機(jī)械原理復(fù)習(xí)提綱

1、機(jī)械原理考試指南一、考試對(duì)象及基本要求考試對(duì)象為機(jī)械類專業(yè)的本科學(xué)生，目的在于測(cè)驗(yàn)應(yīng)試學(xué)生是否達(dá)到應(yīng)有水平，要求學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)器動(dòng)力學(xué)的基本理論和基本知識(shí)，學(xué)會(huì)常用基本機(jī)械的分析和綜合。考試以基本概念、基本原理和基本方法為主。二、考試內(nèi)容緒論機(jī)構(gòu)和機(jī)器的概念第一章機(jī)構(gòu)的構(gòu)型分析（1）基本概念：構(gòu)件、零件、運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)副的分類：空間副：球面副、環(huán)副、圓柱副、圓柱 - 平面副、球面 - 平面副平面副：轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、螺旋副（2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：會(huì)用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的簡(jiǎn)圖表示機(jī)構(gòu)的圖形。例：（3）正確計(jì)算自由度主要是平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算，要注意虛約束、局部自由度和復(fù)合鉸鏈問題。（4）機(jī)構(gòu)的組成原

2、理能夠?qū)C(jī)構(gòu)進(jìn)行拆分成有主動(dòng)件和機(jī)架組成的主動(dòng)鏈和由其余桿副組成的自由度為0 的從動(dòng)鏈。例（以上計(jì)算自由度的機(jī)構(gòu)的拆分）要求：習(xí)題 1-6 、1-10 要會(huì)做。也可以對(duì)上述自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)的級(jí)別進(jìn)行判斷（高副機(jī)構(gòu)會(huì)高副低代）。第二章機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析了解機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的和方法，對(duì)簡(jiǎn)單基本機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。2、1 三心定理速度瞬心的概念，三心定理的應(yīng)用，用速度瞬心法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的速度分析。習(xí)題 3-1 例 1：確定以下各機(jī)構(gòu)在圖示位置的所有瞬心（在圖上標(biāo)出） 。例 2，如圖所示導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)尺寸： lAB=0.051m ，lAC=0.114m,w1 =5rad/s。試用瞬心法確定：機(jī)構(gòu)在圖示位置導(dǎo)桿3 的角速

3、度 w3 的大小和方向。例 3，圖示的凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪的角速度 1=10s-1，R=50mm，lA0=20mm，試求當(dāng) =0°、 45°及 90°時(shí)，構(gòu)件 2 的速度 v。例4，l AB=0.110m，lBC=l AD =0.205m，lCD=0.150m, 1例 3=5rad/s。 試用瞬心法確定 ：機(jī)構(gòu)在圖示位置（ 1 =17o）C 點(diǎn)的速度 vc,以及構(gòu)件 2 上（即 BC 線上或其沿長(zhǎng)線上） 速度最小點(diǎn) E 的位置及其速度 vE 的大小、方向。例 42.2平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析主要是二級(jí)機(jī)構(gòu)的分析，能夠根據(jù)簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)建立其運(yùn)動(dòng)方程式，求其速度及加速度表達(dá)式。

4、對(duì)其計(jì)算機(jī)應(yīng)用在考試時(shí)不要求。習(xí)題2-6 、 2-7例 1， 圖示的曲柄搖塊機(jī)構(gòu)， lAB =30mm，lAC =100mm， lBD =50mm， lDE=40mm， 1=45°，等角速度 1=10rad/s，求點(diǎn) E、D 的速度和加速度，構(gòu)件 3 的角速度和角加速度。例 2，圖示正弦機(jī)構(gòu)，曲柄 1 長(zhǎng)度 l 1=0.05m，角速度 1=20rad/s（常數(shù)），試確定該機(jī)構(gòu)在 1=45°時(shí)導(dǎo)桿 3 的速度v3 與加速度 a3。例 2機(jī)構(gòu)的等效變換本次考試不在出題范圍第 3 章 平面機(jī)構(gòu)綜合31 平面連桿機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其特點(diǎn)，演化機(jī)構(gòu)的方法和形式。

