第七章其他常用机构
机械原理第七章 其它常用机构及组合机构
二、其它常见机构类型
万向联轴节 非圆齿轮机构 螺旋机构 摩擦传动机构 挠性传动机构
三、广义机构
随着科学技术的发展，在工程当中除了各类机械机构外， 利用液、气、电、磁、声、光、温度等的致动原理而发展起来 了液压、气动、电磁、光电、微位移等各种机构。由于利用了 一些新的工作介质或工作原理，广义机构比传统机构更简便地 实现运动或动力转换，因而获得了日益广泛的应用。这些机构 统称为广义机构。 液压机构 气动机构
（五）星轮机构
星轮机构是由针轮与摆线齿轮组成 的不完全齿轮机构。 主动轮1为不完全针轮，针轮设有 若干个柱销；从动轮2为若干摆线齿和 锁止弧间隔分布的摆线齿轮，称为星轮， 针轮1连续转动1周，星轮实现一个运动 周期的间歇运动。星轮机构的动停比可 方便地由增减主动针轮的柱销数来改变。 星轮机构具有槽轮机构的起动性能，又 兼有齿轮机构等速转位的优点，但星轮 的加工制造较困难。星轮机构多用于转 速不高和载荷较轻的场合。
由若干同类或不同类型的机构组合而成为组合机构，可以 充分发挥各类机构的优点并克服其局限，以实现更为复杂和精 确的运动规律。
电磁传动机构
光电机构 微型机构
第二节 组合机构
随着科学技术的进步和工业生产的发展，对生产过程的机械 化和自动化程度的要求愈来愈高，单一的基本机构越来越难以满 足自动机、自动生产线的复杂多样的运动要求，这时可将多个基 本机构按一定的方式组合起来，形成组合机构。
一、机构的组合方式
二、常见组合机构类型
电影放映机送片机构
六角车床刀架转位机构
磨床分度装置
自动传送链装置
（三）不完全齿轮机构
（1）不完全齿轮机构的组成及工作原理 不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演变而来 主动轮1轮齿并没有布满整个圆周， 而只有1个或几个轮齿，其余部分为外凸 锁止弧。其从动轮2可以是普通齿轮，也 可由数个轮齿和内凹锁止弧相间布置。 主动轮1连续转动，当轮齿相啮合时，带 动从动轮2转动；当轮齿退出啮合时，锁 止弧锁止定位，从而实现从动轮的间歇 运动。
《机械原理》课程教学大纲
《机械原理》课程教学大纲课程编码：课程名称：机械原理课程英文名称：Machinery Theory总学时：42讲课学时：42实验学时：0上机学时：（20）课外辅导学时：0学分：3.0开课单位：机电工程学院机械设计系授课对象：机械设计制造及其自动化专业热能与动力工程专业其它有关专业本科生开课学期：2春先修课程：工程图学理论力学计算机实用基础主要教材及参考书：《机械原理》（第2版）王知行刘廷荣主编高等教育出版社2006年5月《机械原理》孙桓等主编高等教育出版社2010年4月《机械原理》（第2版）申永胜主编清华大学出版社 2005 年《机械原理电算程序设计》王知行李瑰贤主编哈尔滨工业大学出版社1992年《间歇运动机构设计》《机构设计丛书》编审委员会上海科学技术出版社 1996年《自动机构的凸轮机构设计》彭国勋肖正扬主编机械工业出版社1990年《凸轮与凸轮机构》(《凸轮与凸轮机构基础》修订版)管荣法主编国防工业出版社1993年4月Design Of Machinery Robert L.Norton McGRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS, 1999一、课程教学目的机械原理课程是一门培养学生机械系统运动方案设计能力的技术基础课，本课程主要研究机构的结构分析、运动分析和动力分析，常用机构设计的基本理论和方法，机械系统运动方案的创新设计，其主要任务是培养学生：1．理论联系实际的学风，设计实践能力和创新精神；2．掌握机构分析、机构设计和机械系统运动方案设计的基本理论、基本知识和基本技能，具有一般机械系统运动方案设计的能力；3．具有机械系统运动简图的绘制，计算机辅助机构分析和设计的能力；4．掌握机械性能测试的原理和方法，机械拆装、测绘与分析的步骤与方法；5．了解分析与机构设计的新理论、新方法及发展趋势。
二、教学内容及基本要求（一）课程的主要章节第一章绪论（讲课1学时）1.1机械原理课程的研究对象和内容1.2机械原理课程的学习目的和作用1.3机械原理课程多媒体教材的特点和学习方法第二章机构的结构分析和综合（讲课3学时）2.1结构分析和综合的基本内容2.2机构的组成及其运动简图的绘制2.3机构自由度的计算2.4平面机构的组成原理和机构分析第三章机构的结构分析和综合（讲课8学时）3.1概述3.2平面四杆机构的基本类型及其演化3.3平面四杆机构有曲柄的条件及几个基本概念3.4平面连杆机构的运动分析3.5平面连杆机构的力分析和机械效率3.6平面连杆机构设计3.7空间连杆机构与机器人机构第四章凸轮机构及其设计（讲课4学时）4.1凸轮机构的应用及分类4.2从动件运动规律及其选择4.3按预定运动规律设计盘形凸轮轮廓4.4盘形凸轮机构基本尺寸的确定4.5空间凸轮机构简介第五章齿轮机构及其设计（讲课8学时）5.1齿轮机构的类型和应用5.2瞬时传动比与齿廓曲线5.3渐开线和渐开线齿廓啮合传动的特点5.4渐开线圆柱齿轮及其基本齿廓5.5渐开线齿廓的加工原理5.6渐开线齿轮加工中的几个问题5.7渐开线齿轮啮合传动计算5.8渐开线直齿圆柱齿轮传动设计5.9斜齿圆柱齿轮传动5.10交错轴斜齿轮传动5.11蜗杆蜗轮传动5.12圆锥齿轮传