《機械原理》復習-2015

1、機械原理期末復習成都工業(yè)學院2015年5月13日考試注意事項考試注意事項考試需帶計算器、鉛筆、繪圖儀器（三角板、圓規(guī)、量角器），所有圖形用鉛筆繪制。做完后應認真檢查，不要提前交卷。 第1章 緒論 第2章 機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 第3章 平面機構(gòu)的運動分析 第8章 連桿機構(gòu)及其設計 第9章 凸輪機構(gòu)及其設計 第10章 齒輪機構(gòu)及其設計 第11章 齒輪系及其設計 第12章 其他常用機構(gòu) 重點講授重點講授介紹為主介紹為主機械原理機械原理試題分值分布表試題分值分布表章節(jié)內(nèi)容選擇題填空題判斷題分析 計算題各章 分值學時緒論1121機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析21210155平面機構(gòu)的運動分析3110146平面連桿機構(gòu)及其設計

2、32210176凸輪機構(gòu)及其設計31210165齒輪機構(gòu)及其設計522101912齒輪系及其設計1110123其它常用機構(gòu)21252合 計2010106010040試題類型及說明試題 內(nèi)容比例（%）試題說明選擇題20各章基本概念、簡單分析或計算，20題，每題1分。填空題10各章基本概念、簡單分析或計算，10空，每空1分。判斷題10各章基本概念，5題，每題2分。分析、計算題606題，每題10分。主要內(nèi)容：1.機構(gòu)自由度計算（10分）2.機構(gòu)運動分析（10分）3.平面四桿機構(gòu)類型判定、工作特性分析或四桿機構(gòu)設計（10分）4.凸輪機構(gòu)設計分析（10分）5.標準直齒（或斜齒）圓柱齒輪幾何尺寸計算（10

3、分）6.組合輪系傳動比計算（10分）一. 平面機構(gòu)自由度的計算二. 用速度瞬心法進行機構(gòu)速度分析三. 平面四桿機構(gòu)的設計（1）按連桿預定的位置設計（2）按給定的急回要求設計四桿機構(gòu)四按反轉(zhuǎn)法確定推桿的位移和壓力角五. 標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算六. 復合輪系的傳動比分析、計算題 第二章第二章 機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一一. . 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成1.構(gòu)件2.運動副高副： 點、線接觸的運動副低副： 面接觸的運動副二二. . 機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖三三. . 機構(gòu)具有確定運動的條件機構(gòu)具有確定運動的條件四四. . 平面機構(gòu)自由度的計算平面機構(gòu)自由度的計算F = 3n - 2P

4、L - PH 1）復合鉸鏈3）虛約束 2）局部自由度 第三章第三章 平面機構(gòu)的運動分平面機構(gòu)的運動分析析用速度瞬心法進行機構(gòu)速度分析（1）速度瞬心法絕對瞬心： vP0相對瞬心： vP0機構(gòu)中的瞬心總數(shù)目： KN (N1)/2 兩構(gòu)件上的瞬時等速重合點（即同速點），（）速度瞬心 用Pij表示。1）速度瞬心法及其位置的確定用圖解法作機構(gòu)的運動分析用圖解法作機構(gòu)的運動分析(3/7)（）瞬心位置的確定a）通過運動副直接相連的兩構(gòu)件間的瞬心位置以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)，瞬心就在其中心處； 以移動副相聯(lián)，瞬心就在垂直于其導路的無窮遠處；用圖解法作機構(gòu)的運動分析用圖解法作機構(gòu)的運動分析(4/7)以純滾動高副相聯(lián)，瞬心就

5、在其接觸點處； 以滾動兼滑動的高副相聯(lián)，瞬心就在過其接觸點處兩高副元素的公法線上。b）不通過運動副直接相連的兩構(gòu)件間的瞬心位置 ：彼此作平面運動的三個構(gòu)件的三個瞬心必位于同一直線上。三心定理用圖解法作機構(gòu)的運動分析用圖解法作機構(gòu)的運動分析(5/7)用速度瞬心法進行機構(gòu)速度分析例1 平面鉸鏈四桿機構(gòu)例2 平面凸輪機構(gòu)舉例：求曲柄滑塊機構(gòu)的速度瞬心。舉例：求曲柄滑塊機構(gòu)的速度瞬心。P1432141234P12P34P13P24P23解：瞬心數(shù)為：解：瞬心數(shù)為：N Nn(n-1)/2n(n-1)/26 6 n=4 n=41.作瞬心多邊形圓作瞬心多邊形圓2.直接觀察求瞬心直接觀察求瞬心3.三心定律求瞬

