；2. 机械运动学和机械动力学的计算方法；3. 机械设计的基本原则和方法。
教学难点：1. 机械原理中的复杂概念和原理的理解；2. 机械运动学和机械动力学的计算；3. 机械设计中的创新思维和实际应用。
教学准备：1. 教师准备：多媒体课件、教案、教具；2. 学生准备：课本、笔记本、笔。
教学过程：第一课时：一、导入1. 介绍机械原理课程的性质和重要性；2. 引导学生了解机械原理的基本概念和基本原理。
二、机械原理概述1. 介绍机械原理的基本概念和基本原理；2. 分析机械原理的研究对象和研究内容。
三、机械运动学1. 介绍机械运动学的基本概念和基本原理；2. 讲解机械运动学的基本计算方法。
四、课堂练习1. 布置与机械运动学相关的练习题；2. 学生独立完成练习，教师巡视指导。
第二课时：一、复习与巩固1. 复习上节课所学内容；2. 学生进行课堂练习，教师点评。
二、机械动力学1. 介绍机械动力学的基本概念和基本原理；2. 讲解机械动力学的计算方法。
三、课堂练习1. 布置与机械动力学相关的练习题；2. 学生独立完成练习，教师巡视指导。
四、机械设计1. 介绍机械设计的基本原则和方法；2. 分析机械设计中的创新思维和实际应用。
五、总结与作业1. 总结本节课所学内容；2. 布置与机械设计相关的作业，要求学生课后完成。
教学评价：1. 课堂练习的正确率；2. 学生对机械原理的理解程度；3. 学生对机械设计的创新思维和实际应用能力。
教学反思：1. 教师应注重理论联系实际，提高学生的实际应用能力；2. 注重培养学生的创新思维，提高学生的综合素质；3. 及时调整教学方法，提高教学效果。
东南大学-机械原理
平面机构自由度1一、单项选择题1、机构具有确定运动的条件是(C )。
A.自由度大于1B.自由度大于零C.自由度大于零且等于原动件数D.原动件数大于等于12、当机构的自由度数F >0,且F( B)原动件数，则该机构即具有确定运动。
A.小于B.等于C.大于D. 大于或等于3组成平面移动副的两个构件在接触处引入(B)个勺束。
A.1B. 2C. 3D. 44平面运动副引入的约束数最多为(B )个。
A.1B. 2C. 3D. 45平面机构中若引入一个高副将带入(A ) 个勺束。
A. 1B. 2C. 3D. 4二、填空题1、平面机构中的转动副引入___ 2个勺束。
2、由M个构件汇集而成的复合铰链应当包含有M-1 个转动副。
3平面运动副的最大约束数为______ 2 ______4平面运动副的最小约束数为_______ 1 _5构件是机构中的_________ 运动 _______ 单元体。
° f MS M W is w b i M 爲(2)5^® zQ 9————L-£LX0︱︱6>€HZI35^®二WO,川 善 畫i w s t i055^®$︱︱︱︱LHL ︱︱QCO ︱︱︱︱LH0︱︱C<IL X0︱︱6>€HZI3Qco ︱︱︱︱g寸«忍般Ql樨经ML )(wowt 鼠)s051$︱︱︱︱LHL ︱︱fMSMWi swbiM爲s05105Q9︱︱︱︱L 丄丄L° f M S M W is w b i M爲(2)051 Q 9————L-£LX0︱︱6>€HZI3Q L ————g L樨经M L )f M SM W i s wb i M 爲s051l< $————LHL ︱︱8X0︱︱9>€HZI3OU L K看 Ql樨经M L)°f M SMW is w b i M 爲(2)（1复合铰链1处，虚约束1处一一2分（2）F=3<9—2X1A1——4 分平面连杆机构1一、单项选择题1、具有急回特性的四杆机构，其行程速度变化系数K的值（C ）。
机械原理课件 东南大学 郑文纬 第七版 第十章
钢制刀口 再使转子向另一方向转动，待转子 形导轨 静止后，在转子上刻一铅垂线
静平衡架
二、动平衡试验原理
齿轮传动
万向节手
支承系统
试件 1
测振传感器 3 解算
基 准 信 号 发 生 器 Nhomakorabea5 带传动
2
放大器4由仪表 7指示出不平衡 传感器1、2拾 质径积的大小 得振动信号
信号送入 4信号与5信 解算电路3内进 号输入鉴相器 行处理 6，由仪表8 指示不平衡质 径积的相位
静平衡的条件是：分布于该回转 件上各个质量的离心力的合 力等于零或质径积的向量和 等于零。
一、刚性转子的静平衡
举例：有三个质量块，分别作出三个质径积mr 为了平衡，应加平衡质量的质径积mbrb
3 mb rb mi ri 0
i 1
在求出mbrb 后，根据rb的方向，添加平衡质量mb； 或rb的反方向，减少平衡质量mb。
第十章 平面机构的平衡
第十章 平面机构的平衡
机构平衡的目的和分类 刚性回转件的平衡 刚性回转件的平衡试验法 机架上的平衡
§10-1 机构平衡的目的和分类
机构平衡的目的 机构平衡的分类
§10-2 刚性回转件的平衡
刚性转子的静平衡
质量分布在同一回转面内的平衡。 D/B≥5（径宽比）
刚性转子的动平衡
6 电动机
7
4
放大器
驱动系统
测量系统
8
引言
在一般平面机构中存在着作往复运动和平面复合运 机构的总惯性力为F=-Mas，欲使任何位置都有F=0，则 动的构件，它们的惯性力和惯性力偶矩不可能象回 机构总质心作匀速直线运动；
