机械原理总复习12年

凸轮机构及其设计
基本要求 了解凸轮机构的应用及其分类。介绍推杆常用的运动规律及其选 择。学会用图解法设计盘形凸轮的轮廓曲线。掌握凸轮机构 基本尺寸的确定。 基本概念 1.什么是基圆、基圆半径？ 2.什么是推程、升程（又称行程）、推程运动角？ 3.什么是远休止角、回程运动角、近休止角？ 4.什么是刚性冲击和柔性冲击？ 5.滚子从动件盘形凸轮廓线设计，以哪一点作为尖顶来设计理论 廓线？ 6.偏置直动从动件盘形凸轮机构设计中什么线与偏距圆相切？ 7.什么是凸轮机构压力角？ 8.凸轮机构压力角与基圆半径大小有何关系？对凸轮机构有何影 响？
例3已知一对无侧隙安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动， 标准中心距a＝300mm，模数m＝5mm，传动比i12=ω1/ω2=2。 试求： 1）两个齿轮的齿数Z1，Z2； 2）分度圆直径d1，d2；齿顶圆直径da1，da2；齿根圆直径df1， df2； 3）分度圆齿厚s1,s2和齿槽宽e1,e2； 4）法向齿距Pb。 5）若中心距改为a’=301mm,其啮合角α＇=？。 (先列公式，再代入数值，计算出结果)
5、在机械中驱动力与其作用点的速度方向 A〕一定同向； B〕可成任意角度； C〕相同或成锐角； D〕成钝角。
。
选择
1、图示直径为d的轴颈1与轴承2组成转动副，摩擦圆半径为ρ ， 载荷为Q，驱动力矩为Md，欲使轴颈加速转动，则应使 。
2、考虑摩擦的转动副，不论轴颈在加速、等速、减速不同状态 下运转，其总反力的作用线 切于摩擦圆。 A)都不可能； B)不全是； C)一定都。
T
例4设计一个铰链四杆机构作为夹紧机构，已知连杆BC的长度 lBC=40mm，它的两个位置如图所示，现要求到达夹紧位置 B2C2时，机构处于死点位置，且摇杆C2D位于B1C1连线的 垂直方向。试设计此四杆机构。
例5 已知某曲柄摇杆机构的行程速比系数K=1，摇杆CD的长度 lCD=150mm,摇杆的两极限位置与机架所成角度分别为 β1=30O和β2=90O。试用作图法设计此机构。 例6 图示为一铰链四杆的夹紧机构。已知连杆长度lBC = 40mm 及它所在的两个位置如图b所示，其中B1C1处于水平位置； B2C2为机构处于死点的位置，此时，AB2处于铅垂位置。试： 1）求此夹紧机构中其余各杆的长度； 2）判定该机构为何种类型的四杆机构
典型例题（分析）
例1图示铰链四杆机构中，已知lAB=30mm，lBC=80mm， lCD=70mm，lAD=55mm。试分析：1）该机构的极限位置，1） 并判断该机构是否存在急回运动？ 2）AB为原动件时，机构的最小传动角的位置及大小
例2画出一偏置式曲柄滑块机构，已知曲柄长LAB=180mm，连杆长 LBC=550mm，偏距e=150mm，试用图解法确定 1） 当曲柄为原动件时，机构的行程速比系数K和滑块的行程h。 2） 以滑块为原动件，机构的死点位置。
典型例题
试计算图示各运动链的自由度数，并判定他们能否成为机构或在 什么条件下有确定的运动？（标有箭头的构件为原动件）。
第三章平面机构的运动分析
基本要求 了解平面机构运动分析的目的和方法，以及机构位置图、构件上 各点的轨迹和位置的求法。掌握速度瞬心位置的确定。了解 用速度瞬心求解速度的方法。掌握用相对运动图解法作机构 的速度和加速度的分析。熟练掌握影像法的应用。
典型例题
例1图示为一尖端移动从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖端与 凸轮廓线在B点接触时为起始位置（φ=0），试用图解法求出： （1）当凸轮从图示位置转过900时，从动件的位移量s。 （2）当从动件尖端与凸轮廓线在B点接触时，凸轮机构的压力 角α。
例2在图上标出最大位移h、基圆半径r0、图示位置位移S、压力 角α。
基本概念
1.什么是齿廓啮合基本定律？ 2.什么是节点、节线、节圆？3.什么是共轭齿廊？ 4.渐开线是如何形成的？有什么性质？ 5.请写出渐开线极坐标方程。 6.什么是啮合线？ 7．什么是模数和分度圆？ 8．什么是齿距，齿厚和齿槽宽？