6、心三心定律求瞬心123456123465P23P34P16P56P45P14P24P13P15P25P26P35舉例：求圖示六桿機構(gòu)的速度瞬心。舉例：求圖示六桿機構(gòu)的速度瞬心。解：瞬心數(shù)為：解：瞬心數(shù)為：N Nn(n-1)/2n(n-1)/21515 n=6 n=61.作瞬心多邊形圓作瞬心多邊形圓2.直接觀察求瞬心直接觀察求瞬心3.三心定律求瞬心三心定律求瞬心P12P46P363-113-113-113-113-11第八章第八章 平面連桿機構(gòu)及其設平面連桿機構(gòu)及其設計計一.四桿機構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機構(gòu)等腰梯形機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)逆平行四邊形機構(gòu)二.鉸鏈四桿機構(gòu)有

7、曲柄的條件最短桿長度最長桿長度其余兩桿長度之和； 組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為最短桿。（2）鉸鏈四桿機構(gòu)有曲柄的條件最短桿為連架桿或機架。（1）周轉(zhuǎn)副的條件其中第一個條件稱為桿長條件。各桿長度應滿足桿長條件； 此時不論以何桿為機架，機構(gòu)均為雙搖桿機構(gòu)。 則機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)； 當最短桿為連架桿時，如果各桿長度不滿足桿長條件， 則機構(gòu)無周轉(zhuǎn)副，則機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)；當最短桿的相對桿為機架時， 當最短桿為機架時，機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。如果鉸鏈四桿機構(gòu)各桿長度滿足桿長條件，三.急回運動和行程速比系數(shù)（1）急回運動 當主動件曲柄等速轉(zhuǎn)動時，從動件搖桿擺回的平均速度大于擺出的平均速度，搖桿的這種運動特性稱為

8、急回運動。（2）行程速比系數(shù)Kv2v1K =180 180 = 壓力角的余角，即連桿BC與從動件CD之間所夾的銳角稱為傳動角，用 表示，為了保證機構(gòu)傳力性能良好，應使min40 50。四四桿機構(gòu)的壓力角與傳動角從動件上某點所受作用力F的方向與其速度vc方向間所夾的銳角，稱為機構(gòu)的壓力角。 且 。9090 對于曲柄搖桿機構(gòu)，以搖桿CD為主動件，則當連桿與從動件曲柄共線時，機構(gòu)的傳動角0， 這時主動件CD 通過連桿作用于從動件AB上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)了不能使構(gòu)件AB 轉(zhuǎn)動的“頂死” 現(xiàn)象， 機構(gòu)的這種位置稱為“死點”。死點五五. . 平面四桿機構(gòu)的設計平面四桿機構(gòu)的設計（1）按連桿預定的

9、位置設計（2）按給定的急回要求設計四桿機構(gòu)1）已知活動鉸鏈中心的位置2）已知固定鉸鏈中心的位置例1 曲柄搖桿機構(gòu)例2 曲柄滑塊機構(gòu)例3 擺動導桿機構(gòu)第九章第九章 凸輪機構(gòu)及其設凸輪機構(gòu)及其設計計一一. .凸輪機構(gòu)的分類凸輪機構(gòu)的分類（1）按凸輪的形狀分1）盤形凸輪（移動凸輪）2）圓柱凸輪（2）按推桿形狀及運動形式分1）尖頂推桿、滾子推桿和平底推桿2）對心直動推桿、偏置直動推桿和擺動推桿（3）按保持高副接觸方法分1）力封閉的凸輪機構(gòu)2）幾何封閉的凸輪機構(gòu)二. 推桿常用的運動規(guī)律（1）多項式運動規(guī)律推程時：s = h /0在始末兩瞬時有剛性沖擊。推桿等加速推程段： s = 2h 2/02推桿等減速

