机械原理12
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。
机械原理知识点
1构件：具有确定运动的单元体组成的，这些运动单元体称为构件零件：组成构件的制造单元体运动副：两构件直接接触的可动联接构件的自由度：构件的独立运动数目运动链：若干个构件通过运动副所构成的系统机架：固定的构件原动件：机构中做独立运动的构件从动件：机构中除原动件外其余的活动构件运动链→机构：将运动链中的一个构件固定，并且它的一个或几个构件作给定的独立运动时，其余构件便随之作确定的运动，这样运动链就成了机构2机构运动简图：表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形。
机构运动简图必须与原机械具有完全相同的运动特性。
示意图：只为了表明机械的结构，不按比例来绘制简图3约束和自由度的关系：增加一个约束，构件就失去一个自由度4机构具有确定运动的条件：机构自由度等于机构的原动件数5瞬心：在任一瞬间，两构件的运动都可以看作是绕某一重合点的相对转动，该重合点称为他们的瞬心速度中心绝对瞬心：运动构件上瞬时绝对速度为零的点相对瞬心：两运动构件上瞬时绝对速度相等的重合点6摩擦力增大并不是运动副元素材料间摩擦因数发生了变化，而是运动副元素的几何结构形状发生变化所致。
7摩擦圆：对于一具体的轴颈，r和fv为定值，因此ρ为定值，以轴心O 为圆心，ρ为半径做一圆，该圆成为摩擦圆。
8机械自锁：由于摩擦的存在，会出现无论施加多大的驱动力，都不能使机械沿驱动方向产生运动的现象。
自锁条件：η≤0 机械发生自锁9连杆机构（低副机构）：若干个构件通过低副联接所组成的机构10平面四杆机构基本形式：铰链四杆机构11曲柄：在两连杆中能做整周回转机构摇杆：只能在一定角度范围内摆动的构件周转副：将两构件能做360°相对转动的转动副摆动副：不能将两构件能做360°相对转动的转动副12铰链四杆机构的曲柄存在条件：1最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和 2连架杆和机架中有一杆是最短杆13最短杆为连杆时，该机构为双摇杆机构；最短杆为连架杆时，该机构为曲柄摇杆机构；最短杆为机架时，该机构为双曲柄机构；14有急回运动：θ≠0时，偏置曲柄滑块机构和导杆机构无急回运动：对心曲柄滑块机构和双摇杆机构15死点位置：压力角为90°，传动角为0°。
机械原理应知应会
机械原理应知应会《机械原理》应知应会第⼀部分基本概念及原理⼀、填空1. 计算平⾯机构⾃由度时，1个⾼副限制_____1____个⾃由度，1个低副限制_____2_____⾃由度；机构⾃由度计算公式为：_________________________________________________。
2.平⾯机构具有确定运动的条件是：机构的⾃由度数⽬等于____________________________。
3.绝对瞬⼼点的速度等于________；当⾼副两元素作纯滚动时；则相对瞬⼼位于_________。
4.彼此作平⾯运动的三个构件的三个瞬⼼必位于________________________。
N 个构件组成的机构瞬⼼总数为________________。
5.运动副反⼒是______________和__________________的合⼒。
6.阻抗⼒是指_______________________________。
驱动⼒是指_________________________。
7.质量代换法中。
动代换除满⾜静代换条件外,还应满⾜的条件是________________________。
8. 构件组的静定条件是：________________________________________________________。
9._________________功与_______________功之⽐称为机械效率。
10.飞轮能调节机械的___________________波动。
11.铰链四杆机构存在曲柄的条件是____________________________ __、_________________________________________。
12.凸轮机构中推杆运动存在加速度突变，必然存在______________________。
13.如果0a r r ρρ=-<时，实际廓线将出现____________________________现象。
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。
机械原理试卷(手动组卷)12
题目部分，（卷面共有98题,1036。
0分,各大题标有题量和总分）一、填空题（14小题，共31.0分)1．(2分）渐开线斜齿圆柱齿轮的法面模数与端面模数的关系是, 法面齿顶高系数与端面齿顶高系数的关系是。
2．(2分）在斜齿圆柱齿轮传动中，除了用变位方法来凑中心距外，还可用来凑中心距。
3．(2分）斜齿轮在上具有标准数和标准压力角。
4．(2分)已知一斜齿圆柱齿轮的齿数z=24,螺旋角β=12︒，则它的当量齿数z v= 。