11.什么是标准齿轮？ 12.什么是理论啮合线、实际啮合线？ 13.什么是渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件和连续啮合传 动条件？ l4.重合度的意义是什么？ 15.什么是标准中心距？ 16. 斜齿轮的标准参数面为哪个面？
例6已知一对渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，模数m=10 mm， z1=25，z2=45。 1） 试求下列几何尺寸：分度圆直径d来自百度文库、齿顶圆直径da1、齿根 圆直径df1、基圆直径db1、分度圆齿距p、基圆齿距pb、分度 圆齿厚s及分度圆齿槽宽e、中心距a。 2） 若上述齿轮传动的实际中心距改成a＇=360mm，又不想用 变位而拟用斜齿轮来凑中心距，问这对斜齿轮的螺旋角β应为 多少？ (先列公式， 再代入数值，计算出结果)
例6 有一对心偏心圆凸轮机构，O为凸轮几何中心，O1为凸轮转动中 心，确定基圆半径r0、行程h，C点压力角和位移。
齿轮机构及其设计
基本要求 了解齿轮机构的应用及其分类以及齿廓啮合的基本定律、共轭齿 廓等概念。熟练掌握渐开线直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算以 及一对轮齿的啮合过程、正确啮合条件、连续传动条件、渐 开线齿轮传动的特点等。了解渐开线齿轮的切制原理。了解 斜齿圆柱齿轮传动的特点。掌握端面和法面参数之间的关系 转换及基本尺寸的计算。
典型例题
在图示的机构中，求各运动副反力和平衡力矩。
机械中的摩擦和机械效率
基本要求 清楚研究机械中的摩擦和机械效率的目的。熟练掌握下列内容： 机械效率和机械自锁的分析。 基本概念 1.什么是机械效率？考虑摩擦时和理想状态机械效率有何不同？ 2.机械效率用力和力矩的表达式是什么？ 3.什么是机械的自锁？自锁与死点位置有什么区别？ 4.判定机械自锁的方法有几种？
典型例题
1、求出图示机构的全部瞬心。
2、如图示机构中，试用矢量方程图解法求在图示位置时速度和 加速度分析。要求：写出矢量方程，按比例做出矢量图
平面机构的力分析
基本要求 了解平面机构力分析的目的和方法，运动副中的摩擦；有摩擦时 的机构受力分析。 基本概念题 1.移动副和转动副中总反力的确定方法是什么？
例12设计一曲柄摇杆机构。已知LAD=75mm，LCD=60mm，当 曲柄转角φ=150˚时摇杆处于右极限位置，要求机构行程速比 系数K=1.18182。
C B
φ
A D
例13如下图所示行程速度变化系数为1 的曲柄摇杆机构，已知曲 柄固定铰链中心处于图示机架平面（直线OO’）位置上，并已 知摇杆CD的长度及两个极限位置C1D，C2D，求其余三个构 件的杆长。
机械原理总复习
第一章绪论
基本要求 搞清机械、机构、构件和零件等概念。 基本概念题 1.什么是机构、机器和机械？ 2.什么是构件和零件？
第二章平面机构的结构分析
基本要求 了解平面机构的结构分析的目的和内容。搞清运动副、运动链、 机构等概念。掌握机构运动简图的绘制；机构具有确定运动 的条件及平面机构自由度的计算。 基本概念 1.什么是平面机构？ 2.什么是运动副？平面运动副分几类，各类都有哪些运动副？其 约束等于几个？ 3.什么是运动链，分几种？ 4.什么是机架、原动件和从动件？ 5.机构确定运动的条件是什么？什么是机构自由度？ 6.平面机构自由度的计算式是怎样表达的？其中符号代表什么？. 在应用平面机构自由度计算公式时应注意些什么？
基本概念
1.什么是速度瞬心，机构瞬心的数目如何计算？互做平面平面相 对运动的两构件瞬时速度的重合点 2.速度瞬心的判定方法是什么？直观判定有几种？ 3.用相对运动图解法求构件的速度和加速度的基本原理是运动合 成原理？ 4.什么是运动分析中的影像原理？注意什么？ 5．什么是速度和加速度极点？P和p，
平面连杆机构
