河南科技大學機械原理總結

1、11 本課程研究的對象和內容本課程研究的對象和內容12 本課程的地位與作用本課程的地位與作用13 本課程的性質與學習方法本課程的性質與學習方法第1章 緒論14 機械原理學科發(fā)展簡述機械原理學科發(fā)展簡述 第2章 機構的結構分析21 機構的組成機構的組成22 機構運動簡圖機構運動簡圖23 平面機構自由度的計算平面機構自由度的計算 *24 機構的組成原理和結構分析機構的組成原理和結構分析1、桿組分析2、高副低代1、運動副數(shù)目計算（復合鉸鏈、重復約束）；2、局部自由度；3、虛約束；4、機構具有確定運動的條件。第第3章章 平面機構的運動分析平面機構的運動分析3 31 1 機構運動分析的任務、目的和方法機

2、構運動分析的任務、目的和方法3 32 2 用速度瞬心法作機構的速度分析用速度瞬心法作機構的速度分析3 33 3 平面機構的運動分析平面機構的運動分析-相對運動圖解法相對運動圖解法* *3 34 4 平面機構的運動分析平面機構的運動分析-解析法解析法1、直接成副的兩構件的瞬心；、直接成副的兩構件的瞬心；2、三心定理的應用。、三心定理的應用。1、同一構件上兩點間的速度和加速度關系；同一構件上兩點間的速度和加速度關系；2、影象原理影象原理；3、組成移動副的兩構件上重合點的速度與加速度組成移動副的兩構件上重合點的速度與加速度?！纠恳阎瑝K機構的位置圖，1=C，試求連桿上E點的速度vE和加速度aE

3、，并在位置圖上找出連桿2上速度為零的點P及加速度為零的點P。（寫出求解思路）ECBECBaaaVVV影像同構件兩點影像00PPV PBCP p c bVPBCPbcp影像影像pbcePEV【例】判斷下列機構是否存在哥氏加速度？ kBBa3232BBVrBBV32kBBa323232032032ABCDE1【例】在圖示各機構中，各桿尺寸已知，1為主動件，1=常數(shù)。寫出寫出求解順序求解順序,哪兩個構件之間存在哥氏加速度；哪兩個構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出哥氏加速度的方向。542DDDCBVVVVV影像542DDDCBVVVVV影像EDBBVVVV影像

4、24543DDDCBVVVVV影像注意機構的特殊位置的運動分析【例】在圖示機構中，已知構件1以等角速度1轉動，試求機構在圖示位置時，構件3上C點的速度vC及加速度aC。1BV32CBVVp321c ,b ,b1212BBBBVVV由兩構件重合點：KEEa24【題】圖示機構中，已知各構件尺寸及1 ，BCE為等腰直角三角形。試用相對運動圖解法求構件3的速度v3和構件5的速度v5；并在機構圖中標出構件2的角速度2的方向和哥氏加速度的 方向?！纠吭趫D示機構中，已知構件1以等角速度1轉動，試求機構在圖示位置時，構件3上C點的速度vC及加速度aC?！纠吭趫D示六桿機構中，已知機構運動簡圖、部分速度多邊形

5、、加速度多邊形以及原動件1 的角速度1=常數(shù)，試用相對運動圖解法求D的速度vD及加速度aD，構件5的角速度5及角加速度5。2dDV54d ,d2d2DakDDa2424DDv2【例】圖示機構中，已知lAB=lBD=lBC=lBE=lDF=lEF=20mm，1=45，1=10rad/s，試用相對運動圖解法求vC，vD，vE，vF，5，6。 （寫出求解思路）（寫出求解思路）p21b ,b62e ,e51d,d32c ,c65f ,fFEDEECCBDDBBVV,VV,VVVVV,VVV65623225121影像影像fVD【例】已知兩機構尺寸位置如圖。構件1以等角速度1順時針方向轉動。試求構件3的角