5．（2分）渐开线斜齿圆柱齿轮的标准参数在面上；在尺寸计算时应按面参数代入直齿轮的计算公式。
6．(2分）渐开线斜齿圆柱齿轮的当量齿数计算公式为z v= .7．（2分)在斜齿圆柱齿轮传动中，为不使轴向力过大，一般采用的螺旋角β=. 8．（2分)内啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是。
9．（2分）外啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是。
10．（2分)斜齿圆柱齿轮齿廓曲面是面。
11．(2分)用仿型法切削斜齿圆柱齿轮时,应按齿数来选择刀号。
12．(2分）斜齿圆柱齿轮的重合度将随着和的增大而增大。
13．(2分)某一斜齿圆柱齿轮，当*an 1h=，n 20α=︒,螺旋角β=︒20时，该斜齿轮不根切的最少齿数z min=。
14．(5分)一对斜齿圆柱齿轮传动的重合度由两部分组成，斜齿轮的当量齿轮是指的直齿轮。
二、是非题(11小题,共22。
0分)1．（2分)渐开线斜齿圆柱齿轮的基圆柱、分度圆柱和齿顶圆柱的螺旋角的关系为βb<β<βa 。
2．（2分）齿数少于17的正常齿制斜齿圆柱齿轮用范成法加工时,一定会发生根切。
3．（2分）一对斜齿圆柱齿轮啮合传动时，轮齿接触线平行于齿轮轴线.4．（2分)一对能正确啮合传动的渐开线斜齿圆柱齿轮的端面模数一定相等。
5．（2分)斜齿圆柱齿轮不产生根切的最小齿数肯定比相同参数的直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数要少.6．（2分)一对外啮合斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是两斜齿圆柱齿轮的端面模数和压力角分别相等，螺旋角大小相等，旋向相同。
机械原理典型例题(第四章连杆机构)10-12
2011.10
例1：铰链四杆机构，LBC=500，LCD=350， ：铰链四杆机构， ， ， LAD=300，AD为机架。问： 为机架。 ， 为机架 为曲柄， （1）若为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求LAB的最 ）若为曲柄摇杆机构， 为曲柄 的最小值；（ ；（3） 大值；（ ；（2）若为双曲柄机构， 大值；（ ）若为双曲柄机构，求LAB的最小值；（ ） 若为双摇杆机构， 的取值范围。 若为双摇杆机构，求LAB的取值范围。 (1)曲柄摇杆机构： 曲柄摇杆机构： 曲柄摇杆机构 AB为曲柄，LAB=Lmin 为曲柄， 为曲柄 满足杆长条件L 满足杆长条件 AB+LBC≦LCD+LAD (2)双曲柄机构： 双曲柄机构： 双曲柄机构 AD杆为最短，LAD=Lmin ， 杆为最短， 杆为最短 满足杆长条件 ①Lmax=LBC， LAB<LBC， LAD+LBC≦LAB+LCD ②Lmax=LAB，LAB>LBC LAD+LAB≦LBC+LCD
1.选择题 选择题: 选择题
(6)对于 型曲柄摇杆机构，摇杆慢行程摆动方向与曲柄转向 A 对于I型曲柄摇杆机构 摇杆慢行程摆动方向与曲柄转向_____。 对于 型曲柄摇杆机构， 。 A. 相同 B.相反 相反 (7)对于 型曲柄摇杆机构，最小传动角出现在曲柄与机架 B 对于II 对于 型曲柄摇杆机构，最小传动角出现在曲柄与机架______ 共线位置。 共线位置。 A. 重叠 B. 拉直 (8)曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构________存在急回特性。 存在急回特性。 曲柄摇杆机构 存在急回特性 B A . 一定 B. 不一定 C. 一定不 (9)平面四杆机构所含移动副的个数最多为 B 平面四杆机构所含移动副的个数最多为________。 平面四杆机构所含移动副的个数最多为 。 A. 一个 B. 两个
南理工12年考研机械原理+答案
【考查重点】 本题主要考察平面机构的结构分析，包括复合铰链、局部自由度、虚约束的识别，自由度的计算和机 构具有确定运动的条件。 【答案解析】 （1）图（a）
F 3n 2 PL PH 3 8 2 11 1 1
其中，E、F 两处为复合铰链，B 处为局部自由度，无虚约束。 机构具有确定运动的条件为：主动件的个数为 1 个。 （2）图（b）
（2） 设平衡平面在 2 平面的右侧距离为 d;
mA rA mB rB
d mb rb 200
200 d mb rb 200
得， d 80mm ， mb 2.5kg
11
圆直径 d f 1 ，基圆直径 db1 ；该对齿轮传动的中心距 a ，重合度 。 （15 分）
【考查重点】 本题主要考察直齿轮和斜齿轮的相关参数计算，主要有直齿轮的齿数、齿顶圆、压力角、变位系数的 计算，斜齿轮的分度圆，齿顶圆，齿根圆，基圆，传动中心距，重合度等参数的计算。 【答案解析】 （1） a1 m( z1 z3 ) / 2 50
【考查重点】
9