机构总质心沿着封闭曲线退化为停留在一个点。 但就整个机构而言，可以在机架上平衡其所承受的 总惯性力和总惯性力矩。 当且仅当平面机构总质心静止不动时，平面机构 总惯性力矩还必须与机构的驱动力矩与生产阻力矩综合 的惯性力才能达到完全平衡。 考虑。 总惯性力在机架上得到平衡，从而减小或消除运动构件 作用于机架上的动压力。 平面机构平衡的必要和充分条件: 只有使质心S静止不动。
机械原理(东南大学出版_王洪欣)课后习题答案
ω1
D
c
B
A1 φ
δ b
2
4
S
题 3－1 图
θ C3
P24
b
α2
D
c
ω1 B A1
25°
ω2 30°
2 μL=4
3 C 4
d
c
p
题 3－1 图
解：
μL=4，μV=(450mm/s)/(45mm)=10 (mm/s)/mm
μV=10 (mm/s)/mm (a) 速度图
VB=aω1=0.045×10＝0.45 m/s＝450 mm/s pb＝VB/μV＝450/10＝45 mm
解：仅做静力分析，动力分析未做。
y
x
D
Hx
3
S2 2
B
C
A1 φ
6 ω1
S4
4 V5
E5 G5 Fr
题 4－1 图
y
D
Hx
3 ψ 5.5°
F3C 2 S2
C
θ
4
G2
F54r
S4
G4 5.1°
F45r
V5
F65 F45t E
F54t 5
G5 Fr
(a)
对连杆 4 上的 C 点取力矩得：F54t LCE＝G4 LCS4sin5.1
y
1
O1
A
2
E1 7 C1 B C2 4 E2
D1 63 D2ຫໍສະໝຸດ 85F1 9
10 F2
y A
1B
2
D3 C E
4
6G
x
5
7 E
y
6
3
B
2
C
G
1
机械原理(第七版)东南大学机械学学科组郑文纬
机械原理是机械类专业的一门重要的专业技术基础 课，它在教学计划中起承上启下的作用，是学习其助 同学们了解设备和管理设备。 四、课程目标 掌握机构学和机构动力学的基本理论、基本知识和基本 技能，并初步具有确定机械运动方、分析和开发设计机构的 能力。 五、机械原理课程的特点和学习方法 1、机械原理与理论力学联系紧密。 2、机械原理中采用图解法、图解法与解析法并重。 3、机械原理课程在理论上是严密的，但同时具有工程特点。 4、机械原理课程中采用机构运动简图来表示机构。
1、机架：固定不动的构件 2、原动构件（主动构件）：驱动力（或力矩）所作用的构件。 3、从动构件：随着原动构件的运动而运动的构件。 输入构件：输入运动或动力的 构件 输出构件：输出运动或动力的 构件 二、机械原理课程的内容 研究各种机构（主要是平面机构）和机器的共同问题。其 中包括1）：平面机构的结构理论，研究运动的可能性和确定性及 机构的组成；2）平面机构的运动学，运动分析和运动综合；3）： 机构和机器动力学，力求解、效率计算、真实运动规律的求解、系 统动力学，等三部份。主要研究常用机构（例如平面连杆、凸轮、 齿轮、轮系以及间歇运动机构等）的运动学分析和设计。 三、机械原理课程在教学计划中的地位
教材: 教材: 《机械原理》（第七版）东南大学机械学学科组郑文纬 吴克坚 主 机械原理》 第七版）
编
参考书: 参考书 1、《机械原理》孙桓(西北工业大学)主编, 高等教育出版社
1982年
2、《机械原理》（第六版）黄锡恺 郑文纬（东南大学）主
编，高等教育出版社 1992年
3、《机械原理学习指导书》高松海 申永胜 编 中央广播电
视大学教材 中央广播电视大学出版社 1995年10 月 4、《机械原理》天津大学等和编，人民教育出版社
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东南大学-机械原理.--------------------------------------------------------------------------作者: _____________--------------------------------------------------------------------------日期: _____________平面机构自由度1一、单项选择题1、机构具有确定运动的条件是（ C ）。
A. 自由度大于1B. 自由度大于零C. 自由度大于零且等于原动件数D. 原动件数大于等于12、当机构的自由度数F >0，且F（ B ）原动件数，则该机构即具有确定运动。
A. 小于B. 等于C. 大于D. 大于或等于3、组成平面移动副的两个构件在接触处引入（ B ）个约束。
A. 1B. 2C. 3D. 44、平面运动副引入的约束数最多为（ B ）个。
A. 1B. 2C. 3D. 45、平面机构中若引入一个高副将带入（ A ）个约束。
A. 1B. 2C. 3D. 4二、填空题1、平面机构中的转动副引入____2____个约束。
2、由M个构件汇集而成的复合铰链应当包含有___ M-1____个转动副。
3、平面运动副的最大约束数为____2______。
4、平面运动副的最小约束数为_____1_____。
5、构件是机构中的运动单元体。
26、组成构件的零件是制造单元。