6、速度3和角加速度3。思考題：在什么情況下，需要“構件擴大”？32322222BCCCBCBCVVVVVV兩構件重合點：同一構件兩點：2323BBBBVVV兩構件重合點：構件擴大，KDDa24【題】機構如圖所示，BD=DC，驅動力矩M1、阻力Q分別作用在構件1、5上。 1用相對運動圖解法求構件5的速度 2在機構圖上畫出 的方向并寫出其大小的計算表達式。 3 若取構件1為等效構件，寫出機構的等效力矩Me的表達式（各構件重力忽略不計）。KEEa45【題】 機構如圖a）所示，已知各構件尺寸，且BC=BE=EC，力矩M1、M5分別作用在構件1、5上。1用相對運動圖解法求構件5的角速度（要求：寫出矢量方程

7、，并分析大小和方向，寫出大小的表達式）； 2在機構圖上畫出 的方向并寫出其大小的計算表達式。 3取構件1為等效構件， 寫出機構的等效力矩Me1的表達式（各構件的重力忽略不計）。第第4章章 平面機構的力分析平面機構的力分析*4-2 構件慣性力的確定構件慣性力的確定（自學）（自學）4-1 機構力分析的任務、目的和方法機構力分析的任務、目的和方法4-3 運動副中摩擦力的確定運動副中摩擦力的確定 4-4 分析平面機構的動態(tài)靜力分析分析平面機構的動態(tài)靜力分析-圖解法圖解法4-5 平面機構的動態(tài)靜力分析平面機構的動態(tài)靜力分析-解析法解析法（自學）（自學）1、摩擦系數(shù)、摩擦角、摩擦圓的概念；2、運動副中摩擦

8、力（移動副、轉動副）、總反力的求法；4-6 機械的效率機械的效率1、機械效率的計算方法：drdrPPWW)00rrMMGG（)00ddMMFF（2、機組的效率計算：串聯(lián)、并聯(lián)1、單個運動副的自鎖條件： 移動副：合外力作用在摩擦角之內。 轉動副：合外力與摩擦角相割。2、效率： 3、工作阻力：00G4-7 機械的自鎖機械的自鎖作圖法求效率作圖法求效率【題】圖示軸頸1在軸承2中沿方向轉動轉動，F(xiàn)為驅動力，為摩擦圓半徑。(1)試判斷圖A、B、C中哪個圖的總反力R21是正確的？(2)針對正確圖形，說明軸頸是勻速、加速、減速運動還是自鎖？12Faa1221RF21RF12Fa21RF說明軸頸是勻速、加速、

9、減速運動還是自鎖？【題】圖示機構，已知轉動副C處的摩擦圓及A、B運動副兩處的摩擦角如圖所示，作用原動件1上的驅動力為P，Q為生產(chǎn)阻力。試用圖解法畫出各運動副的反力（注明各力的下標）。首先明確驅動力，確首先明確驅動力，確定構件運動方向。定構件運動方向。1v212RF32RF【題】 圖示為一起重機構，設已知機構尺寸，圖中虛線圓為摩擦圓，摩擦角為，驅動力矩為M1，起重重物為W。試在下面機構位置簡圖中畫出各運動副中反力方向。 【題】 圖示曲柄滑塊機構中，設已知機構尺寸，圖中虛線圓為摩擦圓，滑塊與導路的摩擦角為，驅動力矩為Md，阻力為Fr。試在下面機構位置簡圖中畫出各運動副中反力方向（必須注明力矢量的腳

10、標）。12RF32RF43RF41RFL21RF52 平面四桿機構的類型和應用平面四桿機構的類型和應用53 平面四桿機構的基本知識平面四桿機構的基本知識54 平面四桿機構的設計平面四桿機構的設計（解析法、實驗法不要求）（解析法、實驗法不要求）第第5章章 平面連桿機構及其設計平面連桿機構及其設計51 連桿機構及其傳動特點連桿機構及其傳動特點1、鉸鏈四桿機構的三種型式：曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構2、平面四桿機構的演化型式1、平面四桿機構的曲柄存在條件2、急回特性：行程速比系數(shù)、極位夾角3、四桿機構的傳動角和死點4、鉸鏈四桿機構的運動連續(xù)性180180K11180KK共線位置之一。出現(xiàn)在曲