本题主要考察机器运转过程中的速度波动调节问题，根据机器运动方程式求解等效驱动力矩、最大最 小转速及对应的转角，飞轮转动惯量的计算等。 【答案解析】 （1） M d 2
2
0
M r d
M d 2 100 M d 50 N m nmax n0 (1 / 2) 200(1 0.015) 203r / min nmin n0 (1 / 2) 200(1 0.015) 197r / min
mA 和 mB 位于同一轴截面上。又已知 rA 20mm ， rB 30mm ，截面 1 和 2 间距离 L12 200mm ，截面 2 与轴承 C 处距离 L2C 600mm ，截面 1 与轴承 D 处距离 L1D 200mm 。
大工12秋《机械原理》辅导资料13--17
《机械原理》辅导资料十三一、课程课件的学习重点研究对象：机械系统—由原动机、传动系统、执行机构组成。
研究内容：1、建立机械系统的等效动力学模型；2、机械运转速度波动的调节。
作用在机械系统上的力：驱动力和工作阻力。
其余外力，如重力、惯性力、摩擦力等，在一般情况下与驱动力和工作阻力相比要小很多，故在研究稳定运转的动力学问题时常忽略不计。
原动机：电动机、液压马达、气压泵、内燃机…机械特性：原动机输出的驱动力与某些运动参数的函数关联。
工作阻力的变化规律主要取决于工作机的类型及工艺特点。
机械系统的等效动力学模型主要内容：1、机械运动方程式；2、等效动力学模型；3、机械运动方程建立。
机械运动方程式：建立作用在机械上的力和力矩、构件上的质量、转动惯量和运动参数之间的函数关系式。
等效动力学模型：目的：将单自由度机械系统，简化为等效构件（一个构件）运动；通过等效构件建立最简单的等效动力学模型，简化研究机械真实运动问题。
等效原则：动能相等，功率相等。
等效构件：常取绕定轴转动或作直线运动构件。
三、重要知识点补充1、机器的运转过程机器的运转过程分起动阶段、稳定运转阶段和停车阶段。
在起动阶段，原动件的速度从零上升到它的正常工作速度，驱动力作的功（驱动功）大于阻力作的功（阻抗功），机器动能增加，机器的运转速度逐渐增加；在稳定运转阶段，原动件的平均角速度保持稳定，因每个瞬间的驱动功与阻抗功不相等，机器运转速度会发生波动，但就一个周期而言，机器的总驱动功与总阻抗功是相等的，一个周期的始末，机器的速度也是相等的；在停车阶段，撤去驱动力，原动件的速度从正常工作速度下降到零，驱动功小于阻抗功，机器运转速度逐渐减小，直至停止。
2、机器等效动力学模型机器运转的真实运动规律取决于作用在它所有构件上各力所作的功和它的所有运动构件的动能变化。
根据动能定理，某一瞬间机器总动能的增量dE应等于该瞬间机器上各外力所作的元功之和dW，该机器的运动方程式为：dE=dW。
机械原理ppt课件完整版
机械原理的定义与重要性
2024/1/25
定义
机械原理是研究机械系统运动、 力和能量转换规律的科学。
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于理解和分析机械系统的性 能、优化机械设计和提高机械效 率具有重要意义。
4
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机构学
传动学
控制理论
机械系统，包括机构、 传动、控制等子系统。
动力学原理
牛顿运动定律、动量定理、动能定理等是机械系统动力学的基本原理，它们揭示了机械系 统运动的基本规律。
17
机械系统的运动方程和求解方法
运动方程的建立
根据机械系统的受力情况和约束条件，可以建立机械系统的运动方程。这些方程通常是一组微分方程或差分方程。
2024/1/25
求解方法
求解机械系统的运动方程可以采用解析法、数值法或图解法等方法。其中，解析法可以得到精确的解，但通常只适用 于简单的机械系统；数值法可以求解复杂的机械系统，但得到的是近似解；图解法则是一种直观形象的求解方法。
工艺特点
机械制造工艺具有多样性、复杂性 和综合性等特点，需要根据不同的 产品要求和生产条件制定相应的工 艺方案。
21
机械制造装备的分类和特点
加工装备
包括机床、刀具、夹具等，用于 对原材料进行切削、磨削等加工 操作，具有高精度、高效率和高
自动化等特点。
热处理装备
包括加热炉、淬火设备、回火设 备等，用于改善材料的力学性能 和加工性能，提高产品的使用寿
稳定性概念及判定方法：稳定性是指 机械系统在受到扰动后能否恢复到原 平衡状态的能力。稳定性的判定方法 包括静力学判定法、动力学判定法和 能量判定法等。其中，静力学判定法 主要关注机械系统在平衡位置附近的 稳定性；动力学判定法则通过分析机 械系统的运动方程来判断其稳定性； 能量判定法则是通过分析机械系统的 能量变化来判断其稳定性。
《机械原理》知识要点
1
A e
2 4
P24
P 13
B
C
3
第三章 平面连杆机构及其设计
重 点
平面四杆机构的基本类型 平面四杆机构的基本知识
第三章 平面连杆机构及其设计
一、平面四杆机构的主要类型
1、铰链四杆机构
2、曲柄滑块机构
3、导杆机构
第三章 平面连杆机构及其设计
二、铰链四杆机构的类型
速度瞬心法
图解法
◆两构件重合点间的运动关系
第二章 平面机构的运动分析
一、速度瞬心的概念