基本要求 了解平面连杆机构的应用及其演化。掌握有关四杆机构的基本知 识，如：曲柄存在条件、传动角、压力角、死点、极位夹角、 行程速比系数等。学会用图解法设计四杆机构。 基本概念 l.平面四杆机构的基本类型有几种？是什么？ 2铰链四杆机构的演化方法有几种？是什么？ 3.铰链四杆机构曲柄存在的条件是什么？ 4.满足杆长条件的四杆机构，取不同构件为机架可以得到什么样 的机构？ 5.不满足杆长条件的四杆机构是什么机构？ 6.什么是极位夹角？有什么用处？ 7.什么是从动件急回，用什么系数来衡量其大小？ 8.什么是压力角和传动角，有什么作用？ 9.曲柄摇杆机构最小传动角出现在什么位置上？如何判定？ 10.什么是死点位置，在这个位置机构有什么特征？
例3在图示的偏置曲柄滑块机构中，试求： 1）杆AB成为曲柄的条件是什么？ 2）标出图示位置的压力角α和传动角γ（作图法求解） 3）该机构是否存在死点？
例4画出一曲柄摆动导杆机构，已知曲柄长LAB=100mm，机架 长LAC=400mm，试用图解法确定 1） 当曲柄为原动件时，机构的行程速比系数K和摇杆的摆动角 φ。 2） 以摇杆为原动件时，机构的死点位置。
典型例题（设计）
例1在偏置曲柄滑块机构中，已知滑块行程为H，当滑块处于两 个极限位置时，机构压力角各为α1和α2，试求： （1）杆长lAB,lBC，及偏距e； （2）该机构的行程速度变化系数K； （3）该机构的最大压力角αmax；
例3设计一曲柄摇杆机构，已知：曲柄为主动件，从动摇杆处于 两极限位置时，连杆的两铰链点的连线正好处于图示之C1和 C2位置，且连杆处于极限位置C1时机构的传动角为400。若 连杆与摇杆的铰接点取在C点（即图中之C1点或C2点），试 用图解法求曲柄AB和摇杆CD之长。
例4现有一对渐开线外啮合直齿圆柱标准齿轮， m=2mm,z1=24,z2=100。现装在中心距a=125mm的减速箱中。试 计算 (1)节圆半径； (2)啮合角； (3)与标准安装相比，此时重合度是加大还是减小？为什么？ 例5一对渐开线直齿圆柱标准齿轮z1=18mm,z2=72mm，m=5mm,安装 中心距a’=230mm。 (1)求节圆直径及啮合角; (2)求大齿轮齿顶圆处齿廓压力角；
典型例题
例1已知一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮，其参数为m=5mm， ha*=1，c*=0.25，α=200，z1=10，z2=20 （1）计算两齿轮的基圆半径rb1、rb2，齿顶圆半径ra1、ra2和 基节Pb； （2）若这对齿轮实际中心距a‘=76.95mm，试用图解法求出其重 迭系数ε。 例2一对外啮合的标准直齿轮传动， z1=72 ,z2=216，m=5mm， 实际中心距a‘=721mm。求： 1）小齿轮分度圆半径 r1、基圆半径rb1、齿根圆半径rf1、齿顶 圆半径ra1、齿距p和齿厚s、齿槽宽e； 2） 标准中心距a、啮合角α‘。
例7设计曲柄摇杆机构。已知其行程速度变化系数k=1.4，曲柄长 a=30mm，连杆长b=80mm，摇杆的摆角φ=400。求摇杆长度 c及机架长度d。
例 8在铰链四杆机构中，已知AB=40mm，AD=80mm，主动连架杆AB 相对于机架AD的三个位置，从动连架杆DC对应的三个位置为 E1D，E2D，E3D，（均从AD线沿逆时针方向度量）。试求出: 此铰链四杆机构中BC，CD的尺寸。
例10图示为一脚踏轧棉机曲柄摇杆机构的示意图，已设定 LAD=1.0m，LCD=0.5m， 要求踏脚板CD在水平面上下各摆 B 动15°，试用图解法确定AB、BC两杆的长度。 A
15° C
D
15°
例11试用作图法设计一曲柄滑块机构。已知滑块行程s=50mm， 偏距e=10mm。行程速比系数k=1.4
填空
1、从效率观点考虑，机器发生自锁的条件是 。 2、设机器中的实际生产阻力为Q，在同样的驱动力作用下不考虑摩 擦时能克服的理想生产阻力为Q0,则机器效率的计算式是 。 3、在空气压缩机工作过程中，气缸中往复运动的活塞受到压缩空 气的压力，此压力属于 。 A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。 4、在车床刀架驱动机构中，丝杠的转动使与刀架固联的螺母作移 动，则丝杠与螺母之间的摩擦力矩属于 。 A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。