5、3.2 平面連桿機(jī)構(gòu)的工作特性1. 運(yùn)動(dòng)特性：存在曲柄的條件，急回運(yùn)動(dòng)特性， 如何依照各桿長(zhǎng)度判別鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的型式？例 1、圖示擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中， AB 桿勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)。若 AC 2 AB ，那么，其擺桿的行程速度變化系數(shù)為何值？又若擺桿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)為回程，要求有比工作行程較大的平均速度，那么，應(yīng)如何選擇AB 桿的轉(zhuǎn)向？例 2，試回答圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)存在的幾何條件。若 AB 桿等角速轉(zhuǎn)動(dòng)， 題 1 圖而滑塊向右移動(dòng)為回程。要求回程比工作行程少占用時(shí)間，那么，應(yīng)如何選取 AB 桿的轉(zhuǎn)向？例 3 ，圖示鉸鏈 四桿機(jī) 構(gòu)，已 知： lBC=50mm ， lCD=35mm ， lAB=30mm ，AD

6、 為機(jī)架，（1）若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)械，且 AB 為曲柄，求 lAB 的最大值：（2）若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求lAB 的范圍；題 3圖（3）若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求lAB 的范圍。322傳力特性1機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角：概念及繪制，習(xí)題8-3 會(huì)做例：畫出圖示各機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角。圖中標(biāo)注箭頭的構(gòu)件為原動(dòng)件。2. 死點(diǎn)：弄清楚概念，并能夠判斷死點(diǎn)位置就可以。 3.3 實(shí)現(xiàn)給定剛體位置的四桿機(jī)構(gòu)綜合對(duì)平面旋轉(zhuǎn)矩陣的掌握，能夠應(yīng)用平面旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行分析。對(duì)剛體導(dǎo)引的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)給定連架桿對(duì)應(yīng)位置的四桿機(jī)構(gòu)和給定形成速比系數(shù)的四桿機(jī)構(gòu)綜合方法要理解，對(duì)幾何建模和數(shù)學(xué)建模方法要了解，對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)能夠利用圖解法求解相

7、關(guān)參數(shù)。例 1，圖示機(jī)床變速箱中操縱滑動(dòng)齒輪的操縱機(jī)構(gòu)，已知滑動(dòng)齒輪行程 H=60mm， lDE=100mm，lCD=120mm，l AD =250mm，其相互位置如圖所示。當(dāng)滑動(dòng)齒輪在行程的另一端時(shí)，操縱手柄朝垂直方向，試設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。題 1 圖例 2，設(shè)計(jì)一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)， 已知滑塊的行程速度變化系數(shù) K=1.5，滑塊的沖程 lC1C2=50mm，導(dǎo)路的偏距 e=20mm，求曲柄長(zhǎng)度 l AB 和連桿長(zhǎng)度 lBC 。題 2 圖例 3，試用圖解法設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。已知其急回系數(shù)K=1.2 ，機(jī)架長(zhǎng)lAD =0.1m，搖桿長(zhǎng)lCD=0.075m，搖桿的右極限位置與機(jī)架間的夾角1=45o。試確

8、定曲柄長(zhǎng)l AB 和連桿長(zhǎng) lBC。例 4，如圖 3.6.4-1所示，要求設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，給定兩連架桿的三組對(duì)應(yīng)位置分別為1=60o, 1=60o； 2=105o, 2=90o； 3=150o, 3=120o。 并選定 a=50mm。試確定其余各桿的長(zhǎng)度 b、c、 d。例 5， 如圖 3.6.4-2 所示，要求設(shè)計(jì)一搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，給定搖桿與滑塊三組對(duì)應(yīng)位置 : 1=60o s1=40mm； 2=90o,s2=30mm； 3=120o，s3=20mm 。試用解析法設(shè)計(jì)確定搖桿長(zhǎng) a,連桿長(zhǎng) b 和偏距 e 。第 4 章 凸輪機(jī)構(gòu)綜合對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律及選擇原則、機(jī)構(gòu)壓力角有明確概