两个构件的瞬时等速重合点（同速点）
瞬心数
N K ( K 1) 2
构件数—K
二、瞬心位置的确定
1、直接观察法（两构件以运动副相联） 2、利用三心定理求（两构件间没有构成运动副）
三心定理：三个构件的三个瞬心必定在一条直线上
机构的组成原理——任何机构都是由若干个杆组依次联接到
原动件和机架上而构成的
第一章 平面机构的结构分析
3、机构的结构分析
机构的结构分析是指把机构分解为基本杆组、原动件和 机架，是机构组成的反过程，又称为拆杆组。
拆分原则
首先，从远离原动件的部分开始拆分； 试拆时，先试拆低级别杆组；
每拆完一个杆组，剩余的部分仍然是一个完整机构。
第六章 轮系及其设计
找基本周转轮系的一般方法
先找行星轮：
几何轴线绕另一个齿轮的几何轴线转动的齿轮
再找行星架
支持行星轮的构件
找中心轮
几何轴线与行星架的回转轴线重合 直接与行星轮相啮合的齿轮
一个基本周转轮系
行星轮、行星架、中心轮
机械原理典型例题(第三章运动分析)12-9-23
P14+∞
4
(P24 ) P12
P34
C 1
3
P13
4 C 3
M
P23 +∞ P13
2 3 B
P24+∞ P34
B P23
P14
νm
4 C
P12
A 1
2 P12
P24
1
P34+∞
P24
P14+∞
A
3-6：所示四杆机构中，LAB=60mm，LCD=90mm，LAD=LBC=120mm， ω2=10rad/S。试用瞬心法求：1）当φ =165°时，点C的速度VC； 2）当 VC=0时，φ 角之值; 3）当φ =165 °时，构件3的BC线上（或其延长线上）的 速度最小的一点E的位置及其速度。
例6：所示机构中，已知各构件的尺寸及点B的速度 ν B，试作出其在图示位置时的速度多变形。
VB D B C G F E A
F A B E VB D C
b f b d e
P(a,f)
d c
P (a,e )
c
g
3-8：所示机构中，已知各构件的尺寸及点B的速度 ν B，试作出其在图示位置时的速度多变形。
C
3
VE
4
E
VC= VC3= VC4
ω3=VB /LP23P13
P23B
ω2
2
VC
φ
P34
= ω3×LP34P13=ω4×LP34P14
D
=ω2×LP23P12 /LP23P13
P14
VB
P12
A
1
VC =ω2×LP23P12×LP34P13/LP2
机械原理第1章12节运动副机构运动简图
平面低副 闭链机构
平面低副开链机构
高副机构
请问：是开链 还是闭链机构？
2.2 机构运动简图
一 机构运动简图概念
用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一 定比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出表示机构的简明图形。
机构运动简图与原机械具有完全相同运动特性。
11机架3齿轮2齿轮6连杆7滑块4滑块5连杆1机架2曲柄3滑块4连杆5连杆6滑块绘制十字滑块联轴节绘制十字滑块联轴节1机架2滑块4滑块3十字滑块和面机户外摄影平台前轮转向机构摆动式油泵自动卸料汽车手摇唧筒higheducationpress椭圆规武汉大学东湖分校工学院2011年3月22机构的组成23平面机构运动简图的绘制24机构具有确定相对运动的条件25机构自由度的计算26计算平面机构自由度时应注意的事项27平面机构的组成原理结构分类及结构分析一构件定义作为一个整体参与机构运动的刚性单元体组成机械系统的最小运动单元加工制造的最小单元内燃机连杆组成可由一个零件构成也可由若干零件刚性联接而成
副元素：两个构件上参与接触构成运动副的部分（点、线、面）
可以说：机构是由运动副逐一联接各个构件组成的。
2.1 运动副及其分类
自由度：构件所具有的独立运动的数目，或确定构件位置所
需的独立变量的数目
自由构件(空间)：F = ？ 自由构件(平面)：F = ？
约束：运动副对构件独立运动所加的限制
二、运动副的分类方法：
B
三 机构运动简图的绘制步骤
1. 分析整个机构的工作原理，确定原动件，确定 输出件， 确定传动件
2. 沿着传动路线，分析相邻构件之间的相对运动 关系，确定运动副的类型和数目
机械原理教案12凸轮机构轮廓曲线的设计
二、用图解法设计凸轮轮廓曲线 下面以偏置尖顶直动从动件盘形凸轮机构为例，讲解凸轮廓线的设计过程。
例6-1 对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构设已确定基圆半径mm 150=r ，凸轮顺时针方向匀速转动，从动件行程mm 18=h 。
从动件运动规律如下表所示：推程 远休止 回程 近休止运动角1120δ=260δ=903=δ490δ=从动件运动规律等速运动正弦加速度运动设计步骤：1、建立推程段的位移方程：18120s δ=，回程段的位移方程：12π181sin 902π90s δδ⎡⎤⎛⎫=-+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦，将推程运动角、回程运动角按某一分度值等分成若干份，并求得对应点的位移。