动第六章轮系及其设计（讲课4学时）6.1轮系的类型和应用6.2轮系的传动比计算6.3行星轮系的效率6.4行星轮系的设计6.5其他行星轮系简介第七章其他常用机构（讲课2学时）7.1棘轮机构7.2槽轮机构7.3不完全齿轮机构7.4万向联轴器7.5凸轮式间歇运动机构第八章机械的运转及其速度波动的调节（讲课4学时）8.1概述8.2机械系统的等效力学模型8.3在已知力作用下机械的真实运动规律8.4机械速度波动及其调节方法第九章机械的平衡（讲课4学时）9.1概述9.2刚性转子的静平衡及动平衡9.3刚性转子的平衡试验及平衡精度9.4挠性转子动平衡简介9.5平面机构平衡简介第十章机械的运动方案及机构的创新设计（讲课4学时）10.1概述10.2机械运动方案设计原则10.3原动机、传动机构及减速器的选择10.4机构的运动协调及运动循环图10.5机械运动方案拟定及评价10.6机械运动方案设计实例10.7机构的创新设计（二）其它教学环节安排（包括：实验、习题、大作业、参观、辅导等）大作业：1. 机构运动分析2. 凸轮机构设计3. 齿轮机构设计（三）考试权重1.期末考试（基础理论）70%2.大作业 30%（四）实验项目明细表院（系）教学指导委员会审批意见：院（系）审核意见：签字：签字：日期：日期：机械原理学年春季学期教学日历讲课教师：教研室主任：《机械原理》课程的有关规定1、教材：《机械原理》王知行、刘廷荣主编高等教育出版社出版，2006.5；2、《机械原理》课程的目标是培养学生机械系统运动方案创新设计的能力；3、《机械原理》课程分四个教学环节：课堂教学、实验教学、设计训练和课外作业；4、每位同学必须完成每个教学环节的学习任务；5、每位同学必须按时完成作业，并交任课教师批阅；6、《机械原理》课程的考核成绩由以下几部分构成：●设计训练（课程大作业）30%●期末考试（基础理论）70%●实验课作为独立课程评定成绩●机械系统运动方案设计作为独立课程评定成绩7、机械基础实验中心为一些学有余力或有特殊兴趣的同学提供了参加科技实践的条件，有兴趣的同学可以向任课教师提出申请，由教研组审查后批准。
机械基础优秀课件
当摇杆为主动件，且从动曲柄与连杆成一直线时机构处于死点 位置，如图7-21所示。在平面四杆机构中，只要有作往复运动 旳构件，就有死点位置问题。
§7-3 凸轮机构
一、凸轮机构概述 1.凸轮机构旳构成及工作原理 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽旳构件，从动件是被凸轮 直接推动旳构件。凸轮机构就是由凸轮、从动件和机架3 个主要构件所构成旳高副机构。图7-23为经典旳盘状凸轮 及移动凸轮。
二、运动副旳类型
按接触形式，运动副可分为低副和高副。
§7-1 机构旳基本知识
低副是两个构件经过面接触而构成旳运动副。根据两个构件间旳 相对运动形式，低副又分为转动副和移动副。两个构件只能构成 在一种平面内作相对转动旳运动副，称为转动副（或铰链），如 图7-1a所示。两个构件只能沿某一方向作相对移动旳运动副，称 为移动副，如图7-1b所示。 高副是经过点或线接触构成旳运动副，如图7-2所示。
图8-13定时张紧法
图8-14自动张紧法
③加张紧轮法
§8-1 带传动与链传动
图8-15加张紧轮法
如图8-15所示，当中心距不能调整时，可采用张紧轮将V带轮张紧。 张紧轮一般应放在松边内侧，使V带轮只受单向弯曲，同步张紧轮还应 尽量接近大轮，以免过分影响小V带轮旳包角。若张紧轮置于松边外侧， 则应尽量接近小V带轮。张紧轮旳轮槽尺寸与V带轮旳相同，且直径不 大于小V带轮旳直径。
（1）带传动旳类型。按传动原理带传动分为摩擦带传动和 啮合带传动。摩擦带传动靠传动带与带轮之间旳摩擦力实 现传动，如V带传动、平带传动等；啮合带传动靠带内侧凸 齿与带轮外缘上旳齿槽相啮合实现传动，犹如步带传动。
按用途带传动分为传动带和输送带。传动带用来传递动力， 输送带用来输送物品。
按传动带旳截面形状分平带、V带、多楔带、圆形带和齿形 带（同步带）。平带如图8-2所示，平带旳截面形状为矩形， 内表面为工作面。V带如图8-3所示，V带旳截面形状为梯形，
机械结构设计课程教学大纲
《机械结构设计》课程教学大纲执笔人：陈建毅编撰日期：2009年8月30日一、课程概述《机械结构设计》是工业设计专业的职业核心课程〔属于B类〕，它包括理论力学、材料力学和机械设计根底三局部内容。
计划时数为68学时，本课程4学分。
通过本课程的学习，使学生掌握工程力学和机械设计有关的根本概念、根本理论和根本方法。
会对物体进展正确的受力分析，会分析计算一些简单力学问题。
培养学生对工程设计中的强度、刚度和稳定性问题有明确的根本概念，必要的根底知识和比拟熟练的计算能力、分析能力和初步的实验分析能力。
使学生学会应用工程力学的根本理论和方法分析与解决机械工程中的一些简单实际问题。
掌握一般机械中常用机构和通用零件的工作原理、性能特点，与其使用、维护的根底知识。
掌握常用机构的根本理论和设计方法，常用零部件失效形式、设计准那么和设计方法。
在本课程的学习，注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。
教学对象：工业设计专业大二上学期的高职学生。
二、教学内容描述教学内容分成两个模块：工程力学根底和机械设计根底。
工程力学主要内容分为静力分析和强度分析；机械设计根底分为机械零件根底、常用机构、机械传动根底。
