[工學(xué)]機(jī)械原理總結(jié)

1、§1－1 本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容,§1－2 本課程的地位與作用,§1－3 本課程的性質(zhì)與學(xué)習(xí)方法,第1章 緒論,§1－4 機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展簡(jiǎn)述,第2章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析,§2－1 機(jī)構(gòu)的組成,§2－2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,§2－3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算,*§2－4 機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析,1、桿組分析2、高副低代,1、運(yùn)動(dòng)副數(shù)目

2、計(jì)算（復(fù)合鉸鏈、重復(fù)約束）；2、局部自由度；3、虛約束；4、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。,第3章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析,§3－1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的任務(wù)、目的和方法,§3－2 用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析,§3－3 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析---相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法,*§3－4 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析---解析法,1、直接成副的兩構(gòu)件的瞬心；2、三心定理的應(yīng)用。,1、同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系；2、

3、影象原理；3、組成移動(dòng)副的兩構(gòu)件上重合點(diǎn)的速度與加速度。,【例】已知曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的位置圖，?1=C，試求連桿上E點(diǎn)的速度vE和加速度aE，并在位置圖上找出連桿2上速度為零的點(diǎn)P及加速度為零的點(diǎn)P’。（寫出求解思路）,,,,,,【例】判斷下列機(jī)構(gòu)是否存在哥氏加速度？,,【例】在圖示各機(jī)構(gòu)中，各桿尺寸已知，1為主動(dòng)件，ω1=常數(shù)。寫出求解順序,哪兩個(gè)構(gòu)件之間存在哥氏加速度；試列出矢量方程；作出速度圖；并在存在哥氏加速度處標(biāo)出哥氏加速度的方

4、向。,注意機(jī)構(gòu)的特殊位置的運(yùn)動(dòng)分析,,【例】在圖示機(jī)構(gòu)中，已知構(gòu)件1以等角速度ω1轉(zhuǎn)動(dòng)，試求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)，構(gòu)件3上C點(diǎn)的速度vC及加速度aC。,,,,,【題】圖示機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件尺寸及ω1 ，ΔBCE為等腰直角三角形。試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求構(gòu)件3的速度v3和構(gòu)件5的速度v5；并在機(jī)構(gòu)圖中標(biāo)出構(gòu)件2的角速度ω2的方向和哥氏加速度的 方向。,【例】在圖示機(jī)構(gòu)中，已知構(gòu)件1以等角速度ω1轉(zhuǎn)動(dòng)，試求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)，構(gòu)件3

5、上C點(diǎn)的速度vC及加速度aC。,,,【例】在圖示六桿機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、部分速度多邊形、加速度多邊形以及原動(dòng)件1 的角速度ω1=常數(shù)，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求D的速度vD及加速度aD，構(gòu)件5的角速度ω5及角加速度?5。,,,,,,,,【例】圖示機(jī)構(gòu)中，已知lAB=lBD=lBC=lBE=lDF=lEF=20mm，?1=45°，ω1=10rad/s，試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求vC，vD，vE，vF，ω5，ω6。 （寫出求解思路）,,

6、,,,,,,,,,,D,【例】已知兩機(jī)構(gòu)尺寸位置如圖。構(gòu)件1以等角速度ω1順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。試求構(gòu)件3的角速度ω3和角加速度?3。,思考題：在什么情況下，需要“構(gòu)件擴(kuò)大”？,,,,,,【題】機(jī)構(gòu)如圖所示，BD=DC，驅(qū)動(dòng)力矩M1、阻力Q分別作用在構(gòu)件1、5上。 1．用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求構(gòu)件5的速度 2．在機(jī)構(gòu)圖上畫出 的方向并寫出其大小的計(jì)算表達(dá)式。 3． 若取構(gòu)件1為等效構(gòu)件，寫出機(jī)構(gòu)的等效力矩Me的表達(dá)式（各

