機(jī)械原理復(fù)習(xí)提綱 - 圖文-

1、機(jī)械原理考試指南一、考試對象及基本要求考試對象為機(jī)械類專業(yè)的本科學(xué)生,目的在于測驗應(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)器動力學(xué)的基本理論和基本知識,學(xué)會常用基本機(jī)械的分析和綜合?？荚囈曰靖拍?、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、運動副、運動鏈運動副的分類: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)動副、移動副、螺旋副(2機(jī)構(gòu)運動簡圖:會用構(gòu)件和運動副的簡圖表示機(jī)構(gòu)的圖形。例: (3正確計算自由度主要是平面機(jī)構(gòu)的自由度計算,要注意虛約束、局部自由度和復(fù)合鉸鏈問題。 (4機(jī)構(gòu)的組成原理能夠?qū)C(jī)構(gòu)

2、進(jìn)行拆分成有主動件和機(jī)架組成的主動鏈和由其余桿副組成的自由度為0的從動鏈。例(以上計算自由度的機(jī)構(gòu)的拆分要求:習(xí)題1-6、1-10要會做。也可以對上述自由度計算機(jī)構(gòu)的級別進(jìn)行判斷(高副機(jī)構(gòu)會高副低代。第二章 機(jī)構(gòu)的運動分析了解機(jī)構(gòu)運動分析的目的和方法,對簡單基本機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析。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的角速度w3的大小和方向。 例3,圖示

3、的凸輪機(jī)構(gòu)中,凸輪的角速度1=10s -1,R =50mm ,l A0=20mm ,試求當(dāng)=0°、45°及90°時,構(gòu)件2的速度v 。例4,l AB =0.110m ,l BC =l AD =0.205m ,l CD =0.150m,1 =5rad/s 。試用瞬心法確定:機(jī)構(gòu)在圖示位置(1 =17ºC 點的速度v c ,以及構(gòu)件2上(即BC 線上或其沿長線上速度最小點E 的位置及其速度v E的大小、方向。例 4 例32.2 平面連桿機(jī)構(gòu)的運動分析主要是二級機(jī)構(gòu)的分析,能夠根據(jù)簡單機(jī)構(gòu)建立其運動方程式,求其速度及加速度表達(dá)式。對其計算機(jī)應(yīng)用在考試時不要求。

4、習(xí)題2-6、2-7例1, 圖示的曲柄搖塊機(jī)構(gòu), l AB =30mm ,l AC =100mm ,l BD =50mm ,l DE =40mm ,1=45°,等角速度1=10rad/s ,求點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°時導(dǎo)桿3的速度v 3與加速度a3。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3.1 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,演化機(jī)構(gòu)的方法和形式。3.2平面連桿機(jī)構(gòu)的工作特性1.運動特性:存在曲柄的

5、條件,急回運動特性,如何依照各桿長度判別鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的型式?例1、圖示擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中,AB 桿勻角速轉(zhuǎn)動。若AB AC 2=,那么,其擺桿的行程速度變化系數(shù)為何值?又若擺桿順時針方向轉(zhuǎn)動為回程,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,而滑塊向右移動為回程。要求回程比工作行程少占用時間,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 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)

6、構(gòu),求lAB 的范圍; (3若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu),求lAB 的范圍。 1.機(jī)構(gòu)的傳動角:概念及繪制,習(xí)題8-3會做例2題1圖 題3圖例:畫出圖示各機(jī)構(gòu)的傳動角。圖中標(biāo)注箭頭的構(gòu)件為原動件。2.死點:弄清楚概念,并能夠判斷死點位置就可以。3.3 實現(xiàn)給定剛體位置的四桿機(jī)構(gòu)綜合對平面旋轉(zhuǎn)矩陣的掌握,能夠應(yīng)用平面旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行分析。對剛體導(dǎo)引的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、實現(xiàn)給定連架桿對應(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,對幾何建模和數(shù)學(xué)建模方法要了解,對簡單機(jī)構(gòu)能夠利用圖解法求解相關(guān)參數(shù)。例1,圖示機(jī)床變速箱中操縱滑動齒輪的操縱機(jī)構(gòu),已知滑動齒輪行程H =60mm ,l DE =100mm

7、 ,l CD =120mm ,l AD =250mm ,其相互位置如圖所示。當(dāng)滑動齒輪在行程的另一端時,操縱手柄朝垂直方向,試設(shè)計此機(jī)構(gòu)。例2,設(shè)計一偏置曲柄滑塊機(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l C1C2=50mm ,導(dǎo)路的偏距e =20mm ,求曲柄長度l AB 和連桿長度l BC 。例3,試用圖解法設(shè)計一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。已知其急回系數(shù)K=1.2,機(jī)架長l AD =0.1m ,搖桿長l CD =0.075m ,搖桿的右極限位置與機(jī)架間的夾角1=45º。試確定曲柄長l AB 和連桿長l BC 。 第4章凸輪機(jī)構(gòu)綜合對凸輪機(jī)構(gòu)的從動件常用運動規(guī)律及選擇原則、機(jī)構(gòu)

8、壓力角有明確概念,掌握盤形凸輪輪廓線的設(shè)計方法。4.1 從動件運動規(guī)律設(shè)計等速運動規(guī)律、等加速等減速運動規(guī)律、五次多項式運動規(guī)律、余弦加速度運動規(guī)律和正弦加速度運動規(guī)律的特點(沖擊情況、加速度情況,運動線圖的表達(dá)式應(yīng)用矢量旋轉(zhuǎn)求解偏置直動尖端推桿盤形凸輪、擺動尖端擺桿盤形凸輪以及滾子從動桿盤形凸輪機(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)計偏置尖端移動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知條件如圖所示。r0=40mm,e=10mm,h=36mm 。并討論所設(shè)計的凸輪廓線出現(xiàn)什么情況?對凸輪機(jī)構(gòu)工作有何影響? 例2,設(shè)計一偏置直