第一篇工程力学根底第一章工程力学的根本概念教学内容：第一节工程力学与工业设计第二节工程力学的研究对象与根本内容第三节工程力学的根本概念第四节静力学公理第五节约束与约束反力第六节别离体与受力图教学要求：了解力与力系的根本概念，掌握静力学的根本公理和各种常见约束的性质，对简单的物体系统，能熟练地取别离体，画受力图。
第二章构件与产品的静力分析教学内容：第一节平面力系的简化与合成第二节平面力系平衡问题的求解第三节空间力系简介超静定的概念第四节物体的重心和平面图形的形心第五节摩擦与摩擦力第六节功与功率教学要求：掌握平面汇交力系的简化和平面简单力系的平衡条件。
理解力、力矩、力偶、力偶矩等根本概念和性质，能熟练计算力的投影和力矩。
掌握平面任意力系的平衡条件，能熟练应用各种形式的平衡方程求解单个物体和简单物体系统的平衡问题。
第七章 平面连杆机构
图7－1
、根据其两个连架杆的运动形式不同，可以分为
图7－3
图7－4
ABCD中，当主动曲柄AB与从动曲柄
图7－5 图7－6
对于两个曲柄转向相反的情况，即连杆与机架的长度相等，两个曲柄长
图7－7 图7－8
可将铰链四杆机构曲柄存在的条件概括为：
以摇杆作为主动件的曲柄摇杆机构。
在从动曲柄与连
它能把回转运动转换为往复直线运动，或作相反的转变。
当导路过曲柄转动轴心时，称为对心式曲柄滑块机构；
当导路不过转动轴心时，称为偏置式曲柄滑块机构。
a 曲柄摇杆机构
b 导杆机构
c 摆动滑块机构
d 固定滑块机构。
机械基础_第七章
40
V带弯绕在带轮上时，在弯曲平面内保持原长不变的周线称为节线，V带中所 有节线构成的平面称为节面，其宽度称为节宽bp。为方便V带的识别，通常在V带 的外层表面印刷一定的标记，普通V带的标记由带的型号、基准长度公称值和标 准号组成。其中，基准长度即V带节线的长度，用Ld表示，其值可从规定的系列 中选取。例如，标记B1250 GB/T 11544—1997表示依据国家标准GB/T 11544— 1997制造、基准长度为1 200 mm的B型普通V带。
（a）同步带传动
（b）汽车发动机正时系统
同步带传动的组成及应用
7.1.1 带传动概述
3. 带传动的特点和应用 带传动的优点
传动带具有弹性，能缓冲吸振，传动过程平稳，噪声小；过载时，摩擦型带与 带轮间会出现打滑，从而防止传动零件的破坏，具有过载保护的功能；结构简单、 使用及维护方便，制造和安装精度要求不高；适用于中心距较大的传动。
7.1.2 V带和V带轮
2. 普通V带的型号和标记
普通V带的截面为等腰梯形，根据国标GB/T 11544—1997《普通V带和窄V带 尺寸》的规定，普通V带按截面尺寸由小到大可分为Y，Z，A，B，C，D，E共七 种型号。在其他条件相同的情况下，截面尺寸越大，传递的功率越大。它们的具 体尺寸如下表所示。
工业设计机械基础第7章常用机构
M
B 3 O3
n = 3, Pl =4, Ph =0 F = 3×3 - 2×4 – 0 = 1
与实际相符
n = 3, Pl=4, Ph =0
F = 3×3 - 2×4 – 0 = 1
2）两构件形成多个具有相同作用的运动副。 (1)两构件组成多个移动副，且导路相互平行或重合时，只有一个 移动副起约束作用，其余为虚约束。
2
1
◆处理方法：计算中只计入一处高副。
F=3n-2Pl-Ph=3x2-2x2-1=1
3、机构中对运动不起独立作用的对称部分，将产生虚约束。
◆处理方法：计算中应将对称部分除去不计。
图7-11 运动简图中构件的表示方法 a）二运动副构件示例 b）三运动副构件示例
常用机构运动简图 国标GB/T 4460-1984 给出了典型机构的运动简图， 表7-1为摘自该国标的部分常用机构的运动简图。
2.转动副 构件组成转动副时，如下图表示。 图垂直于回转轴线用图a表示； 图不垂直于回转轴线时用图b表示。 表示转动副的圆圈，圆心须与回转轴线重合。 一个构件具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑，或在其内 画上斜线。
F=3n-2Pl-Ph=3x3-2x4-0=1
◆处理方法：计算中只计入一 个移动副。
F=3n-2Pl-Ph=3x1-2x1=1
(2) 两构件组成多个转动副，且轴线重合，只有一个转动副起 约束作用，其余为约束。
◆处理方法：计算中只计入一个转动副。
(3)两构件组成多处接触点公法线重合的高副，只考虑一处高副。
图7-5 液体搅拌机 1—机架 2—曲柄 3—连杆 4—摇杆
⑶从动件 机构中由原动件驱动的其他构件。 若从动件直接实现机构的功能，称为执行件；若从动件把运动输出本 机构，称为输出构件。 图7-5中连杆3、摇杆4都是从动件。
机械基础教学大纲
《机械基础》教学大纲一、说明1、课程性质和内容机械基础是中等职业技术学校机械类专业的一门专业基础课，为学习专业技术课程和今后在工作中合理使用、维护机械设备，以及进行技术革新提供必要的理论基础知识。
内容主要包括：常用机构、机械传动、常用轴系零件等知识。
1、机械传动摩擦轮传动、带传动螺旋传动、链传动齿轮传动、轮系2、常用机构平面连杆机构凸轮机构变速机构3、轴系零件常用连接轴、轴承联轴器离合器制动器2、课程的主要任务和要求通过教学，为学生学习专业课内容以及今后的实际工作和生活中分析解决机械类问题打下良好的基础。
