机械原理总复习教学提纲

K
按 行 程 速 比 系 数 设 计
周转副和摆转副
确
定
判 断 类
某 杆 长 范
型
围
已
知
已 知 连 杆 预 定
连
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杆
标
确定相对机架和
线
相对连杆
位
置
位
置
1 如图所示铰链四杆机构中，已知lAB=30mm，lBC=110mm，lCD=80mm，lAD=120mm，构件1 为原动件。
① 判断构件1能否成为曲柄； ② 用作图法求出构件3的最大摆角ψmax； ③ 用作图法求出最小传动角γmin； ④ 当分别固定构件1、2、3、4时，各获得何种机构？
机械原理总复习
一、机构的结构分析
构件
局部自由度 正确计算运动副数目
虚约束 杆组类型
拆杆组
1 机构
组成
运动副 运动链
机构具有确定运动条件
2 平面机构自由度计算 3 高副低代 4 机构级别的判定
曲线对曲线 曲线对点
曲线对直线 点对直线
2
2 试问图示机构运动确定与否？
1
7
6
复合铰 链
3
局部自 由度
复合 8 铰链
e4,e5
c p
b
e3
e4,e5 p
e3
VC VB VCB VE4 VE3 VE4E3
aCn aCt aBn aCn BaCt B aE4 aE3 aEk4E3 aEr 4E3
k’
e3’
c
p‘ n3’
b
b’ n2‘ c3’
e4’,e5’
三、平面连杆机构及其设计
平面连杆机构及其设计
四杆机构基本型式及其演 化型式
9
4
5
1 试求图示机构的自由度。
局部自由度
虚约束
F 3n2PL PH 3921212 1
3在图示运动链中，已知：lAB=lCD，lAF=lDE，lBC=lAD=lFE。试 求出该运动链的自由度数目，并说明该运动链是不是机构。
虚约束
F3n2PLPH3721001 原动件自 数由 目度数 1，目 是机构。
aB3aB n2aB k3B2aB r3B2
p
b3’
α3= α2 ＝0 α4＝0
p’
a4=p’b3’
b3
k’
b2’
3 图示机构中，已知主动件2的角速度ω2（ ω2为常数）用 速度和加速度多边形法求构件3、4的角速度、角加速度和构 件3上D点的速度和加速度（不考虑比例尺的具体大小）。
4 导杆机构如图示，已知lBC=25mm，lBC=40mm，lBD=10mm， 求φ1=30°，时构件2上D点的速度vD2和加速度aD2。设主动件 1以等角速ω1=10rad/s回转。
② 当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ、最小传动角γmin。
③ 设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置。
4 设计一铰链四杆机构，已知摇杆长度lCD=56mm，摇杆最大摆角ψ=40°,行程速比系数k=1.4,机架长度 lAD=45mm。试求：
5 图示机构中，已知主动件1的角速度ω1（ ω1为常数）用速度 和加速度多边形法求构件2、3的角速度、角加速度（不考虑 比例尺的具体大小）。
重合点B3(B2)
VB3 VB2VB3B2
⊥BD ⊥AB ∥CD
3
pb3 v LBD l
0
aB n3aB t3aB n2aB k3B2aB r3B2
p
b2
0 ⊥BD B→A 0
2 在图示铰链四杆机构中，已知lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=60mm，AD为机架。试问： ① 若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值；
② 若此机构为双曲柄机构，求lAB的最小值； ③ 若此机构为双摇杆机构，求lAB的取值范围。
3 如图所示的曲柄滑块机构： ① 曲柄为主动件，滑块向右运动为工作行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理 由。
加速度影像
关
系
系
两
构
件
间
速
度
及
重合点选取
加
原则和科氏
速
加速度
度
的
关
系
确定加速度角加速度
1 找出下列机构在图示位置时的所有瞬心；若已知构件1的角
速度ω1，求图示位置时构件3的速度或角速度（用表达式表
示）。
P24
vp13
P13 P12 P23
P14
p12p14 p12p23
P34
p14p34
vp13 P13
有关四杆机构的基本知识
图解法设计四杆机构
构 件 形 状 或 尺 寸 变 换
运 动 副 尺 寸 的 变 换
机 架 的 变 换
运 动 副 元 素 的 逆 换
曲 柄 存 在 的 条 件
K
行 程 速 比 系 数
)
(
传 动 角 压 力 角 与 死 点
运 动 的 连 续 性
按 连 杆 位 置 设 计
按 连 架 杆 对 应 位 置 设 计
(A正确 B错误)
6)某平面基本杆组有6个低副，其构件数
为
。
二、平面机构的运动分析
瞬心定义、数量、位置
平面机构的运动分析
直接接触：低副、高副 间接接触：三心定理
速度瞬心法
矢量方程图解法
下标补遗 多边形法
同一构件 不同点
两构件 同一点
确定速度角速度
两
三
点
点
间
间
速
速
度
度
及
及
加
加
速
速
度
度
的
速度影像和
的
关
P14 P12
P34 →∞
P23
P24
2 图示机构中，已知主动件2的角速度ω2（ ω2为常数）用速度和加速度多边形法求构件3、4的角速度、角 加速度和构件4上各点的速度和加速度（不考虑比例尺的具体大小）。
c b2
VB3VB2VB3B2 ω3= ω2 ω4＝0
∥BC ⊥AB ∥AB V4=pb3 ? ω2LAB ?
填空、选择、是非题
1）构件是机构中的
单元体，零件是机器中的
单元体。
2）两构件通过面接触而构成的运动副称为
；通过点、
线接触而构成的运动副称为
。
3）某平面基本杆组有6个低副，其构件数为
。
A 2； B 3； C 4。
4）机构具有确定的相对运动的条件是机构的自由度等于1。
（）
5)组成高副的两构件其瞬心在过接触点处的公法线上。
∥CD
b3
p’ n3’
b2’,k’
b3’
3
pb3' a LBD l
(逆时针转动）
6 在图示机构中，已知lAB=50mm，lBC=200mm，lCD=lDE=100mm， φ1=φ12，φ3=φ35=45°，ω1=10rad/s。求构件5的速度和加速度，以及 构件3的角速度和角加速度。
VC VB VCB VE4 VE3 VE4E3
4 试求图示机构的自由度，并画出高副低代的机构简图。 5 对图示机构进行高副低代，杆组分析，并说明是几级机构。
7 试对图示机构： ① 计算机构自由度。 ② 进行高副低代。
③ 若取凸轮为原动件，此机构是几级机构？若滑块为原 动件，说明此机构是几级机构，并划分杆组。
8 图示运动链能否具有确定运动并实现设计者意图？如不能， 应如何修改？画出修改后的机构简图（改进方案保持原设计 意图，原动件与输出构件的相对位置不变，固定铰链位置和 导路位置不变）。