三、计算题1、图示机构(1)该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；(2)求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。
(1)F处复合铰链——1分(2)F=3×9－2×13＝1——5分2、图示机构(1)该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；(2)求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。
3(1)复合铰链1处，虚约束1处——2分(2)F=3×6－2×8－1＝1——4分3、图示机构(1)该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；(2)求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。
(1)复合铰链1处，局部自由度1处，虚约束4处——3分(2)F=3×9－2×12－2＝1——3分4、图示机构(1)该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；45(2) 求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。
(1)复合铰链1处，局部自由度1处——2分(2)F=3×6－2×8－1＝1——4分5、图示机构。
(1)该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出； (2) 求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。
(1)局部自由度1处——1分(2)F=3×8－2×11－1＝1——5分6、图示机构。
(1)该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；(2)求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。
(1)复合铰链1处，局部自由度1处，虚约束1处——3分(2)F=3×6－2×8－1＝1——3分7、图示机构。
(1)该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；(2)求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。
(1)复合铰链1处——1分(2)F=3×9－2×13＝1——5分8、图示机构。
(1)该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；(2)求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。
6(1)复合铰链1处，虚约束1处——2分(2)F=3×9－2×13＝1——4分平面连杆机构1一、单项选择题1、具有急回特性的四杆机构，其行程速度变化系数K的值（ C ）。
A. 1≤B. 1<C. 1>D. 1=2、在曲柄摇杆机构中，当摇杆为从动件时，最小传动角出现在（ B ）共线的位置。
A. 曲柄与连杆B. 曲柄与机架C. 摇杆与机架D. 摇杆与连杆3、铰链四杆机构有整转副的条件是：最短杆与最长杆长度之和（ C ）其余两杆长度之和。
A. < B. = C. ≤ D. ≥4、四杆机构的急回特性是针对主动件作（ A ）而言的。
A. 等速转动B. 等速移动C. 变速转动D. 变速移动5、对心曲柄滑块机构以滑块为从动件时，其最小传动角γmin出现在曲柄（ A ）的位置。
A. 垂直于滑块导路B. 垂直于连杆C. 与连杆共线D. 与机架共线76、如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和（ A ）其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副。
A. > B. ≥ C. < D. ≤7、四杆机构的急回特性是针对从动件作（ D ）而言的。
A. 等速转动B. 等速移动C. 变速转动D.往复运动8、对心曲柄滑块机构以滑块为从动件时，其最大传动角γma x为（ C ）。
A. ︒30B. ︒45C. ︒90D. ︒<909、对于双摇杆机构，最短构件与最长构件长度之和（ B ）大于其它两构件长度之和。
A. 一定B. 不一定C. 一定不D. 在最短构件为机架10、对于曲柄滑块机构，当曲柄作等速转动时，从动件滑块（ B ）具有急回特性。
A. 一定B. 不一定C. 一定不D. 在极限位置11、当连杆机构位置一定时，取不同构件为原动件，机构压力角的数值（ B ）。
A. 相同B. 不同C. 与原动件转向有关D. 与原动件转速大小有关12、铰链四杆机构中若最短杆与最长杆长度之和大于其他两杆长度之和，则机构中（ C ）。
A. 一定有曲柄存在B. 是否有曲柄存在取决于机架是否为最短构件C. 一定无曲柄存在D. 是否有曲柄存在取决于机架是否为最长构件二、填空题81、平面连杆机构是若干构件用低副连接组成的平面机构。
2、当四杆机构的压力角︒α时，该机构处于死点位置。