使学生掌握力学基础知识，掌握常用机构机械传动轴系零件的基本知识、工作原理及应用等问题，能对常用机械传动装置和螺纹联结进行功能分析及简易计算，会查阅有关技术资料和选用标准件。
在学习机械基础课时，要理论联系实际，结合运用机械制图、工程力学、金属材料与热处理等课程的基础知识、联系日常生活、专业工种中的具体实例，培养和提高分析问题和解决问题的能力。
3、教学中应注意的问题本课程具有涉及面广、联系实际较强的特点，教学中要加强现场实际、教具和多媒体等教学手段，不断增加学生的感性认识，体现出职业教育的特点，讲情基本理论、简化理论力学的推导、突出结构特性及其应用，切忌抽象的做理论推导，让学生的知识结构具有条理性和简明性。
二、学时分配表三、课程内容及要求第一章摩擦轮传动和带传动教学要求：熟悉摩擦轮传动和带传动的传动类型、传动特点和应用场合。
掌握摩擦轮传动和带传动的传动比、包角和带长的计算，了解带的新标准及其选用方法、带传动机构的装配。
熟悉带传动的张紧装置。
教学内容：§1—1摩擦轮传动一、摩擦轮传动的工作原理和传动比二、摩擦轮传动的特点三、摩擦轮传动的类型和应用场合§1—2带传动一、带传动的工作原理和传动比二、平带传动的形式、主要参数、类型和接头方式三、带传动的结构和类型四、普通带传动的主要参数、选用要点和正确使用五、平带传动和带传动的特点六、带传动的张紧装置第二章螺旋传动教学要求：了解常用螺纹的种类、应用场合及装配,掌握普通螺纹的主要参数及普通螺纹、管螺纹和梯形螺纹的标记识别。
《机械基础》第三版全部 ppt课件
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转动副
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移动副、螺旋副
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高副
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机械传动的分类
摩 摩擦轮传动
擦
带 平带传动
传
传 V带传动
动
动 圆带传动
机
啮 带传动— 同步带传动
械
齿 圆柱齿轮传动
传 动
合
轮 传 锥齿轮传动
动 齿轮齿条传动
传 蜗杆传动
螺旋传动
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运动副
定义：两个构件之间的可动连接。 低副：两个构件以面接触的运动副。
分转动副、移动副、螺旋副
高副：两个构件以点或线接触的运动副
比较
接触形式 压强 制造维修承载能力 效率 传递运动
低副 面 低 易
大
低 简单
高副 点、线 高 难
小
高 复杂
低副机构：机构中所有运动副均为低副；
高副机构：机构中至少有一个运动副为高副。
开口传动： 两轴平行，转向相同 交叉传动： 两轴平行，转向相反 半交叉传动：两轴空间交错 角传动： 两轴平面相交
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图1-9
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平带传动的主要参数
1、包角α：接触弧所对的圆心角。
α ↘ →∑F ↘ → α1≥150° 小带轮包角α1的计算： 开口传动 α1 =180 °-（D2-D1）/a*60 °
失效形式：打滑 （摩擦力矩<阻力矩） 放滑措施：增大摩擦力（正压力、摩擦因数） 2、传动比：瞬时输入速度与输出速度之比 i=n1/n2=D2/D1
080201机械制造及其自动化
080201机械制造及其自动化1、专业研究方向与特色机械制造及其自动化是机械工程一级学科下的主要二级学科。
机械制造及其自动化是一门研究机械制造理论、制造技术、自动化制造系统和先进制造模式的学科。
本学科融合了各相关学科的最新发展，在精密塑形成形技术、数字化设计与制造、计算辅助工艺设计、计算机辅助精密测量和矿冶装备设计与制造方向形成了明显特色。
本学科始建于2002年，依托机械工程及自动化本科专业，经过多年的研究和建设，取得了较大的成果。
2004年获批为江西省矿冶机电工程技术中心；2005年新增为机械工程学科一级学科硕士点；2008年成为第三批教育部高等学校特色专业。
2、培养目标及主要课程本学科培养能服务于国家及地方经济建设，能够适应科研、高等教育、现代制造企业的需要的机械制造及其自动化高级专门人才。
要求学生坚持四项基本原则,德、智、体全面发展，具有良好的思想品德和事业心、责任感，遵纪守法，应具备坚实的基础理论和系统的专业知识；熟练掌握一门以上外国语；能够比较熟练地阅读本学科的外文资料；具有从事科学研究或独立担负专门技术工作的能力且有较强的适应能力。
本学科主要课程为计算方法、矩阵论、制造系统工程、现代控制工程、计算机辅助设计与制造、信号分析与处理、先进制造技术，近/净成型技术等。
3、导师队伍情况本学科拥有一支学术水平较高的师资队伍，其中教授4 人，副教授6 人。
本学科具有代表性的导师简介：蔡改贫：男，工学博士，教授，江西理工大学研究生学院院长。
江西省金属学会冶金设备分会理事长，江西省专业技术职称评审专家、国家自然科学基金学科项目评议专家。
2007年被评为江西省百千万青年学科带头人和第四届江西省高等学校教学名师。