11、柄與機架兩次min作圖法設計：1、按給定桿的位置：置換機架、剛化搬移、作中垂線。 2、按給定的行程速比系數(shù)K設計：（1）作直角三角形外接圓法 （2）導桿機構* *55 多桿機構簡介多桿機構簡介區(qū)分幾個共線位置第第6章章 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計61 凸輪機構的組成、分類和應用凸輪機構的組成、分類和應用62 從動件的運動規(guī)律及其選擇從動件的運動規(guī)律及其選擇63 凸輪輪廓曲線的設計（圖解法、凸輪輪廓曲線的設計（圖解法、 *解析法解析法）65 凸輪機構基本尺寸的確定凸輪機構基本尺寸的確定注意解題過程的前三步：注意解題過程的前三步： 理論廓線、基圓、偏置圓（或機架軌跡圓）理論廓線、基圓、偏置圓

12、（或機架軌跡圓）1、基圓、偏置距與壓力角的關系，注意偏置方向及凸輪轉向。、基圓、偏置距與壓力角的關系，注意偏置方向及凸輪轉向。2、滾子半徑、平底尺寸。、滾子半徑、平底尺寸?！绢}】 圖示兩偏心圓盤凸輪機構，凸輪順時針轉動。試在圖上標出：（1）凸輪由當前位置轉過90時，從動件的位移s（或角位移）及壓力角。（2）標出從動件的行程h（或最大角位移max）。第第7章章 齒輪機構及其設計齒輪機構及其設計71 齒輪機構的應用及分類齒輪機構的應用及分類72 齒輪的齒廓曲線齒輪的齒廓曲線73 漸開線齒廓的嚙合特點漸開線齒廓的嚙合特點75 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76 漸開線齒廓的

13、切制原理漸開線齒廓的切制原理78 變位齒輪機構的設計計算變位齒輪機構的設計計算79 斜齒圓柱齒輪傳斜齒圓柱齒輪傳711 圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動710 蝸桿傳動蝸桿傳動74 漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸77 漸開線齒廓的根切現(xiàn)象漸開線齒廓的根切現(xiàn)象注意：注意：1、漸開線發(fā)生圖、漸開線發(fā)生圖（注意三角形）（注意三角形）2、齒輪嚙合圖、齒輪嚙合圖（注意兩個三角形）（注意兩個三角形）3、變位齒輪計算的、變位齒輪計算的4個公式個公式4、齒輪基本參數(shù)及尺寸公式、齒輪基本參數(shù)及尺寸公式 注意零變位齒輪注意零變位齒輪與標準齒輪的區(qū)別。與標準齒輪的區(qū)別。coscosco

14、scoscosaapprrrbb 1tan)(22121invzzxxinv 2coscosaa 3aaym 421yxxy【題】 圖示采用標準齒條刀具以范成法加工一漸開線標準直齒圓柱齒輪。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。試求（要求嚙合線的方向為“/”）：（1）在圖中標出齒輪的分度圓半徑r1和基圓半徑rb1。（2）寫出齒輪角速度2與齒條速度v1的關系式及齒輪齒數(shù)Z2與這兩個速度的關系式。（3）該齒輪是否被根切？簡單說明理由。（4）若該齒條為傳動齒條，根據(jù)你所作的圖說明誰主動？并在圖中標出節(jié)點P、節(jié)圓r1、節(jié)線、嚙合角。（5）標出實際嚙合線段B1B2，判斷

15、該對齒輪能否連續(xù)傳動，為什么？（有關尺寸直接從圖中量?。绢}】 齒輪與齒條無側隙嚙合如圖，試在圖上畫出：1齒條節(jié)線、齒輪節(jié)圓2嚙合角 ； 3實際嚙合線B1B24齒輪1齒廓上與齒條2齒廓上點a2相嚙合（共軛）的點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。；1N【題】 圖示一周轉輪系，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采用標準齒輪傳動，則齒輪3、4采用何種齒輪傳動類型？（保證無側隙嚙合和標準頂隙）；（2）若x3=0，試計算x4。（3）用范成法加