2、画基圆和从动件的导路位置3、画反转过程中从动件的各导路位置4、画从动件尖顶在复合运动中的各个位置点5、分别将推程段和回程段尖顶的各位置点连成光滑曲线，再画出远休止段和近休止段的圆弧，即完成了尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计，如图6-18。
需要注意：同一个图上作图比例尺必须一致。
如各分点的位移与基圆应按相同比例尺量取。
2．偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构凸轮转动中心O 到从动件导路的垂直距离e 称为偏距。
以O 为圆心，e 为半径所作的圆称为偏距圆。
显然，从动件导路与偏距圆相切（图中K 为从动件初始位置与基圆的切点）。
在反转过程中，从动件导路必是偏距圆的切线。
如图6-19。
r0a A0A1OB0B1内 容3．直动滚子从动件盘形凸轮机构例题：已知：r r －滚子半径，0r －基圆半径，从动件运动规律。
设计该机构。
设计思路：把滚子中心看作尖顶从动件的尖顶，按前述方法先画出滚子中心所在的廓线——凸轮的理论廓线。
再以理论廓线上各点为圆心，以滚子半径r r 为半径画一系列的圆，这些圆的内包络线 即为凸轮的实际廓线（或称为工作廓线）。
如图6-16 注意：滚子从动件盘形凸轮的基圆半径是指其理论廓线的最小向径4．对心直动平底从动件盘形凸轮机构思路：把平底与导路的交点Ａ看作尖顶从动件的尖点，依次作出交点的位置，通过这些位置点画出从动件平底的各个位置线，然后作这些平底的包络线，即为凸轮的工作廓线，如图6-17图6-16图6-17图6-18图6-19内 容5．摆动尖顶从动件盘形凸轮机构已知：基圆半径0r ，摆动从动件的杆长为L （从尖点到从动件回转中心的距离），凸轮回转中心到从动件回转中心的距离a 。
机械原理其它常用机构
外啮合式
20
铣刀 8
9
2
球拍 6
靠模凸轮
作者：潘存云教授
7
不完全齿轮1
不完全齿轮1 5
1
34
乒乓球拍专用靠模铣床
15.10.2020
21
退煤饼
压制
作者：潘存云教授
不完全齿轮 锁止弧
填料
填料
15.10.2020
锁止弧
蜂窝煤饼压制机
使运动平稳
瞬心线附加杆
22
§12－7 非圆齿轮机构
s / rφ =l /r2π s=lφ/2π
3
12
K
作者：潘存云教授
K向
15.10.2020
s
l
rφ
r2π
27
图示螺旋机构中，螺母A固 定，螺母2可沿轴向移动，
且: lA≠lB
当A、B段螺纹旋向相同时， 螺杆1相对于机架3的位移为：
s1=lAφ/2π
lA
A
作者：潘作存者云：教潘授存云教授
3 2B
B
工作原理：外套筒逆时针转 动时，滚子楔紧→内套筒 随之转动,当外套筒顺时针 转动 时，滚子松开 →内套筒不动。
特点：传递运动较平稳、无噪声，
从动件的转角可作无级调整。
易出现打滑现象，运动准确性较差，
不15.1适0.2020合用于精确传递运动的场合
9
摩擦自锁式 棘轮机构
15.10.2020
滚子楔紧式
15.10.2020
2'
2
1
2
3
3
6
特点及应用
结构简单、转角 可调、转向可变。 但只能有级调节动 程, 且棘爪在齿背 滑行会引起噪音、 冲击和磨损→高速 时不宜采用。
机械原理复习题12
机械原理复习题III.选择题1已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮，齿数z=25，齿顶高系数h a* 1，顶圆直径d a=135mm，则其模数大小应为。
(A)2mm；(B)4mm；(C)5mm；(D)6mm。
2渐开线直齿圆柱外齿轮顶圆压力角A分度圆压力角。
(A)大于；(B)小于；(C)等于。
3齿轮齿廓上的渐开线在B上的压力角、曲率半径最小。
(A)根圆；(B)基圆；(C)分度圆。
4一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线切于B。
(A)两分度圆；(B)两基圆；(C)两齿根圆。
5一对直齿圆柱齿轮的中心距B等于两分度圆半径之和，但A等于两节圆半径之和。
(A)一定；(B)不一定；(C)一定不。
6为保证一对渐开线齿轮可靠地连续定传动比传动，应使实际啮合线长度A基节。
(A)大于；(B)等于；(C)小于。
7一对能正确啮合的渐开线齿轮，在作单向传动时，其齿廓间作用的正压力方向是A。
(A)恒定的；(B)变化的。
8用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中线与齿轮的分度圆C。
(A)相切；(B)相割；(C)相离。
9用齿轮型刀具切削齿轮时若会发生根切，则改用齿条型刀具加工A会根切。
(A)也一定；(B)不一定；(C)一定不。
10当渐开线圆柱齿轮的齿数少于z min时，可采用A的办法来避免根切。
(A)正变位；(B)负变位；(C)减少切削深度。
11一对渐开线齿廓啮合时，接触点在啮合线上移动的距离A对应时间内基圆转过的弧长。
(A )等于；(B )大于；(C )小于。
12渐开线齿轮的标准压力角可通过测量C求得。