主要从事近（净）成形技术研究和物料高效破碎新技术研究及其新装备开发。
发表学术论文40余篇。
先后主持了国家自然科学基金项目、原中国有色金属工业总公司重点推广项目、江西省教育厅项目等达9项。
与中国铝业公司等国有大型企业进行科技协作项目达20余项。
【华中科技大学806机械设计基础(机械原理篇)】强化课程—讲义
华中科技大学806机械设计基础（强化课程内部讲义）——————————————————————————————————————————————————————————目录第一部分序言 (1)第二部分初试各章节深度解析 (5)第一本书《机械原理》 (5)第一章机械的组成 (6)1.1本章知识点串讲 (6)1.2本章重难点总结 (7)1.3本章典型题库 (8)第二章平面机构具有确定运动的条件 (8)2.1本章知识点串讲 (8)2.2本章重难点总结 (8)2.3本章典型题库 (9)第三章平面连杆机构及其设计 (10)3.1本章知识点串讲 (11)3.2本章重难点总结 (11)3.3本章典型题库 (12)第四章凸轮机构及其设计 (13)4.1本章知识点串讲 (14)4.2本章重难点总结 (14)4.3本章典型题库 (17)第五章齿轮机构及其设计 (19)5.1本章知识点串讲 (17)5.2本章重难点总结 (23)5.3本章典型题库 (25)第六章齿轮系及其设计 (26)6.1本章知识点串讲 (26)6.2本章重难点总结 (26)6.3本章典型题库 (29)第七章其他常用机构 (30)7.1本章知识点串讲 (30)7.2本章重难点总结 (30)7.3本章典型题库 (31)第八章机构系统的动力学仿真 (31)8.1本章知识点串讲 (31)8.2本章重难点总结 (33)8.3本章典型题库 (35)——————————————————————————————————————————————————————————第一部分序言为了更好的发挥本强化课程讲义和配套的强化课程对专业课复习的指导作用，提高考研同学专业课的复习效率，请认真阅读以下三点说明：一、非统考专业课命题的总体特征统考专业课有教育部统一颁发的《考试大纲》，但非统考专业课教育部没有制定相应科目的考试大纲，是不是说非统考专业课的命题就没有可参考的官方权威依据了呢？不是，根据《教育部关于招收攻读硕士学位研究生统一入学考试初试自命题工作的指导意见（试行）》，该《指导意见》中对非统考专业课命题工作做了非常细致的要求，是我们解析非统考专业课命题原则的政策依据。
机械设计基础（上）习题
机械设计基础（上）习题机械设计基础（上）绪论复习思考题1、试述构件和零件的区别与联系？2、何谓机架、原动件和从动件？第⼀章机械的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平⾯及空间运动副？3、何谓⾃由度和约束？4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系？5、何谓复合铰链？计算机构⾃由度时应如何处理？6、机构具有确定运动的条件是什么？7、什么是虚约束？习题1、画出图⽰平⾯机构的运动简图，并计算其⾃由度。
（a）(b) (c)2、⼀简易冲床的初拟设计⽅案如图。
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组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的⽬的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
3、计算图⽰平⾯机构的⾃由度；机构中的原动件⽤圆弧箭头表⽰。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)第⼆章平⾯机构的运动分析复习思考题1、已知作平⾯相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A AV 及12B BV 的⽅向，它们的相对瞬⼼P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的⾼副时，其速度瞬⼼在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬⼼？4、利⽤速度瞬⼼，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平⾯机构运动分析中，哥⽒加速度⼤⼩及⽅向如何确定？习题1、试求出下列机构中的所有速度瞬⼼。
(a) (b)(c) (d) 2、图⽰的凸轮机构中，凸轮的⾓速度ω1=10s -1，R =50mm ，l A0=20mm ，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v 。
题2图凸轮机构题3图组合机构3、图⽰机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴⼼为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。
各相切轮之间作纯滚动。
试⽤速度瞬⼼法确定曲柄1与轮5的⾓速⽐ω1/ω5。
《机械原理》东南大学郑文纬、吴克坚编思 考 题