9、念，掌握盤形凸輪輪廓線的設(shè)計(jì)方法。4.1從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律、余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律和正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)（沖擊情況、加速度情況，運(yùn)動(dòng)線圖的表達(dá)式）應(yīng)用矢量旋轉(zhuǎn)求解偏置直動(dòng)尖端推桿盤形凸輪、 擺動(dòng)尖端擺桿盤形凸輪以及滾子從動(dòng)桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)廓線坐標(biāo)方程的確定。參看習(xí)題 4-2 、4-3 、4-5 、4-6注意：在 360 度范圍內(nèi)，升程、回程分別表示。例 1，試用作圖法設(shè)計(jì)偏置尖端移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知條件如圖所示。 r0=40mm,e=10mm,h=36mm 。并討論所設(shè)計(jì)的凸輪廓線出現(xiàn)什么情況？對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)工作有何影響？例 2，設(shè)計(jì)一偏

10、置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪回轉(zhuǎn)方向及從動(dòng)件初始位置如圖所示。已知偏距 e=10mm，基圓半徑 r0=40mm，滾子半徑 rT=10mm，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下： =150°， S=30°， =120°， S=60°，從動(dòng)件在推程以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升，行程 h=20mm；回程以等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律返回原處，試?yán)L出從動(dòng)件位移線圖及凸輪輪廓曲線。第 5 章 齒輪機(jī)構(gòu)綜合掌握齒輪嚙合基本定律、漸開線性質(zhì)、齒輪基本參數(shù)及其嚙合特性，會(huì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒輪傳動(dòng)的基本尺寸。了解變位齒輪的概念。著重了解斜齒輪有關(guān)參數(shù)計(jì)算。例 1：一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜 齒圓 柱齒 輪的基本參數(shù)

11、為 zl =20 ， z 2 =40 ， mn =8mm， AN=20°， 18°， B 30mm。試求 ； 1)p n 及 pt 2)d l 、 d2 、 da1 、 da2 、 df 1 、 df 2 、 a； 3) ； 4)Z v 1 ，及 ZV2例 2：一對(duì) 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪 的基 本參數(shù)為 z1 =21 ， z2 =22 ， mn =2mm， N=20 °， a =54mm，要求不用變位而湊配中心距離時(shí)，這對(duì)斜齒輪的螺旋角應(yīng)為多少 ?例 3, 當(dāng) =20o， =1 的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒根圓和基圓重合時(shí)，其齒數(shù)應(yīng)為多少？當(dāng)齒數(shù)大于所求的數(shù)值時(shí)，基圓

12、與根圓哪個(gè)大？例 4, 已知一對(duì)外嚙合漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，標(biāo)準(zhǔn)中心距a=160mm，z1=20 ,z 2=60 。 試求兩齒輪的模數(shù) m和分度圓半徑 r 1 、r 2。若兩齒輪實(shí)際中心距加大1mm安裝，試求其嚙合角。例 5, 已知斜齒圓柱齒輪的參數(shù)為： n=20°， =1.0 ， z=12。為了使它在用滾刀范成法加工時(shí)不致產(chǎn)生根切，則其分度圓柱螺旋角 應(yīng)取多大？此部分內(nèi)容主要以參數(shù)計(jì)算為主， 尤其是斜齒輪， 但必須了解直齒輪、 斜齒輪和錐齒輪的行程原理，特點(diǎn)。第 6 章 輪系及其設(shè)計(jì)了解輪系的分類和應(yīng)用，會(huì)計(jì)算輪系的傳動(dòng)比。包括大小及方向核心是輪系傳動(dòng)比的計(jì)算：書上52 頁(yè)的 3