(A )分度圆齿厚；(B )齿距；(C )公法线长度。
13一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，节点附近的滑动速度B。
(A )最大；(B )最小。
14一对渐开线直齿圆柱标准齿轮的实际中心距大于无侧隙啮合中心距时，啮合角分度圆上的压力角，实际啮合线AE 。
(A )大于；(B )小于；(C )等于；(D )变长；(E )变短；(F )不变15在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动过程中，齿廓接触处所受的法向作用力C 。
机械原理各章指导(南京航天)
第1章绪论本章讲述了机械原理研究的对象与内容、机械原理课程的重要性与学习方法、机械原理学科的发展概况，主要内容如下：１．“机械”是“机器”和“机构”的总称。
机器具有三个特点，即（１）都是人为的实体组合；（２）在工作中，其中各实体具有确定的运动；（３）在生产劳动中，能实现能的转换、代替或减轻人类的劳动以完成有用的功。
机构具有机器的前两个特点。
２．本课程是研究机器和机构理论的一门科学，主要内容有：各种机构共同的基本问题、几种常用机构所特有的问题、机器动力学问题、机械系统运动方案的设计。
３．本课程在专业教学计划中占有十分重要的地位，在发展国民经济方面也具有重要意义；机械原理是一门技术基础课程，为以后学习机械设计和有关专业课程，以及掌握机械方面的最新成就打下理论基础。
复习思考题1．什么叫机构? 什么叫机器? 什么叫机械? 它们之间有何联系? 试举例说明之。
2．机械原理的课程内容是什么? 学习本课程应注意哪些方面?第2章平面机构的结构分析本章讨论平面机构的结构分析的有关问题，主要内容如下：１．从运动的角度来看，机构是由具有确定的相对运动的构件组成的，而构件之间是通过运动副联接的。
根据运动副元素是面、点或线，有低副、高副之分。
两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统称为运动链，机构可以看作具有机架和原动件且有确定的相对运动的运动链。
２．机构运动简图是用简单的线条和规定的符号表示构件和运动副，并按一定比例表示出各运动副相对位置的简单图形。
运动副的符号和常用机构的运动简图都有规定画法。
机构运动简图要表示出机构中构件的相对运动关系。
３．机构具有确定的相对运动的条件是机构自由度等于原动件数目。
自由度Ｆ的基本计算公式为：F＝３n－２PL－PH在利用机构运动简图计算机构自由度时要注意复合铰链、局部自由度及虚约束等问题。
４．引入基本杆组的概念后，机构是由原动件、机架和若干基本杆组所组成。
常用的基本杆组有Ⅱ级杆组、Ⅲ级杆组和Ⅳ级杆组。
机械原理知识点
1.原动件：带动其他构件运动的构件2.具有确定运动的行星轮系，其原动件的数目只有1个3.两构件组成平面转动副时，运动副使构件间丧失了两个移动的独立运动两构件组成移动副时，运动副使构件间丧失了一个移动一个转动的独立运动两构件组成高副时，运动副使构件间丧失了一个方向的独立运动、4.曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的摇杆长度趋向无穷大而演变来的拟将曲柄摇杆机构改换为双曲柄机构，则应将原机构中的曲柄作为机架对心曲柄滑块机构，若以曲柄为机架，则该机构演化为导杆机构5.当曲柄摇杆机构的曲柄原动件位于曲柄与机架共线的两位置之一时，机构压力角最大6.平面四杆机构是否存在死点，取决于从动件是否与连杆共线7.若发现移动滚子从动件盘形凸轮机构的压力角超过许用值，且凸轮的实际轮廓又出现变尖，此时应采用增大基圆半径设计凸轮机构时，若发现凸轮某店的压力角超过许用值，可以采用合理的偏置方位、增大基圆半径来减小压力角。
8.滚子从动件盘形凸轮的基圆半径是凸轮转动中心到凸轮理论廓线的最短距离9.两齿轮的实际中心距与设计中心距略有偏差，则两轮传动比不变10．若忽略摩擦，一对渐开线齿轮啮合时，齿廓间作用力沿着基圆内公切线方向11.渐开线齿轮传动的重合度随着齿轮齿数增大而增大，而与齿轮的模数无关12.一对直齿圆柱齿轮的中心距不一定等于两分度圆半径之和，但一定等于两节圆半径之和13.用范成法切制渐开线齿轮时，齿轮跟切现象可能发生在齿数较多的场合，为使不发生根切，应使刀具的齿顶线不超过极限啮合点14.一对渐开线齿轮啮合传动时，两齿廓间出节点外各处均有相对滑动15.渐开线直齿圆柱齿轮中，齿距p，法向齿距pn，基圆齿距pb三者之间的关系为pb=pn<p16.渐开线直齿条与正变位直齿圆柱齿轮传动时，齿轮的节圆半径等于分度圆半径17.齿轮传动时，若发现重合度小于1的情况，应该重选变位系数18.蜗轮的螺旋角与蜗杆导程角相等19.斜齿轮的标准参数取在法面20.惰轮对传动比并无影响，但却能改变从动轮的转动方向21.用飞轮调速是因为它能储存和释放能量22.若不考虑其他因素，单从减轻飞轮的质量看，飞轮应安在高速轴上23.在机械系统中安装飞轮后可能使其周期性速度波动减少24.静平衡的转子不一定是动平衡，动平衡的转子一定是静平衡25.机械平衡研究的内容是惯性力系间的平衡26.机构的特征：各构件之间具有确定的相对运动由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统27.若没有发现局部自由度，则机构自由度会增加28. 速度瞬心是互作平面相对运动的两构件上相对速度为零的重合点，也就是两构件在该瞬时具有相同绝对速度的重合点。