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思 9-5 用图解法进行机构动态静力分析的一般步骤是什么？为什么说求各 运动副反力时，可按“杆组”逐组解决？试说明理由。 思 9-6 速度多边形杠杆法的特点是什么？此法根据什么原理？用此法作速 度多边形时，其比例尺如何选定？为什么？ 思 9-7 在平面四杆机构的连杆上如作用有未知外力，如何进行该机构的力 分析？ 思 9-8 考虑摩擦力的机构力分析中主要碰到的困难是什么？用图解法时如 何解决？
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思 5-11 用标准齿条形刀具加工直齿轮，试问变位系数 x = 0 的齿轮一定是 标准齿轮？为什么？ 思 5-12 平行轴斜齿轮机构的啮合特点是什么？其正确啮合条件及连续传 动条件与直齿轮有何异同？ 思 5-13 什么是斜齿轮的当量齿轮？为什么要用到当量齿轮？ 思 5-14 平 行 轴 与 交 错 轴 斜 齿 轮 机 构 啮 合 传 动 有 哪 些 异 同 点 ？ 思 5-15 蜗 杆 的 模 数 m、头 数 z 1 、导 程 角 、轴 面 齿 距 p x 、分 度 圆 直 径 d 1 及 直 径 系 数 q 等参数之间有何关系？蜗杆直径系数 q 有何意义？ 思 5-16 试 比较斜齿轮、蜗杆蜗轮、圆锥齿轮的模数、压力角、齿顶髙系 数及顶隙系数的标准值以哪一个面为准？而几何尺寸计算又是按哪一个面 进行？ 思 5-17 何谓圆锥齿轮的背锥和当量齿数？当量齿数有何用处？ 思 5-18 为何国家标准规定采用等顶隙圆锥齿轮？
第十章 平面机构的平衡
思 10-1 平面机构的平衡问题如何分类？它们各自的特点是什么？ 思 10-2 在实际生产中回转件的平衡问题有何不同的情况？它们的处理方 法有何不同？ 思 10-3 根据组成刚性回转件的各质量分布的不同， 如何计算其平衡问题？ 从力学观点看，它们各有些什么特点？ 思 10-4 刚性回转件的动平衡和静平衡有何不同？它们的平衡条件是什 么？它们之间有何联系？ 思 10-5 刚性回转件静平衡有些什么试验方法和设备？试分析这些设备的 优缺点。 思 10-6 刚性回转件动平衡有些什么试验方法和设备？它们的基本 原理是
外啮合不完全齿轮机构
棘爪斜高h1 、齿斜高h’ 棘轮齿根圆角半径rf 棘爪尖端圆角半径r1
棘爪长度L
h1=h’ ≈h/cosα
rf =1.5 mm r1 =2 mm 一般取 L=2p
L
p
o2
h1 a
h’ a1α
da
o1
h
60°~80
齿槽角 ° r1
rf
棘轮机构
棘轮机构
槽轮机构
组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的 槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽 轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起 锁定作用。
若要求螺旋具有自锁性或具有较大的减速比（微动）时，宜 选用单头螺旋，宜选用较小的导程及导程角，但效率较低。
若要求传递大的功率或快速运动的螺旋机构时，宜采用具有 较大导程角的多头螺旋。
螺旋机构
不完全齿轮机构
1.工作原理及特点 工作原理：在主动齿轮只做出一个或几个齿，根据运 动时间和停歇时间的要求在从动轮上做出与主动轮相 啮合的轮齿。其余部分为锁止圆弧。当两轮齿进入啮 合时，与齿轮传动一样，无齿部分由锁止弧定位使从 动轮静止。
（2）螺旋机构的特点 主要优点 能获得很多的减速比和刀的增益；选择合适的螺
旋机构导程角，可获得机构的自锁性。 主要缺点 效率较低，特别是具有自锁性的螺旋机构效率低
于50％。 因此，螺旋机构常用于起重机、压力机以及功率不大的进给
系统和微调装置中。
螺旋机构
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：
棘轮几何尺寸计算公式
棘轮参数
计算公式或取值
齿数z
12~25
模数m
1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10
顶圆直径da 齿间距p
棘轮机构与槽轮机构
空间槽轮机构: 传递相交轴间的运动可以改变棘轮来自转动方向。棘轮在正、反
两个转动方向上都可
以实现间歇转动。工 作原理见书P90。
2. 摩擦式棘轮机构
1）偏心楔块式棘轮机构
2）滚子楔紧式棘轮机构
构件1逆时针转动或构
件3顺时针转动时，在摩 擦力作用下，能使滚子2 楔紧在构件1、3形成的 收敛狭隙处，则构件1、 3成一体，一起转动；运 动相反时，构件1、3成 脱离状态。
主要由棘轮、棘爪、 主动摆杆和机架所组成。
主动摆杆1空 套在与棘轮3固联 的从动轴上，驱 动棘爪2与主动摆 杆1用转动副相联， 止动棘爪4与机架 用转动副连接， 弹簧5是保证棘爪 与棘轮啮合。
2.工作过程：当主动摆杆1作往复摆动时，从动棘轮3作单向间歇 转动
当摆杆1左摆 时，棘爪2插 入棘 轮3的齿内推动棘轮 当摆杆右摆时，棘爪2滑过 转过某一角度。 棘轮3，而棘轮静止不动，往复循
第七章 间歇运动机构
本章要求
§7—1 §7—2
§7—3
棘轮机构 槽轮机构
不完整机构
本章要求
掌握常用间歇运动机构的类型、 工作原理、特点及用途。
§7-1 棘轮机构