9、動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu),凸輪回轉(zhuǎn)方向及從動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r T=10mm,從動件運動規(guī)律如下:=150°,S=30°,=120°,S=60°,從動件在推程以簡諧運動規(guī)律上升,行程h=20mm;回程以等加速等減速運動規(guī)律返回原處,試?yán)L出從動件位移線圖及凸輪輪廓曲線。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，會計算標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒 輪傳動的基本尺寸。了解變位齒輪的概念。著重了解斜齒輪有關(guān)參數(shù)計算。 例 1： 一 對 標(biāo) 準(zhǔn) 斜 齒 圓 柱 齒 輪 的 基 本 參 數(shù) 為 z l =

10、20， z 2 =40， m n =8mm， A N =20°， 18°， B 30mm。 試 求 ； 1p n 及 p t 2d l 、 d 2 、 d a 1 、 d a 2 、 d f 1 、 d f 2 、 a； 3 ； 4Z v 1 ， 及 Z V 2 例 2： 一 對 標(biāo) 準(zhǔn) 斜 齒 圓 柱 齒 輪 的 基 本 參 數(shù) 為 z 1 =21， z 2 =22， m n =2mm， N =20°， a =54mm， 要 求 不 用變位而湊配中心距離時，這對斜齒輪的螺旋角應(yīng)為多少? 例 3, 當(dāng)a=20º， =1 的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒根圓和

11、基圓重合時，其齒數(shù)應(yīng)為多少？ 當(dāng)齒數(shù)大于所求的數(shù)值時，基圓與根圓哪個大？ 例 4,已知一對外嚙合漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，標(biāo)準(zhǔn)中心距 a=160mm，z1=20 ,z2=60 。 試求兩 齒輪的模數(shù) m 和分度圓半徑 r1、r2。若兩齒輪實際中心距加大 1mm 安裝，試求其嚙合角a´。 例 5, 已知斜齒圓柱齒輪的參數(shù)為：an=20°， =1.0，z=12。為了使它在用滾刀范成法加工時 不致產(chǎn)生根切，則其分度圓柱螺旋角b應(yīng)取多大？ 此部分內(nèi)容主要以參數(shù)計算為主，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。 第 6 章 輪系及其設(shè)計 了解輪系的分類和應(yīng)用，

12、會計算輪系的傳動比。包括大小及方向 核心是輪系傳動比的計算：書上 52 頁的 3-12、3-13，會作即可。主要是 傳動比的大小及方向。 習(xí)題1,已知圖示輪系的z1=18, z2=20,z2=22,z3=58,z4=60。試求i14。 習(xí) 題 1 習(xí)題2，如圖所示為一變速行星輪系。通過制動塊A，B分別固定輪3或輪6可以輸出不同的轉(zhuǎn)速nH. 已知z1z4 = 20, z2Z5 = 25, z3z6 = 70, n11000 r /min.試求分別固定輪3與輪6時的nH。 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， z4=100，

13、z5=20。試求傳動比 i15。 題 4，在圖示的電動絞車減速器輪系中，已知各輪齒數(shù)為 z1=24， z2=52，z2´=21，z3=78，z3´=18，z4=30，z5=78。試求傳動比 i15。 第7章 其他常用機(jī)構(gòu)簡介 6 題4 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，槽輪機(jī)構(gòu)的運動特性和組成 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，機(jī)構(gòu)的運動系數(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 了解運動副中摩擦對機(jī)構(gòu)運動的影響， 會判斷某些簡單機(jī)構(gòu)的自鎖條

14、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、從受力的觀點來看，轉(zhuǎn)動副中出現(xiàn)自鎖的條件是什么？ 2、在求機(jī)構(gòu)的摩擦力及分析其能否自鎖時，往往視機(jī)構(gòu)（或構(gòu)件）處 于等速運動或?qū)佣磩拥臓顟B(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 不會自動松脫的條件） 。 4、機(jī)械效率小于零的物理意義是什么？機(jī)械會產(chǎn)生何種現(xiàn)象？ 5、如圖所示，滑塊 2 在斜槽面中滑動。已知滑塊重 Q=

15、100N，平面 摩擦系數(shù) f=0.12，槽面角q=30º ，斜面傾角l=30º 。試求滑塊上升時驅(qū) 動力 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)動力學(xué) 概念：機(jī)械的真實運動，機(jī)械功率平衡方法。 例: 1、一般機(jī)械的運轉(zhuǎn)過程分為哪三個階段？每個階段中外力、運動和功能關(guān)系有何特點? 2.在什么情況下機(jī)械才會作周期性速度波動？速度波動有何危害? 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，為什么? 4、能否說 Emax 對應(yīng)wmax、Emin 對應(yīng)wmin？ 第10章 機(jī)械的平衡 概念：動平衡、靜平衡，動平衡與靜平衡的關(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)動構(gòu)件的靜平衡？使轉(zhuǎn)動構(gòu)件達(dá)到靜平衡的條件是什么? 在什 么條件下必須進(jìn)行轉(zhuǎn)動構(gòu)件的動平衡？使轉(zhuǎn)