机械原理12(本科)其他常用机构 (2)
一．螺旋机构的运动分析
当螺杆转过φ时，螺母沿其轴向移动的距离为： S＝l φ/(2π) 其中l为螺旋的导程 mm。
A段螺纹
螺母
（1）微动螺旋机构
设螺旋机构中A、 B段的螺旋导程分别 为lA、lB , 且两端螺旋 的旋向相同（即同为 左旋或右旋）
B段螺纹
当螺杆转过φ时，螺母的位移s为：
s＝(lA－lB)φ/(2π） 因lA、lB相差很小时，故位移s可能很 小，故这种螺旋机构称为微动螺旋机构。 此种机构常用测微计、分度机构中。
即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。
如果想得到k ≥0.5的槽轮机构，则可在拨盘上 多装几个圆销，
设装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈， 槽轮被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的n 倍，即:
k =n(z-2)/2z
∵k＜1
槽数z 圆销数n 3
得：n＜ 2z / (z-2)
4 1~3 5
≥ 6
1~2
内啮合槽轮机构
球面槽轮机构
单动式外啮合槽轮机构
双动式外啮合槽轮机构
内啮合槽轮机构
应用实例： 电影放映机、 自动摄影机、六角车床转塔。
停顿作用
放映机机构
转位作用
六角车床的刀架转位机构
3空闲
车螺纹 4
六槽内槽轮
2
车帽口
圆销 拨盘
切尾 5 卸牙膏筒
6
1 装牙膏筒
六角车床转塔
三、槽轮机构的运动系数及运动特性
故 即
tan f tan
（7－1）
因此棘爪顺利滑入齿根的条件为：棘轮 齿面角θ 大于摩擦角φ 。或棘轮对棘爪 总反力FR 的作用线必须在棘爪轴心O1 和 棘轮轴心O2之间穿过。
机械原理总复习12年
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。
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
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？
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精密仪器与机械学系 设计工程研究所
12.2.2 机械系统的机械效率
1.串联
系统的总效率：
Pk Pd
P1 Pd
P2 P3 Pk P1 P2 Pk 1
1 2 3 k
结论：串联系统的总效率等于各机器的效率的连乘积。串 联的级数越多，机械系统的效率越低。
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12.1 机械中的摩擦 12.1.1 移动副中的摩擦
2）斜面摩擦
沿斜面等速上升
沿斜面等速下滑
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12.1.1 移动副中的摩擦
3）槽面摩擦
当量摩擦系数：
fe
f
sin
当量摩擦角：
e arctan fe
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12.1.2 螺旋副中的摩擦
1. 矩形螺纹螺旋副中的摩擦
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12.1.2 螺旋副中的摩擦
2. 三角形螺纹螺旋副中的摩擦
拧紧力矩：
M
F
d 2
d 2
Q tan(
e )
防松力矩：
M
F
d 2
d 2
Q tan(
e )
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12.1.3 转动副中的摩擦
1.径向轴颈的摩擦
2. 止推轴颈的摩擦
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2. 若一个机械的某个环节发生自锁,则该机械必发生自锁。 自锁时,驱动力不超过它产生的摩擦阻力，即此时驱动力所做 的功总小于或等于由它所产生的摩擦阻力所作的功。 此时 机械的效率小于或等于零。
故可借机械效率的计算式来判断机械是否自锁和分析自锁产生的条件。
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12.2.3 机械的自锁
12.2 机械效率与自锁
12.2.1 机械效率的表达形式
作用在机械上的力： • 通常把驱动力所做的功称为驱动功（输
• 驱动力 • 生产阻力 • 有害阻力
• •
入功）Wd 克服生产阻力所做的功称为输出功 Wr 克服有害阻力所做之功称为损耗功 Wf