一、棘轮机构的基本结构和工作原理
二、常见的棘轮机构的类型：
三、棘轮机构的特点和应用
一、棘轮机构的基本结构和工作原理
1.棘轮机构的组成：
三、棘轮机构的特点和应用
1、特点
轮齿式棘轮机构结构简单，易于制造，运动可靠， 棘轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过会引 起噪音和冲击，经常在低速、轻载、用作间歇运动的 控制中。
摩擦式棘轮机构传递运动平稳，无噪音，从动件 的转角可以做无级调整。但难以避免打滑现象，因此 运动的准确性较差，不适合用于精确传递运动的场合。
2013东南大学915机械原理复习经验
复习经验最近有不少学弟问我专业课怎么复习，我也不敢说怎么复习就一定行，这两天我仔细想了一下我复习过程中的心得，打算写出来，也能让以后的学弟借鉴一下，所以就有了这篇复习经验。
我专业课131分，绝对不算是高分，但是我觉得我复习的还是可以的，因为考试的时候没把握好剪图片的时间（这个我会在后面说），所以有一个17分的题没来得及做，导致考的不是很好，所幸没拉后腿。
废话不多说，下面进入正题。
复习流程首先是时间安排的问题，关于这个问题，每个人情况不一样，我是从八月末开始复习的，刚开始复习没几天，就去山西实习去了，实习两周，这两周基本没怎么看，实习之前十几天的时间，每天三个小时，把课本要考的内容看了一遍，第一遍看课本基本没怎么做课后题。
对于有点基础的同学，我建议专业课复习不要开始太早，否则会影响数学和英语的复习时间。
实习结束是九月十八号，回来开始看第二遍课本，这一遍把课后题做了一遍，这一边看课本花的时间较长，大概有二十几天的时间，有的内容看了两遍以上，两遍课本看完以后我就开始做真题了，大概是十一月份的时候开始的，第一遍真题是按整套做的，一天做一套题，第二天分析，分析的时候把每个题弄明白，把不会的题目所涉及的书本内容再看一遍，第一遍做真题花了大概二十天的时间，然后把课本还没掌握的内容又看了一遍。
第一遍真题做完，紧接着就开始对真题的第二遍轰炸，这一遍是分专题做的，按照九个专题，即自由度，四杆机构（计算），四杆机构（作图），凸轮，齿轮，轮系，平衡，速度波动调节，摩擦和运动分析，这九个专题把真题分类做，搞清楚每个专题有几种题型，每个题型该怎么做，特别是齿轮和凸轮以及四杆机构这三章，一定要把每个专题的几种题型综合起来比较。
这个过程中就要用到王雪雁的那本书了，这本书的作用是什么？不是你开始复习的时候作为课本的辅导书用的，而是作为真题的辅导书用的，大家都应该知道，东大的机械原理专业课每年的题型基本是固定的，这样真题就显得非常重要。
《工业设计机械基础(第3版)》习题解答
解 1）当拉力F对铰链C之矩与重物G对铰链C之矩相等，可提升重物。 此时 MC（F）＝Mc（G），即 F×3m× sin60° ＝5kN×1m×sin60°,
移项得 F＝5kN／3＝1.67kN。
解 ⑴图1-43a
图1-45 题1-13图
⑵图1-45b
⑶图1-45c ∵BC为二力杆，可得NC的方向，再用三力 平衡汇交定理。
1-14 画出图1-46所示物系中各球体和杆的受力图。 解 ⑴各球体受力图如右
图1-46 题1-14图 ⑵此为两端受拉的二力杆
1-15 重量为G 的小车用 绳子系住，绳子饶过光滑的 滑轮，并在一端有F 力拉住， 如图 1-47所示。设小车沿光 滑斜面匀速上升，试画出小 车的受力图。（提示：小车 匀速运动表示处于平衡状态）
1
(FB×3a)－Fa－M＝0 FB－F－FA＝0 FB ＝ F＋FA
2-11 梁的载荷情况如图2-64所示，已知 F＝450N，q＝10N/cm， M＝300N·m，a＝50cm ， 求梁的支座反力。
解 各图的支座反力已用红色 线条标出，然后 ①取梁为分离体，列平衡方程， ②求解并代入数据，即得结果。
图2-64 题2-11图
1）图2-64a情况
∑MA（F）＝0， ∑Fy＝0， 由（2）：
MA（R）＝MA（F1）＋MA（F2） ＝F1 ×2m＋F2 ×（2m ×sin α） ＝（10N ×2m） ＋（ 40N ×2m ×sin α） ＝20N·m＋（ 80N·m ）sin α
代入已知值 MA（R）＝60N·m 得到 sin α＝0.5， 即α＝30°。
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机械工业、仪器仪表、工装夹具、测量工具等方面。
具体：螺旋压力机，千斤顶
车床，台钳 螺旋测微器，圆规
螺旋机构应用实例
1
5
A
2 3
B
2
13
A
B
5 4
3 2
1
4 4
76
返回通道
C
A
B
§7-3 棘轮机构
一、棘轮机构的工作原理和类型
组成：棘轮、棘爪、机架
摆杆
棘爪
O
棘轮
⚫原理：主动件为摇杆做往复摆动，
⚫
BAO2 = 90 + 90 +
棘爪在法向力N作用下的滑入力矩应大于摩擦力Ff作用下 阻止滑入的力矩，
Nl sin Ff l cos
四、棘轮机构的优缺点和应用
优点
⚫运动可靠 ⚫易实现有级调节
缺点
⚫噪声和冲击 ⚫磨损
应用
⚫低速、轻载、间隙
§7-4 槽轮机构（认识）
一、槽轮机构的工作原理和类型 E P
行传动的现象。
1
措施如图：
1 o1
ra1
D
B2
P
B1
ra1
c c´2 ra2
2 o2
四、瞬心线附加杆的不完全齿轮机构
瞬心线附加杆
O2 2
L
K
1
P´ O1
