机械原理总复习(12机本)

基本概念
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1.什么是速度瞬心，机构瞬心的数目如何计算？ 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什么？ 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？
典型例题
1、图示平面六杆机构的速度多边形中矢量ed代表 度的方向为 时针方向。 • • • • ，杆4角速
3、有一对心直动尖顶从动件偏心圆凸轮机构，O为凸轮几何中心， O1为凸轮转动中心，直线ACBD，O1O=OA/2，圆盘半径R=60mm。 （1）根据图a及上述条件确定基圆半径 r0 、行程 h， C点压力角和 D 点接触时的位移、压力角。 （2）若偏心圆凸轮几何尺寸不变，仅将从动件由尖顶改为滚子， 见图b，滚子半径rT=10mm。试求上述参数r0、h、C点压力角αc和 D点接触时的位移h。
图解
1.在如图所示铰链机构中，铰链处各细线圆为摩擦圆，驱动力矩 Md，工作阻力Pr。试在图上画出各运动副总反力FR12、 FR32、FR41、FR43的作用线位置和指向。 2 .在图所示曲柄滑块机构中，细线小圆表示转动副处的摩擦圆。 若不考虑构件的质量，当构件1主动时，试在图上画出图示位 置作用在连杆上两运动副（B、C）处的全反力方向。
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 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。 • 基本概念题与答案 • 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.机构具有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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11.什么是标准齿轮？ 12.齿条的特点是什么？ 13.什么是理论啮合线、实际啮合线和齿廓工作段？ l4.什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？ 15.重合度的实质意义是什么？重合度与什么有关？ 16.什么是标准齿轮的标准安装中心距。标准安装有什么特点？ 17.什么是非标准安装（实际）中心距？实际安装中心距有什 么特点？ 18.齿轮与齿条啮合传动的特点是什么？ 19.标准齿条刀具加工标准齿轮的特点是什么？ 20.同齿数的变位齿轮与标准齿轮相比，哪些尺寸变了，哪些 尺寸不变，为什么？ 21.斜齿轮渐开线螺旋曲面齿廓是如何形成的？
• 26.斜齿轮齿廓所在的各个同轴圆柱面螺旋线的螺旋角是否相 同，为什么？ • 27.斜齿轮啮合特点是什么？ • 28.斜齿轮的标准参数面为哪个面，哪个面是标准渐开线？说 明原因。 • 29.斜齿轮端面与法面几何参数有什么关系，为什么要端面参 数？ • 30.一对斜齿轮的正确啮合条件和连续传动条件是什么？ • 31．什么是斜齿轮的当量齿轮和当量齿数？当量齿数的用途 是什么？ • 32.蜗轮蜗杆的标准参数面是哪个面；正确啮合条件是什么？ • 33.圆锥齿轮的标准参数面是哪个面？
典型例题
• 例1：在图示的凸轮机构中，已知μL、生产阻力Pr，求各运动 副反力和平衡力矩Mb。
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和计算。 • 基本概念题与答案 • 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？
1、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。 2、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。
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。 • 基本概念题与答案 • 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？
图解
• 1.图示凸轮机构。在图中画出： • （1）凸轮的基圆、偏距圆、理论廓线。 • （2）图示位置的压力角。
A 0 B
• 2. 如图所示，有一对心直动尖顶推杆 偏心圆凸轮机构，O为凸轮几何中心， O1为凸轮转动中心。试确定： • 基圆半径ｒb；行程ｈ；C 点压力角αc； D 点接触时的位移sD ；压力角αD 。
解
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）图示位置，从动件的位移量s。 （2）图示位置压力角α。 （3）正偏置还是负偏置？
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。掌 握标准齿轮不发生根切的最少齿数以及最小变位系数的计算 和变位齿轮几何尺寸的计算。了解斜齿圆柱齿轮传动的特点、 齿廓的形成。掌握端面和法面参数之间的关系转换及基本尺 寸的计算。了解圆锥齿轮和蜗轮蜗杆传动的特点以及主要几 何尺寸的计算。