7、構(gòu)件重力忽略不計(jì)）。,【題】 機(jī)構(gòu)如圖a）所示，已知各構(gòu)件尺寸，且BC=BE=EC，力矩M1、M5分別作用在構(gòu)件1、5上。1．用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求構(gòu)件5的角速度（要求：寫出矢量方程，并分析大小和方向，寫出大小的表達(dá)式）； 2．在機(jī)構(gòu)圖上畫出 的方向并寫出其大小的計(jì)算表達(dá)式。 3．取構(gòu)件1為等效構(gòu)件， 寫出機(jī)構(gòu)的等效力矩Me1的表達(dá)式（各構(gòu)件的重力忽略不計(jì)）。,,,第4章 平面機(jī)構(gòu)的力分析,*§4-

8、2 構(gòu)件慣性力的確定（自學(xué)）,§4-1 機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法,§4-3 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定,§4-4 分析平面機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析---圖解法,§4-5 平面機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析---解析法（自學(xué)）,1、摩擦系數(shù)、摩擦角、摩擦圓的概念；2、運(yùn)動(dòng)副中摩擦力（移動(dòng)副、轉(zhuǎn)動(dòng)副）、總反力的求法；,§4-6 機(jī)械的效率,1、單個(gè)運(yùn)動(dòng)副的自鎖條件： 移動(dòng)副：合外力作用在

9、摩擦角之內(nèi)。 轉(zhuǎn)動(dòng)副：合外力與摩擦角相割。2、效率： 3、工作阻力：,§4-7 機(jī)械的自鎖,【題】圖示軸頸1在軸承2中沿?方向轉(zhuǎn)動(dòng)，F(xiàn)為驅(qū)動(dòng)力，?為摩擦圓半徑。(1)試判斷圖A、B、C中哪個(gè)圖的總反力R21是正確的？(2)針對(duì)正確圖形，說明軸頸是勻速、加速、減速運(yùn)動(dòng)還是自鎖？,,說明軸頸是勻速、加速、減速運(yùn)動(dòng)還是自鎖？,【題】圖示機(jī)構(gòu)，已知轉(zhuǎn)動(dòng)副C處的摩擦圓及A、B運(yùn)動(dòng)副

10、兩處的摩擦角?如圖所示，作用原動(dòng)件1上的驅(qū)動(dòng)力為P，Q為生產(chǎn)阻力。試用圖解法畫出各運(yùn)動(dòng)副的反力（注明各力的下標(biāo)）。,首先明確驅(qū)動(dòng)力，確定構(gòu)件運(yùn)動(dòng)方向。,,,,,,,,,【題】 圖示為一起重機(jī)構(gòu)，設(shè)已知機(jī)構(gòu)尺寸，圖中虛線圓為摩擦圓，摩擦角為φ，驅(qū)動(dòng)力矩為M1，起重重物為W。試在下面機(jī)構(gòu)位置簡(jiǎn)圖中畫出各運(yùn)動(dòng)副中反力方向。,【題】 圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知機(jī)構(gòu)尺寸，圖中虛線圓為摩擦圓，滑塊與導(dǎo)路的摩擦角為φ，驅(qū)動(dòng)力矩為Md，阻力為Fr。試在

11、下面機(jī)構(gòu)位置簡(jiǎn)圖中畫出各運(yùn)動(dòng)副中反力方向（必須注明力矢量的腳標(biāo)）。,,,,,,,,§5－2 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用,§5－3 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí),§5－4 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（解析法、實(shí)驗(yàn)法不要求）,第5章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),§5－1 連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn),1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種型式：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)2、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化型式,1、平面四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存

12、在條件2、急回特性：行程速比系數(shù)、極位夾角3、四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角和死點(diǎn)4、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)連續(xù)性,作圖法設(shè)計(jì)：1、按給定桿的位置：置換機(jī)架、剛化搬移、作中垂線。 2、按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)：1）作直角三角形外接圓法

13、 2）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),*§5－5 多桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介,第6章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),§6－1 凸輪機(jī)構(gòu)的組成、分類和應(yīng)用,§6－2 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其選擇,§6－3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)（圖解法、 *解析法）,§6－5 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定,注意解

14、題過程的前三步： 理論廓線、基圓、偏置圓（或機(jī)架軌跡圓）,1、基圓、偏置距與壓力角的關(guān)系，注意偏置方向及凸輪轉(zhuǎn)向。2、滾子半徑、平底尺寸。,,【題】 圖示兩偏心圓盤凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。試在圖上標(biāo)出：（1）凸輪由當(dāng)前位置轉(zhuǎn)過90°時(shí)，從動(dòng)件的位移s（或角位移φ）及壓力角?。（2）標(biāo)出從動(dòng)件的行程h（或最大角位移φmax）。,,,,,,,,,,,第7章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),§7－1