2 = 1(O1P / O2 P)
P´逐渐远离O1向两轮节点移动，使速度从0逐渐增到稳定值。
§7-6 凸轮式间歇运动机构
圆柱凸轮式间隙运动机构
蜗杆形凸轮间隙运动机构
1 ……
s=0.125mm
z ……
L= 5mm
z = L = 40 S
（二）棘轮转角的调整 螺母 C 丝杆
BA
D
1.改变曲柄的转角
摆杆摆角
O2 O1 遮板 2.利用遮板
（三）棘轮齿面偏斜角和棘爪轴心位置的确定（略）
l
1
2
o2 R
nN
Ff n A B
o1 3
1
l
o2 n
R
Ff A
n
N
B
o1
0
=0
(O2 A ⊥ O1A)
2. 实际啮合线B1B2上啮合；
ra1
o1 1
3. 轮1齿顶尖D与轮2齿廓接触。
（二） z>1的传动过程 z>1的传动过程可视为：
D
B2 B1 P E c
1 2
1.z=1的传动过程
ra2
2.（ z-1）个齿的普通齿的传动
o2 2
三、不完全齿轮机构的干涉问题
齿顶干涉：
开始传动时，主动轮齿顶
被从动 轮齿顶所阻，不能进
外槽轮机构
1
S1
O1
201
P´
2F02S2
O2
2
内槽轮机构
球面Байду номын сангаас轮机构
二、槽轮结构的设计
确定槽数Z、圆销数K及槽轮机构的尺寸
（一）槽数Z、圆销数K的选择
1.运动系数
=一个循环中槽轮运动的时间
E
一个循环中拨盘运动的时间
= t2 = 201 / = 201 = − 2 / z P t1 202 / 202 2 / k
槽轮机构的基本尺寸请见书本
优点：
⚫结构简单，制造容易 ⚫工作可靠，能准确控制转角 ⚫机械效率高
缺点：
⚫槽轮转角大小不能调节 ⚫槽轮始、末位置的加速度变化大、有冲击
应用：
⚫转速不高的间隙运动场合
§7-5 不完全齿轮机构
一、不完全齿轮机构
二、不完全齿轮机构的传动过程
（一）z=1的传动过程
1. 轮1齿廓与轮2齿顶尖E接触；
= k(z − 2)
2z
1
O1
P´
F S2
O2
2
为使拨盘转一周，槽轮K次 运动 时间也互不相等，如图；
（6）内槽轮机构的拨盘的圆销 数只能为1，
1
= z + 2 (z 3)
2z
2
O2
（7）槽数的选择原则
为缩短机械的工艺辅助时间，槽数不宜过多， 但槽数越多，动力特性好，运动平稳，综合考虑， 槽数z取4、6、8。 （二）槽轮机构的基本尺寸
外槽轮机构
= k(z − 2)
2z
1
O1
201
P´
20F2S2
O2
2
2.槽轮机构设计时应注意的问题
（1）要使槽轮运动， 0 ，z3；
（2）z ， ，槽轮运动时间 ；
（3）确保槽轮有停歇时间， 1 ，
k 2z
E
z−2
（4）对于K=1的槽轮机构， 0.5 ；
（5）为使拨盘转一周，槽轮K次停歇 P 时间互不相等，如右图；
=
sin2
3m
1
cos
3 1
2．0
1．0
O
δ
= 45
1 ．0
0．5
φ（°）
β（°）
90
180
270
360
O 10 20 30 40 50 60 70
10
二、双万向联轴节 用于平行轴或相交轴之间的传动。
O1 β1
ω1
ω2 β2
O2
O1 β1
ω1
O2 β2
ω2
总角速度比恒为1的两个条件
⚫1）主动轴与中间轴的夹角必须等于从动轴与中间轴的夹角 ⚫2）中间轴两端的叉面必须位于同一平面
N R
t
t
k
Ff
特点： 噪音小； 棘轮的转角可以无级调整； 运动正确性差。
2 3
o3
3´ 4
可实现超越运动
O1
1
三、齿式棘轮机构 的设计（略）
（一）模数、齿数的确定
标准模数在顶圆上，m = d a z
齿数根据所要求的棘轮的最小转角来定，例如：
牛头刨床工作台横向进给机构单头螺旋的导程L=5mm, 最小进给量s=0.125mm，棘轮模数m=5mm，求棘轮齿数，
二、万向联轴节的特点和应用
•单万向联轴节：两轴瞬时角速度变化，从动轴的平均角速 度不变
•双万向联轴节：两轴间夹角变化时，总角速比不变，如主 动轴匀速，则输出轴也匀速转动
应用：
1、单：
2、双：长距离传动、组合机床
§7-2 螺旋机构
一、工作原理和类型
由螺旋副联接相邻构件而形成的机构称为螺旋机构。
螺杆相对螺母的位移
第七章其他常用机构
§7-1 万向联轴节
一、单万向联轴节 用于传递两相交轴间的转动
y
B
β
3
D
zC
O
2
1 Ax
3 1
=
1
−
cos
sin2
cos2
1
(7 −1)
当 1
= 0或180,3max
=
1
cos
1
4
当 1 = 90或270,3min = 1 cos
= 3max
− 3min
=
1
(
1 cos
− cos )
s
=
pB
2
2
1
B
A
2
1
B
A
C
3
差动螺旋
s
=
(
pA
−
pB
)
2
C
3
复式螺旋
s = ( pA + pB ) 2 = 2 pA 2 = 2s'
特点
优：结构简单，制造方便， 能将回转运动变换为直移运动，运动准确性高，降速比大 可传递很大的轴向力， 工作平稳、无噪音，有自锁作用。
缺：效率低，需有反向机构才能反向运动。
从动件棘轮做单向间歇转动。
制动棘爪
1、轮齿式棘轮机构 特点：依靠棘齿传动，运动可靠； 棘爪在齿面上滑行时引起噪音和齿尖磨损。
1.单动式棘轮机构
2
4
3
外棘轮机构
o 1
4´ 2´ 内棘轮机构
2.双动式棘轮机构
端面棘轮机构
O2
B
B´
O1 棘条机构
3.可换向的棘轮机构 O2
B
B´
O1
2、摩擦式棘轮机构