机械原理考试大纲

机械原理考试大纲

1、 绪论

⑴容

①机械原理的研究对象及基本概念

②机械原理课程的容及在教学中的地位、任务和作用

③机械原理学科的的发展趋势

⑵基本要求

①明确本课程的研究对象和容。

②明确本课程的地位、任务和作用。

③对本学科的发展趋势有所了解。

⑶重点、难点

本章重点是“本课程研究的对象和容”。对零件、构件、机器、机构、机械等名词和概念要弄得很清楚，对机器与机构的特征和区别要清楚。比如：零件与构件的不同之处在于零件是机器有制造单元而构件是机器的运动单元，这些都应熟练掌握。

2、 平面机构的结构分析

⑴容

①研究机构结构的目的

②运动副、运动链和机构

③平面机构运动简图

④平面机构的组成原理和结构分析

⑵基本要求

①能计算平面运动链的自由度并判断其具有确定运动的条件。

②能绘制机构运动简图。

③能进行机构的组成原理和结构分析。

⑶重点、难点

何谓约束？约束数与自由度数的关系如何？平面低副（转动副和移动副）和高副各具有几个约束，其自由度为多少？

平面机构自由度F=32n P P L H --。要注意式中n 为活动构件数而不是所有构件数，P L 为平面低副数，P H 为平面高副数。为使F 计算正确，必须正确判断n 、P L 、P H 的数目，因此要注意该机构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束等。对于复合铰链，只要注意到，计算运动副数目时不弄错就行了；局部自由度常出现在有滚子的部分；而虚约束的出现较难掌握，应认真领会课堂讲解中所列可能出现虚约束的几种情况。

能正确分析机构的组成原理，平面连杆机构的高副低代，杆组级别判断。

3、 平面机构的运动分析

⑴容

①研究机构运动分析的目的和方法

②用相对运动图解法求机构的速度和加速度

③用解析法机构的位置、速度和加速度

⑵基本要求

①能用图解法对机构进行运动分析。

②能用解析法对机构进行运动分析。

⑶重点、难点

相对运动图解法（又称向量多边形法）为本章的重点容。所讨论的问题有两类。一类是在同一构件上两点间的速度和加速度的关系；一类是组成移动副两构件的重合点间的速度和加速度的关系。这两类问题都可以通过建立矢量方程式，作速度多边形和加速度多边形来解题。要注意一个矢量方程只能解两个未知数，若超过两个则要通过与其它点之间新的矢量方程式来联立求解。在解题时要充分利用速度、加速度影像原理，以期达到简捷、准确的目的。

关于后一类问题，是否存在哥氏加速度是其中的关键，判断方法如下：

1）两构件组成移动副，但只有相对移动，而无共同转动时，重合点间加速度关系中无哥氏加速度。

2）若两构件组成移动副，即有相对移动又有共同转动时，重合点间加速度关系中必存在哥氏加速度。

4、平面机构的力分析和机器的机械效率

⑴容

①研究机构力分析的目的和方法

②构件惯性力的确定

③运动副中摩擦力的确定

④不考虑摩擦力的机构力分析

⑤速度多边形杠杆法

⑥考虑摩擦力的机构力分析

⑦机器的运动和功能关系

⑧机器的机械效率和自锁

⑨瞬时效率计算及自锁分析示例

⑵基本要求

①掌握运动副中的摩擦力计算。

②能对简单的机械分析其效率及自锁条件。

③能用速度多边形杠杆法求平衡力或平衡力矩。

⑶重点、难点

本章节与理论力学有相同部分，要弄清摩擦系数与摩擦角、当量摩擦系数与当量摩擦角以及摩擦圆的概念。弄清移动副中的摩擦力与转动副中的摩擦力以及与总反力的关系，要充分理解总反力这一概念，以及总反力作用方向的确定。能熟练作出力三角形，关键在于力三角形中各个角度的确定，角度对了，那么力也就算对了。

掌握用速度多边形杠杆法求平衡力或平衡力偶距的方法，这一原理在后面的章节“机器的运转及其速度波动的调节”中还要用到。也可以在后面用到时反过来再学习这一部分容。

5、掌握机械效率的定义以及用功、功率、力或力矩之比的表达式；能计算串联、并联和

混联的机械效率。理解自锁的条件，在解题时能运用自如。特别在斜面传动的效率上，能够确定滑块正反行程的效率与自锁条件，以及在螺旋和蜗杆蜗轮传动效率上运用，关键在于作出正确的力三角形。效率都是通过力的形式来进行计算。在进行效率的计算过程中，也有捷径可走，如已列出正行程的效率表达式，那么，反行程的效率表达式只要把摩擦角φ改成-φ就行了。这样就节省大量时间。

6、平面机构的平衡和机器的运转及其速度波动的调节

⑴容

①平衡的目的和分类

②刚性回转件的平衡

③研究机器运转及其速度波动调节的目的

④机器等效动力学模型

⑤机器周期性速度波动的调节方法和飞轮设计

⑵基本要求

①掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法。

②了解建立单自由度机械系统等效动力学模型及运动方程式的方法。

③了解飞轮调速原理。

⑶重点、难点

掌握刚性转子静、动平衡的原理；弄清楚研究机器运转及其速度波动调节的目的。机器运转速度的波动有两种不同的形态，一种是周期性速度波动，另一种是非周期性速度波动。这里要弄清周期性速度波动的调节问题，调速的方法是在机器中安装一个具有较大转动惯量的回转构件——飞轮，了解机器产生周期性速度波动和非周期性波动的原因，飞轮的作用及飞轮的调速原理，

7、平面连杆机构及其设计

⑴容

①平面连杆机构的特点及其设计的基本问题

②平机四杆机构的基本型式及其演化

③平面四杆机构的主要工作特性

⑵基本要求

①了解铰链四杆机构的基本型式、演化和应用。

②对曲柄存在条件、传动角、死点和极位、行程速度变化系数等有明确的概念。

③能按行程速度变化系数设计四杆机构。

⑶重点、难点

连杆机构设计的两类基本问题是：1）实现已知的运动规律；2）实现已知的轨迹。

本章要弄清的一些基本概念：如整转副、摆动副、机架、连架杆、连杆、曲柄、摇杆等等。

重点要掌握以下几个问题：

1）铰链四杆机构有曲柄条件

①最长杆与最长杆之长度和小于其它两杆之和（简称“杆长之和条件”，是具有二个整转副构件和条件）；②最短杆为连架杆或机架。这两个条件必须同时满足，否则在机构