15、 齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類,§7－2 齒輪的齒廓曲線,§7－3 漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn),§7－5 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng),§7－6 漸開線齒廓的切制原理,§7－8 變位齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算,§7－9 斜齒圓柱齒輪傳,§7－11 圓錐齒輪傳動(dòng),§7－10 蝸桿傳動(dòng),§7－4 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸,§7－7

16、 漸開線齒廓的根切現(xiàn)象,注意：1、漸開線發(fā)生圖（注意三角形）2、齒輪嚙合圖（注意兩個(gè)三角形）3、變位齒輪計(jì)算的4個(gè)公式4、齒輪基本參數(shù)及尺寸公式,注意零變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的區(qū)別。,【題】 圖示采用標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具以范成法加工一漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。刀具的基本參數(shù)及速度v1已知，被加工齒輪的軸心O至刀具分度線的距離為L(zhǎng)。試求（要求嚙合線的方向?yàn)椤?”）：（1）在圖中標(biāo)出齒輪的分度圓半徑r1和基圓半徑rb1。（2）寫出齒輪角速度ω

17、2與齒條速度v1的關(guān)系式及齒輪齒數(shù)Z2與這兩個(gè)速度的關(guān)系式。（3）該齒輪是否被根切？簡(jiǎn)單說明理由。（4）若該齒條為傳動(dòng)齒條，根據(jù)你所作的圖說明誰主動(dòng)？并在圖中標(biāo)出節(jié)點(diǎn)P、節(jié)圓r1?、節(jié)線、嚙合角??。（5）標(biāo)出實(shí)際嚙合線段B1B2，判斷該對(duì)齒輪能否連續(xù)傳動(dòng)，為什么？（有關(guān)尺寸直接從圖中量取）,,,【題】 齒輪與齒條無側(cè)隙嚙合如圖，試在圖上畫出：1．齒條節(jié)線、齒輪節(jié)圓2．嚙合角?? ； 3．實(shí)際嚙合線B1B24．齒輪1齒廓

18、上與齒條2齒廓上點(diǎn)a2相嚙合（共軛）的點(diǎn)a1 ； 5．若以該齒條為刀具范成加工齒輪，由圖判斷這樣加工出來的齒輪是否產(chǎn)生根切？并說明理由。,；,；,,,,【題】 圖示一周轉(zhuǎn)輪系，已知各輪齒數(shù)：z1=50，z2=30， z3=30，z4=48；各齒輪m=1mm， ?=20?，ha*=1，c*=0.25。（1）若齒輪1、2采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，則齒輪3、4采用何種齒輪傳動(dòng)類型？（保證無側(cè)隙嚙合和標(biāo)準(zhǔn)頂隙）；（2）若x3=0，試計(jì)算x4。（

19、3）用范成法加工齒輪4時(shí)是否根切？（4）齒輪2和3有什么區(qū)別？（5）計(jì)算齒輪4的齒頂圓直徑da4。（6）若齒輪3、4采用標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)來湊中心距（齒數(shù)不變，模數(shù)不變），計(jì)算螺旋角β。,【題】 已知一對(duì)漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)，安裝中心距a ?=140mm，z1=16，z2=18，m=8mm， ?=20?， ha*=1，c*=0.25。保證無側(cè)隙，標(biāo)準(zhǔn)頂隙。1.　若采用直齒輪，確定該對(duì)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)類型。2.　若取x2=0.2，齒

20、輪1是否根切？并計(jì)算出齒輪1的齒頂圓半徑；3.　若采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，試確定出該對(duì)齒輪的螺旋角；并判斷斜齒輪1是否根切。,,【題】 已知一對(duì)漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)，安裝中心距a ?=67mm，傳動(dòng)比i12=6/5 , m= 4mm， ?=20?， ha*=1，c*=0.25。1．采用直齒輪，試設(shè)計(jì)該對(duì)齒輪傳動(dòng)（要求：①計(jì)算出齒輪1的齒頂圓半徑即可；②齒輪2的變位系數(shù)?。簒2=0）。2．若采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，試確定出該對(duì)齒輪的基本參