16、工齒輪4時是否根切？（4）齒輪2和3有什么區(qū)別？（5）計算齒輪4的齒頂圓直徑da4。（6）若齒輪3、4采用標準斜齒輪傳動來湊中心距（齒數(shù)不變，模數(shù)不變），計算螺旋角?！绢}】 已知一對漸開線圓柱齒輪傳動，安裝中心距a =140mm，z1=16，z2=18，m=8mm， =20， ha*=1，c*=0.25。保證無側隙，標準頂隙。1.若采用直齒輪，確定該對齒輪傳動的傳動類型。2.若取x2=0.2，齒輪1是否根切？并計算出齒輪1的齒頂圓半徑；3.若采用斜齒圓柱齒輪傳動，試確定出該對齒輪的螺旋角；并判斷斜齒輪1是否根切?！绢}】 已知一對漸開線圓柱齒輪傳動，安裝中心距a =67mm，傳動比i12=6/5

17、 , m= 4mm， =20， ha*=1，c*=0.25。1采用直齒輪，試設計該對齒輪傳動（要求：計算出齒輪1的齒頂圓半徑即可；齒輪2的變位系數(shù)?。簒2=0）。2若采用斜齒圓柱齒輪傳動，試確定出該對齒輪的基本參數(shù)值（不計算具體幾何尺寸）。第第8 8章章 齒輪系及其設計齒輪系及其設計81 齒輪系及其分類齒輪系及其分類82 定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比83 周轉輪系的傳動比周轉輪系的傳動比84 復合輪系的傳動比復合輪系的傳動比*88 其它形式行星齒輪傳動簡介其它形式行星齒輪傳動簡介*86 行星輪系的效率行星輪系的效率87 行星輪系設計中的幾個基本問題行星輪系設計中的幾個基本問題85 輪系的功

18、用輪系的功用1n41223445A【題】在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1= z1=20，z2=40， z3=60，z3=40，z2=20，z4=40， z6=50，蝸桿5單頭。試問：當n1= 900r/min方向如圖轉動時，求蝸輪6的轉速n6的大小和方向(標在圖上)。 zznn zznn45030021123113逆時針轉6n minr zznnn nn zznnnni150150502145030065565553252535231n41223445A八、（12分）圖示輪系，已知，504020221zzz試求n6的大小和方向。，旋向如圖，98838)( 11580165433nzzzzz【

19、機械原理模擬試題1】634152H321n zznn zznn2478020988494402098831132112逆時針轉6HHHHn minr zznnn nn138138385080247494656 zznnnniHHH233232十一、（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= 100、n1=300r/min，轉向如圖所示，試計算蝸輪6的轉速n6，并將轉向標在圖上?！緳C械原理模擬試題2】34455612131n zznn zznn1009030300759624300311321

20、12逆時針轉）（）（6n minr .zznnn n2541001425425100507575100655655 zznnnni352523253【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（說明方向并標在圖上）。min/5 11020 , -1 10 , 2046644629713817621124rnnnzznnnnizzzzzznnnzznnnHHHHHH【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

21、）。試問：當n1=13r/min，n5=240r/min方向如圖，求轉速nH的大小和方向(必須標在圖上)。【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。與電機反向）主周轉輪系：或）（副周轉輪系：速！首先確定各輪的絕對轉解：電電電min(/286.154 )( )( )(0)(34533353434513331313333113rnzznnnnnnnizznnnnnizznnnnnnnnnnnnnnihhhhhhHhHhHhHHhHHh副周轉輪系主周轉輪系10-1 作用在機械上的力與機械的運轉作用在機械上的力與機械的運轉10-2 機械系統(tǒng)的等效力學模型機械系統(tǒng)的等效力學模型*103 機械系統(tǒng)在外力作用下的真實運動規(guī)律機械系統(tǒng)在外力作用下的真實運動規(guī)律第第1010章章 機械的運轉及其速度波動的調節(jié)機械的運轉及其速度波動的調節(jié)104 機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)機械系統(tǒng)速度波動的調節(jié)1、等效轉動慣量Je（me）、等效力矩Me（Fe）的計算： 等效構件的動能=所有構件的動能之和； 等效力矩產(chǎn)生的功率=所有外力產(chǎn)生的功率之和。vdtFvmdee)212（ 1、Wmax 的計算，能量指示圖應用； 2、飛輪轉動慣量的計算及飛輪設計；*3、機械的非周期性速度波動及其