典型例题
• 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。
• 2、在机构运动分析图解法中，影像原理只适用于
。
1.试求机构在图示位置的全部瞬心
B 3 4 A 1 C
2
2.如图所示铰链四杆机构中，已知各构件尺寸，构件1以匀角速 度 转动。求图示位置（ ）时，构件2、3的角速度 、角加速 度 ，及C点的速度和加速度 。（要求列出矢量方程式，写出 所求 各量大小的表达式，并在图上标出其方向。）
典型例题
• 例1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 （标有箭头的构件为原动件）。
例2、绘制机构运动简图
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，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。
3.如图所示为齿条型刀具加工渐开线齿轮示意图，指出刀具的分 度线、节线；被切齿轮分度圆的位置，并说明图示位置是标 准切削位置还是变位切削位置？ 4、用齿条刀加工一正常齿制渐开线直齿圆柱齿轮。Z=12，m=4， 为避免根切，加工变位齿轮。说明图中a-a、b-b各是什么线？ 它们之间的距离L至少为多少？
图解
• 1. 在图所示铰链四杆机构中，已知 lBC=50mm， lCD=35mm， lAD=30mm，取AD为机架。 • （1）如果该机构能成为曲柄摇杆机构， 且AB是曲柄，求AB的最大值 • （2）使用（1）的计算结果，若取AB 杆为机架，得到什么机构？铰链C、D 是周转副还是摆转副？ • 2．画出图示机构的极位和极位夹角。
图解
3、如图所示为干草压缩机运动 简图， 已 知 rad/s( 常 数)， 试用相对运动图解法求 。 4、在图所示的四杆机构中，已 知各杆尺寸当构件1以等角速 度ω逆时针方向转动时，用矢 量方程图解法求C点的速度。
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，熟悉运动副中的摩擦 （包括平面、槽面、矩形螺旋，三角螺旋和回转副）；有摩 擦时的机构受力分析。 • 基本概念题 • 1.机械力分析的主要目的是什么？ • 2. 转动副中的摩擦分几种情况，摩擦力或摩擦力矩公式如何？ • 3.移动副和转动副中总反力的确定方法是什么？ • 4.高副中总反力的确定方法是什么？
判断
1、杆长不等的双曲柄机构无死点位置。-----（） 2、在铰链四杆机构中，如存在曲柄，则曲柄一定为最短杆（） 3、图示铰链四杆机构ABCD中，可变长度的a杆在某种合适的长度 下，它能获得曲柄摇杆机构。---（）
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。 • 基本概念题与答案 • 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？
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计算
• 1.一对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动。已知 a=100mm，z1=20，z1=30，α=200，da1=88mm。 • （1）试计算下列几何尺寸模数m；分度圆直径，；齿根圆直 径，；基圆直径，； • （2）若安装中心增至=102mm，试问：① 上述各值有无变化， 如有应为多少？② 两轮的节圆半径、和啮合角α’为多少？ • 2.一对标准渐开线圆柱直齿轮外啮合传动，正确安装（齿侧间 隙为零）后，中心距为144mm，其齿数为z1=24，z2=120，分 度圆上压力角α=200。求： • 1）齿轮2的模数m2； • 2）轮1在分度圆上的齿厚S1； • 3）如已求得它们的实际啮合线长度B1B2=10.3mm，试计算该 对齿轮传动的重合度； • 4）说明该对齿轮能否实现连续传动。
3.用图解法设计如图三（4）所示的铰链四 杆机构。已知其摇杆CD的长度 lCD=75mm，行程速比系数K=1.5 ，机架 AD的长度lAD=100mm，又知摇杆的一个 极限位置与机架间的夹角ψ=450，试用图 解法求其曲柄的长度LAB和连杆的长度 LBC 。 4．设计一铰链四杆机构。已知机构的行程 速比系数k=1.4，摇杆长度lCD=60mm， 摇杆摆角ψ=45º，摇杆的左右极限位置如 图三（4） C1D、C2D所示，机架长度 lAD=50mm，选取长度比例尺μl =2mm/mm，试确定：曲柄AB的长lAB=？ 连杆BC的长lBC=？
基本概念
• 1.什么是齿廓啮合基本定律，什么是定传动比的齿廓啮合基 本定律？齿廓啮合基本 • 2.什么是节点、节线、节圆？节点在齿轮上的轨迹是圆形的 称为什么齿轮？ • 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.渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律的原因是什么？ • 7．什么是啮合线？ • 8．渐开线齿廓啮合有哪些特点，为什么？ • 9.什么是模数和分度圆？ • 10.什么是齿距，齿厚和齿槽宽？