10、推程段： s = h2h(0 )2/02在始、中、末三瞬時有柔性沖擊。1）一次多項式運動規(guī)律（等速運動規(guī)律）2）二次多項式運動規(guī)律（等加速等減速或拋物線運動規(guī)律）s10h 3/0315h 4/046h 5/05既無剛性沖擊，又無柔性沖擊。3）五次多項式運動規(guī)律（3-4-5多項式運動規(guī)律）（2）三角函數(shù)運動規(guī)律推程時：sh( /0)sin(2 /0) /(2)推程時：sh1cos( /0)/2在始、末兩瞬時有柔性沖擊。1）余弦加速度運動規(guī)律（簡諧運動規(guī)律）2）正弦加速度運動規(guī)律（擺線運動規(guī)律）（3）組合型運動規(guī)律既無剛性沖擊，又無柔性沖擊。三三. 凸輪輪廓曲線的設計凸輪輪廓曲線的設計1凸輪廓線設

11、計的基本原理（1）反轉(zhuǎn)法原理從動件尖頂?shù)能壽E就是凸輪輪廓曲線。 凸輪靜止不動 機架繞軸心轉(zhuǎn)動 從動件作復合運動l 隨機架以角速度-1繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動；l 以原運動規(guī)律相對于機架導路往復運動。三三. 凸輪輪廓曲線的設計凸輪輪廓曲線的設計2按反轉(zhuǎn)法確定推桿的位移和壓力角9-7 試標出試標出 a 圖在圖示位置時凸輪機構(gòu)的壓力角，凸輪從圖在圖示位置時凸輪機構(gòu)的壓力角，凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過圖示位置轉(zhuǎn)過90后推桿的位移；標出圖后推桿的位移；標出圖b 推桿從圖示位置推桿從圖示位置升高位移升高位移s 時，凸輪的轉(zhuǎn)角和凸輪機構(gòu)的壓力角。時，凸輪的轉(zhuǎn)角和凸輪機構(gòu)的壓力角。ab1) a 圖在圖示位置時凸輪機構(gòu)的壓力角，

12、圖在圖示位置時凸輪機構(gòu)的壓力角， 凸輪機構(gòu)的壓力角凸輪機構(gòu)的壓力角: 在在不計摩擦的情況下，從動件不計摩擦的情況下，從動件所受正壓力方向與力作用點所受正壓力方向與力作用點的速度方向之間所夾的銳角。的速度方向之間所夾的銳角。 從動件所受正壓力方向：從動件所受正壓力方向：滾子中心與凸輪幾何中心的滾子中心與凸輪幾何中心的連線。連線。 力作用點的速度方向：力作用點的速度方向：沿移動副導路方向。沿移動副導路方向。1) 凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90后推桿的位移；后推桿的位移； 圖示位置推桿的位移量圖示位置推桿的位移量S0應應是沿推桿的導路方向是沿推桿的導路方向(與偏距圓與偏距圓相切相切)從基圓

13、開始向外量取。從基圓開始向外量取。 凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90后后推桿的位移等于推桿從圖示位推桿的位移等于推桿從圖示位置反轉(zhuǎn)置反轉(zhuǎn)90后的位移。后的位移。 推桿從圖示位置反轉(zhuǎn)推桿從圖示位置反轉(zhuǎn)90后后的導路方向仍與偏距圓相切。的導路方向仍與偏距圓相切。其位移量其位移量S1 仍是沿推桿的導路仍是沿推桿的導路方向從基圓開始向外量取。方向從基圓開始向外量取。 凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90后推桿的位移：后推桿的位移：S=S1 -S0 應用反轉(zhuǎn)法求出推桿從應用反轉(zhuǎn)法求出推桿從圖示位置升高位移圖示位置升高位移s 時，滾子時，滾子中心在反轉(zhuǎn)運動中占據(jù)的位置。中心在反轉(zhuǎn)運動中占據(jù)的位

14、置。2) 標出圖標出圖b 推桿從圖示位置升高位移推桿從圖示位置升高位移s 時，凸輪的轉(zhuǎn)角和凸時，凸輪的轉(zhuǎn)角和凸輪機構(gòu)的壓力角。輪機構(gòu)的壓力角。 由于滾子中心所在的推由于滾子中心所在的推桿導路始終與偏距圓相切，過桿導路始終與偏距圓相切，過滾子中心作偏距圓切線，該切滾子中心作偏距圓切線，該切線即是推桿反轉(zhuǎn)后的位置。線即是推桿反轉(zhuǎn)后的位置。9-8 作作 AOA=90，并，并使使AO=AO，則，則A為推為推桿擺動中心在反轉(zhuǎn)過程桿擺動中心在反轉(zhuǎn)過程中占據(jù)的位置。中占據(jù)的位置。作出凸輪的理論廓線和作出凸輪的理論廓線和凸輪的基圓。以凸輪的基圓。以A為圓為圓心，心，A到滾子中心的距到滾子中心的距離為半徑作圓弧