=903、全转动副的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构。
4、连杆机构的传动角与压力角的关系是之和等于90︒。
5、连杆机构中与机架组成转动副的构件称为连架杆。
6、连架杆如能绕机架上的转动副中心作整周转动，则称其为曲柄。
三、简答题1、何谓曲柄摇杆机构的死点位置？试结合实例说明如何克服死点位置对机构连续运动的不良影响。
当曲柄摇杆机构的摇杆为主动件、曲柄1为从动件且运动至传动角为零的位置（连杆与曲柄共线）称为死点位置。
——3分可利用惯性和增加虚约束来克服死点位置对机构连续运动的不良影响，如内燃机、缝纫机等。
——3分2、具有急回特性的四杆机构有哪些？试绘出相应的机构示意图。
曲柄摇杆机构，偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构。
——3分机构示意图如下：——3分9103、平面绞链四杆机构在什么情况下具有四个整转副？试绘出其机构示意图，并说明此机构的有关特点。
当铰链四杆机构中对边构件长度分别相等时，即平行四边形机 构具有四个整转副。
——3分存在四个构件重合共线位置，从动件运动不确定，需利用惯性 和增加虚约束来保证从动件的连续运动和预期的运动方向。
——3分4、何为连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作性能有何影响？偏置曲柄滑块机构的最小传动角发生在什么位置？连杆机构的压力角——驱使从动件运动的作用力方向与受力点 速度方向之间的夹角。
传动角为压力角的余角。
——2分反映力的有效利用程度和传动质量，压力角越小越好。
——2分 偏置曲柄滑块机构的最小传动角发生在——曲柄上动铰链中 心离移动副导路最远的位置。
——2分四、分析题1、图示铰链四杆机构，已知2.1/,5.1/==a c a b ，为使此机构为双曲柄机构，试分析确定a d /的取值范围。
解：双曲柄机构——d 必须为最短，因2.1/,5.1/==a c a b ， 故b 为最长，由c a b d +≤+得：a a a d 2.15.1+≤+，即7.0/0≤<a d ——6分2、设铰链四杆机构各杆长分别为mm 50=BC ，mm 35=CD ，mm 30=AD 。
若该机构为双曲柄机构，试分析确定曲柄AB 杆长的取值范围。
解：双曲柄机构——机架为最短，AB 可能为最长或介于最长 、最短之间。
——1分当AB 为最长时：CD BC AB AD +≤+，55≤AB ——2分 当AB 介于最长、最短之间时：CD AB BC AD +≤+，BC45≥AB ——2分故AB 的取值范围为：5545≤≤AB ——1分3、在图示的铰链四杆机构中，已知mm 80=AD ，mm 100=AB ，mm 150=CD ，且AD 为四杆中的最短杆。
若该机构为双摇杆机构，试分析确定BC 杆长的取值范围。
解：双摇杆机构——机架AD 为最短，BC 可能为最长或介于最长、最短之间。
——1分当BC 为最长时：应不满足杆长之和条件CD AB BC AD +>+，330170<<BC ——2分当BC 介于最长、最短之间时：应不满足杆长之和条件BC AB CD AD +>+，13080<<BC ——2分故BC 的取值范围为：330170<<BC ，13080<<BC ——1分4、图示机构，标有运动方向箭头的构件为原动件。
试在图上标出机构在图示位置的传动角γ 和压力角α，并判断哪些机构在图示位置正处于“死点”？图(1)、(3)——α＝90︒，γ＝0︒，处于死点位置——2分 图(4)——α＝0︒，γ＝90︒——2分 图(2)——α、γ均不为0——2分7.3 在图示铰链四杆机构中，已知： m m 30,m m 35,m m 50===AD CD BC l l l ，AD 为机架。
1) 若此机构为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄，求AB l 的最大值； 2) 若此机构为双曲柄机构，求AB l 的范围； 3) 若此机构为双摇杆机构，求AB l 的范围。
题7.3图解 (1) 因AB 为曲柄，若此机构为曲柄摇杆机构，显然AB 应为最短，且四个构件的长度应满足杆长之和条件，即AD CD BC AB l l l l +≤+ 或 15503035=-+=-+≤BC AD CD AB l l l l因此此机构为曲柄摇杆机构时AB l 的最大值为15mm 。
(2) 因AD 为机架，若此机构为双曲柄机构，则AD 应为最短构件，而AB 的长度有两种可能，或为最长，或为介于最长与最短之间。
两种情况分别讨论如下：当AB 为最长时，根据杆长之和条件，有CD BC AB AD l l l l +≤+ 或 55303550=-+=-+≤AD CD BC AB l l l l即 5550≤<AB l当AB 介于最长与最短之间时，有CD AB BC AD l l l l +≤+ 或 45355030=-+=-+≥CD BC AD AB l l l l即 5045≤≤AB l综合上述两种情况，可得此机构为双曲柄机构时AB l 的取值范围为m m 55m m 45≤≤AB l 。