21、數(shù)值（不計(jì)算具體幾何尺寸）。,,,第8章 齒輪系及其設(shè)計(jì),§8－1 齒輪系及其分類,§8－2 定軸輪系的傳動(dòng)比,§8－3 周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比,§8－4 復(fù)合輪系的傳動(dòng)比,*§8－8 其它形式行星齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介,*§8－6 行星輪系的效率,§8－7 行星輪系設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本問題,§8－5 輪系的功用,【題】在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=

22、z1?=20，z2=40， z3=60，z3?=40，z2?=20，z4=40， z6=50，蝸桿5單頭。試問：當(dāng)n1= 900r/min方向如圖轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求蝸輪6的轉(zhuǎn)速n6的大小和方向(標(biāo)在圖上)。,,八、（12分）圖示輪系，已知,試求n6的大小和方向。,【機(jī)械原理模擬試題1】,十一、（10分）圖示輪系中，已知z1=24、z1?=30、z2= 96、z3=90、z3?=100， z4=80、z4?=40，z5= 50、z5?=1，z6=

23、 100、n1=300r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示，試計(jì)算蝸輪6的轉(zhuǎn)速n6，并將轉(zhuǎn)向標(biāo)在圖上。,【機(jī)械原理模擬試題2】,,【題】圖示輪系，已知z1=1，z2=50，z3=z4=z5=z6=30，z7=60，z8=z9=15， n1=1000r/min（方向如圖）。求nH的大小和方向（說明方向并標(biāo)在圖上）。,【題】在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=30，z2=20， z2?=40， z4=50，z4?=100，蝸桿5單頭（右旋）。試問：當(dāng)n

24、1=13r/min，n5=240r/min方向如圖，求轉(zhuǎn)速nH的大小和方向(必須標(biāo)在圖上)。,,,【例】在圖示輪系中，已知n1= 1440r/min，各輪齒數(shù)為：z1= z2=20， z3=60，z4=90， z5=210，求n3。,,,副周轉(zhuǎn)輪系,主周轉(zhuǎn)輪系,§10-1 作用在機(jī)械上的力與機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn),§10-2 機(jī)械系統(tǒng)的等效力學(xué)模型,*§10－3 機(jī)械系統(tǒng)在外力作用下的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,第10章 機(jī)械

25、的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié),§10－4 機(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié),1、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je（me）、等效力矩Me（Fe）的計(jì)算： 等效構(gòu)件的動(dòng)能=所有構(gòu)件的動(dòng)能之和； 等效力矩產(chǎn)生的功率=所有外力產(chǎn)生的功率之和。,1、?Wmax 的計(jì)算，能量指示圖應(yīng)用； 2、飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算及飛輪設(shè)計(jì)；*3、機(jī)械的非周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)。,2、運(yùn)動(dòng)方程式：

26、 及3種形式,【題】 圖示為某機(jī)器主軸作周期性穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)在一個(gè)周期（2π）內(nèi)的等效阻力矩Mr圖（力矩單位Nm），等效驅(qū)動(dòng)力矩Md為常數(shù)。試求：（1）一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)的最大盈虧功⊿Wmax。（2）判斷主軸在一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)轉(zhuǎn)速最高和最低的位置。,【題】某機(jī)械等效構(gòu)件穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)周期的等效驅(qū)動(dòng)力矩和等效阻力矩變化情況如圖所示，并已計(jì)算出曲線包圍的各塊面積所代表的盈虧功值(圖中所標(biāo)數(shù)值)。試畫出功能增

27、量指示圖，計(jì)算出最大盈虧功△Wmax ，并指出等效構(gòu)件角速度?max與?min的位置。,,§11-1 機(jī)械平衡的目的及內(nèi)容,§11-2 剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算,第11章 機(jī)械的平衡,*§11-3 撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡簡(jiǎn)述,*§11-4 平面機(jī)構(gòu)的平衡,6—3 圖示一曲軸，已知兩個(gè)不平衡質(zhì)量位置如圖，試判斷該軸是否靜平衡？是否動(dòng)平衡？若不平衡，求下列兩種情況下在兩個(gè)平衡基面I、II上需加的平