15、，交理離為半徑作圓弧，交理論廓線于論廓線于C點，以點，以C為為圓心，圓心，r為半徑作圓弧為半徑作圓弧交凸輪實際廓線于交凸輪實際廓線于B點。點。則則B點為所求。點為所求。 作出凸輪的理論作出凸輪的理論廓線和凸輪的基圓。廓線和凸輪的基圓。以以A為圓心，為圓心，A到滾子到滾子中心的距離為半徑作中心的距離為半徑作圓弧，分別交基圓和圓弧，分別交基圓和理論廓線于理論廓線于C、C點，點，則則 CAC為所求的位為所求的位移角。移角。 過過C作公法線作公法線OC，過，過C作作AC的的垂線，則兩線的夾角垂線，則兩線的夾角為所求的壓力角。為所求的壓力角。9-8第十章第十章 齒輪機構(gòu)及其設齒輪機構(gòu)及其設計計一一. 齒

16、輪機構(gòu)的特點及分類齒輪機構(gòu)的特點及分類1齒輪機構(gòu)的特點齒輪傳動用來傳遞空間任意軸間的運動及動力；傳遞功率范圍大；傳動比準確；效率高、壽命長、安全可靠。制造成本較高。優(yōu)點：缺點：2齒輪機構(gòu)的分類（1）平行軸間的傳動（2）相交軸間的傳動（3）交錯軸間的傳動直齒輪傳動斜齒輪傳動人字齒輪傳動直齒圓錐齒輪傳動斜齒圓錐齒輪傳動曲線齒圓錐齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動蝸桿傳動準雙曲面齒輪傳動外嚙合傳動內(nèi)嚙合傳動齒條與齒輪傳動齒輪機構(gòu)的應用及分類齒輪機構(gòu)的應用及分類(2/2)二二. . 齒廓嚙合的基本定律齒廓嚙合的基本定律三漸開線的形成及其特點三漸開線的形成及其特點（1）漸開線的形成（2）漸開線的特性1）發(fā)生線沿基

17、圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長；2）漸開線上任意點的法線恒切于基圓；3）漸開線愈靠近基圓的部分，曲率半徑愈小；4）漸開線的形狀取決于基圓的大小；5）基圓內(nèi)無漸開線。1齒輪的基本參數(shù)模數(shù) m，其單位為mm，且已標準化了（表10-1,標準模數(shù)系列表）它是決定齒輪大小的主要參數(shù)，d = mz。它是決定齒輪齒廓形狀的主要參數(shù)。齒頂高系數(shù) ha*，其標準值為 ha* = 1。頂隙系數(shù) c*，其標準值為 c* = 0.25。上述參數(shù)即為漸開線齒輪的五個基本參數(shù)。壓力角，即分度圓壓力角，并規(guī)定其標準值為 = 20。齒數(shù) z 四四. 標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸2標準齒輪及其幾

18、何尺寸計算（1）標準齒輪 是指 m、ha*、 c*均為標準值，且e=s的齒輪。（2）標準齒輪的幾何尺寸計算一個標準齒輪的五個基本參數(shù)確定之后，其主要尺寸及齒廓形狀就完全確定。1）標準直齒輪的幾何尺寸計算2）法向齒距與基圓齒距計算五五. 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 1齒輪正確嚙合的條件2中心距及嚙合角3一對輪齒的嚙合過程及連續(xù)傳動條件六六. . 漸開線齒廓的切制原理漸開線齒廓的切制原理 1） 仿形法2）范成法采用盤形銑刀在臥銑床上加工采用指狀銑刀在立銑床上加工采用齒輪插刀在插齒機上加工采用齒輪滾刀在滾齒機上加工七七. . 斜齒圓柱齒輪、直齒圓錐齒輪、蝸輪蝸桿傳動斜齒圓柱齒輪、直齒圓錐齒輪、蝸輪蝸桿傳動 第十一章第十一章 齒輪系及其設計齒輪系及其設計一一. 齒輪系的分類齒輪系的分類（1）定軸輪系（普通輪系）（2）周轉(zhuǎn)輪系二二. . 定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比 所有從動輪齒數(shù)的連乘積所有主動輪齒數(shù)的連乘積方向：畫箭頭1轉(zhuǎn)化機構(gòu)法三三.