机械稳定运转时: Wd Wr W f
机械效率:
Wr
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第12章 机械的效率
（本章自学）
12.1 机械中的摩擦 12.2 机械效率和自锁 12.3 提高机械效率的途径 12.4 摩擦在机械中的应用
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本章重点难点：
本章的重点: 1) 物体所受总反力方向的确定 2) 移动副、转动副中摩擦问题的分析方法 3) 自锁现象和自锁条件的判断
12.3 提高机械效率的途径
机械运转中影响其效率的主要因素为机械中的损耗，而损耗主 要是由摩擦引起的。
要提高机械的效率必须采取措施减少摩擦。一般从设计、维护和 使用三个方面来考虑。
设计方面主要采取以下措施：
• 尽量简化机械系统 • 选择合适运动副形式 • 在满足强度,刚度的条件下,减小构件尺寸 • 设法减小摩擦 • 减小因惯性力引起的动载荷
动力矩和实际驱动力矩之比。
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12.2.1 机械效率的表达形式
2.效率以力或力矩的形式表达
1)克服同样生产的阻力Q 2)同样驱动力F
以力的形式表达
QvQ QvQ Q
FvF Q0vQ Q0 以力矩的形式表达
MQ
M Q0
机械效率等于实际机械克服的生产 阻力Q与理想机械所能克服的生产阻 力Q0之比，也等于机械所能克服的 实际生产阻力矩与理想生产阻力矩
阻力为摩擦力：
F21 Fn tan
当 时有Ft F21
此时无论F 多大，均无法使滑块运动，出现 自锁现象。此时驱动力作用在摩擦角内。
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12.2.3 机械的自锁
2)转动副
作用在轴颈上的载荷为Q ，当 e
即Q作用在摩擦圆之内。 此时
Md M f
（ M d Qe ， M f R21 Q ）
本章的难点: 关于自锁条件的判断
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12.1 机械中的摩擦
• 效率是衡量机械性能的重要指标
• 研究机械中摩擦的主要目的在于寻 找提高机械效率的途径
12.1.1 移动副中的摩擦
1）平面摩擦
滑块与平面构成的移动 副，滑块在自重和驱动力的 作用下向右移动。
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由于驱动力矩总小于它产生的摩擦阻力矩，故无论Q如何 增大，也不能使轴转动，即出现自锁现象。
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12.2.3 机械的自锁
总结
1. 机械是否发生自锁，与驱动力作用线的位置和方向有关。 1）在移动副中，若驱动力作用在摩擦角之外，则不会发生自锁； 2）在转动副中，若驱动力作用在摩擦圆之外，则不会发生自锁。 故一个机械是否会发生自锁，可以通过分析组成机械的各个 环节的自锁情况来判断。
Wd
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12.2.1 机械效率的表达形式
1.效率以功或功率的形式表达
Pr 1 Pf
Pd
Pd
2.效率以力或力矩的形式表达
1)克服同样生产的阻力Q
以力的形式表达
QvQ F0vF F0
FvF FvF F
以力矩的形式表达
M F0
MF
机械效率等于理想驱动力与实际驱动力的比，也等于理想驱
设串联部分效率为 并联部分效率为
系统的总效率：
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12.2.3 机械的自锁
机械的自锁：在实际机械中，由于摩擦的存在以及驱动力作用方 向的问题，有时会出现无论驱动力如何增大，机械 都无法运转的现象。
1) 移动副
驱动力有效分力：
Ft F sin Fn tan
3. 系统任意环节自锁则系统自锁，故在分析机械系统 的自锁特性时应注意。
1)机械通常有正反两个行程，它们的机械效率一般并不相等， 反行程的效率小于零的机械称为自锁机械。
2)自锁机械常用于卡具、螺栓连接、起重装置和压榨机械上。 3)但自锁机械的正行程效率都较低,因而在传递动力时,只适
用功率小的场合。
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12.2.2 机械系统的机械效率
2.并联
系统的总效率：
Pr P11 P22 Pkk
P' d
P1 P2 Pk
结论：并联系统的总效率不仅与各组成机器的效率有关, 而且与各机器所传递的功率也有关。
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12.2.2 机械系统的机械效率
3.混联 由串联和并联组成的混联式机械系统。 其总效率的求法按其具体组合方式而定。