13、-12 、3-13 ，會(huì)作即可。主要是傳動(dòng)比的大小及方向。習(xí) 題習(xí)題 1,已知圖示輪系的 z12234。試求14。1=18, z =20,z=22,z =58,z =60i習(xí)題 2，如圖所示為一變速行星輪系。通過制動(dòng)塊 A ，B分別固定輪 3或輪 6可以輸出不同的轉(zhuǎn)速 nH.已知 z1 42 53 61試求分別固定輪與輪 時(shí)的H。z= 20, z Z= 25, zz= 70, n1000 r /min.36n習(xí)題 2習(xí)題 3習(xí)題 3，在圖示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為z2=z3=20， z1=z2=25，題 4z4=100， z5 =20。試求傳動(dòng)比 i 15。題 4，在圖示的電動(dòng)絞車減速器輪系中

14、，已知各輪齒數(shù)為z =24， z=52，z =21， z=78，z =18，12233z4=30，z5=78。試求傳動(dòng)比 i 15。第7章其他常用機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介本章主要了解相關(guān)機(jī)構(gòu)的概念及原理，棘輪機(jī)構(gòu)的原理和特點(diǎn)，槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性和組成1.外槽輪機(jī)構(gòu)當(dāng)選用4 槽 4 銷以及選用 6 槽 3 銷時(shí)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)各為多少？2. 外槽輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)為什么不能太少，但也不宜過多？常取的槽數(shù)為多少？第 8 章 機(jī)構(gòu)的力分析了解運(yùn)動(dòng)副中摩擦對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的影響， 會(huì)判斷某些簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的自鎖條件。 掌握機(jī)械效率的兩種表示方式及其與自鎖的關(guān)系，死區(qū)的概念。例：1、從受力的觀點(diǎn)來看，轉(zhuǎn)動(dòng)副中出現(xiàn)自鎖的條件是

15、什么？2、在求機(jī)構(gòu)的摩擦力及分析其能否自鎖時(shí)，往往視機(jī)構(gòu) （或構(gòu)件）處于等速運(yùn)動(dòng)或?qū)?dòng)而未動(dòng)的狀態(tài)，這是何意？3、圖所示為一焊接用的楔形夾具，利用此夾具將兩塊待焊接的工件 1 和 1預(yù)先夾緊。圖中 2 為夾具本體， 3 為楔體。如已知各接觸面間的摩擦系數(shù)均為 f 。試確定此夾具的自鎖條件（即當(dāng)工件被壓緊后，楔題 3圖塊 3 不會(huì)自動(dòng)松脫的條件） 。4、機(jī)械效率小于零的物理意義是什么？機(jī)械會(huì)產(chǎn)生何種現(xiàn)象？5、 如圖所示，滑塊 2 在斜槽面中滑動(dòng)。已知滑塊重Q=100N，平面摩擦系數(shù) f=0.12，槽面角 =30o，斜面傾角 =30o。試求滑塊上升時(shí)驅(qū)動(dòng)力 P（平行于斜面）的大小以及該斜面機(jī)構(gòu)的效率。第9章 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)題 5 圖概念：機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)，機(jī)械功率平衡方法。例:1、一般機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程分為哪三個(gè)階段？每個(gè)階段中外力、運(yùn)動(dòng)和功能關(guān)系有何特點(diǎn)?2.在什么情況下機(jī)械才會(huì)作周期性速度波動(dòng)？速度波動(dòng)有何危害? 如何調(diào)節(jié)？3、飛輪為什么可以調(diào)速？能否利用飛輪來調(diào)節(jié)非周期性速度被動(dòng)，為什么?4、能否說 Emax 對(duì)應(yīng)max、Emin 對(duì)應(yīng)min？第10章 機(jī)械的平衡概念：動(dòng)平衡、靜平衡，動(dòng)平衡與靜平衡的關(guān)系例：1、“回轉(zhuǎn)構(gòu)件的平衡”的含意是什么？哪一類回轉(zhuǎn)構(gòu)件的平衡屬于靜平衡？2、在什么條件下需要進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的靜平衡？使轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件達(dá)到靜平衡