1、機械原理總復習,一、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析,1 機構(gòu),組成,機構(gòu)具有確定運動條件,構(gòu)件,運動副,運動鏈,2 平面機構(gòu)自由度計算,局部自由度,正確計算運動副數(shù)目,虛約束,3 高副低代,曲線對曲線,曲線對直線,曲線對點,點對直線,4 機構(gòu)級別的判定,桿組類型,拆桿組,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1 試求圖示機構(gòu)的自由度。,復合鉸鏈,局部自由度,局部自由度,復合鉸鏈,虛約束,2 試問圖示機構(gòu)運動確定與否？,3在圖示運動鏈中，已知：lAB=lCD，lAF=lDE，lBC=lAD=lFE。試求出該運動鏈的自由度數(shù)目，并說明該運動鏈是不是機構(gòu)。,虛約束,4 試求圖示機構(gòu)的自由度，并畫出高副低代的機構(gòu)簡圖。

2、,5 對圖示機構(gòu)進行高副低代，桿組分析，并說明是幾級機構(gòu)。,7 試對圖示機構(gòu)：,計算機構(gòu)自由度。,進行高副低代。,若取凸輪為原動件，此機構(gòu)是幾級機構(gòu)？若滑塊為原動件，說明此機構(gòu)是幾級機構(gòu)，并劃分桿組。,8 圖示運動鏈能否具有確定運動并實現(xiàn)設計者意圖？如不能，應如何修改？畫出修改后的機構(gòu)簡圖（改進方案保持原設計意圖，原動件與輸出構(gòu)件的相對位置不變，固定鉸鏈位置和導路位置不變）。,填空、選擇、是非題 1）構(gòu)件是機構(gòu)中的 單元體，零件是機器中的 單元體。 2）兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運動副稱為 ；通過點、線接觸而構(gòu)成的運動副稱為 。 3）某平面基本桿組有6個低副，其構(gòu)件數(shù)為 。 A 2； B 3；

3、C 4。 4）機構(gòu)具有確定的相對運動的條件是機構(gòu)的自由度等于1。（ ）,5)組成高副的兩構(gòu)件其瞬心在過接觸點處的公法線上。 (A正確 B錯誤),6)某平面基本桿組有6個低副，其構(gòu)件數(shù)為 。,二、平面機構(gòu)的運動分析,平面機構(gòu)的運動分析,速度瞬心法,矢量方程圖解法,瞬心定義、數(shù)量、位置,直接接觸：低副、高副,間接接觸：三心定理,下標補遺 多邊形法,同一構(gòu)件 不同點,兩構(gòu)件 同一點,兩點間速度及加速度的關系,三點間速度及加速度的關系,速度影像和加速度影像,兩構(gòu)件間速度及加速度的關系,重合點選取原則和科氏加速度,確定速度角速度,確定加速度角加速度,1 找出下列機構(gòu)在圖示位置時的所有瞬心；若已知構(gòu)件1的

4、角速度1，求圖示位置時構(gòu)件3的速度或角速度（用表達式表示）。,P13,p14p34,p12p23,p12p14,P14,P34 ,P24,P12,P23,P13,vp13,vp13,2 圖示機構(gòu)中，已知主動件2的角速度2（ 2為常數(shù)）用速度和加速度多邊形法求構(gòu)件3、4的角速度、角加速度和構(gòu)件4上各點的速度和加速度（不考慮比例尺的具體大?。?。,c,BC AB AB ? 2LAB ?,b2,b3,3= 2 40 V4=pb3,b2,k,b3,3= 2 0 40 a4=pb3,3 圖示機構(gòu)中，已知主動件2的角速度2（ 2為常數(shù)）用速度和加速度多邊形法求構(gòu)件3、4的角速度、角加速度和構(gòu)件3上D點的速度

5、和加速度（不考慮比例尺的具體大?。?。,4 導桿機構(gòu)如圖示，已知lBC=25mm，lBC=40mm，lBD=10mm，求1=30，時構(gòu)件2上D點的速度vD2和加速度aD2。設主動件1以等角速1=10rad/s回轉(zhuǎn)。,5 圖示機構(gòu)中，已知主動件1的角速度1（ 1為常數(shù)）用速度和加速度多邊形法求構(gòu)件2、3的角速度、角加速度（不考慮比例尺的具體大?。?。,重合點B3(B2),BD AB CD,p,b2,b3,0 BD BA 0 CD,p,b2,k,n3,b3,6 在圖示機構(gòu)中，已知lAB=50mm，lBC=200mm，lCD=lDE=100mm，1=12，3=35=45，1=10rad/s。求構(gòu)件5的速

6、度和加速度，以及構(gòu)件3的角速度和角加速度。,p,b,c,e3,e4,e5,p,b,c,e3,e4,e5,p,b,n2,e3,n3,c3,k,e4,e5,三、平面連桿機構(gòu)及其設計,平面連桿機構(gòu)及其設計,四桿機構(gòu)基本型式及其演化型式,有關四桿機構(gòu)的基本知識,圖解法設計四桿機構(gòu),構(gòu)件形狀或尺寸變換,運動副尺寸的變換,機架的變換,運動副元素的逆換,曲柄存在的條件,行程速比系數(shù)K,傳動角(壓力角)與死點,運動的連續(xù)性,按連桿位置設計,按連架桿對應位置設計,按行程速比系數(shù)K設計,判斷類型,確定某桿長范圍,周轉(zhuǎn)副和擺轉(zhuǎn)副,已知連桿預定位置,已知連桿標線位置,確定相對機架和相對連桿,1 如圖所示鉸鏈四桿機構(gòu)中

7、，已知lAB=30mm，lBC=110mm，lCD=80mm，lAD=120mm，構(gòu)件1為原動件。,判斷構(gòu)件1能否成為曲柄；,用作圖法求出構(gòu)件3的最大擺角max；,用作圖法求出最小傳動角min；,當分別固定構(gòu)件1、2、3、4時，各獲得何種機構(gòu)？,2 在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=60mm，AD為機架。試問：,若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB為曲柄，求lAB的最大值；,若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，求lAB的最小值；,若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求lAB的取值范圍。,3 如圖所示的曲柄滑塊機構(gòu)：,曲柄為主動件，滑塊向右運動為工作行程，試確定曲柄的合理轉(zhuǎn)向，并簡述其理由。

8、,當曲柄為主動件時，畫出極位夾角、最小傳動角min。,設滑塊為主動件，試用作圖法確定該機構(gòu)的死點位置。,4 設計一鉸鏈四桿機構(gòu)，已知搖桿長度lCD=56mm，搖桿最大擺角=40,行程速比系數(shù)k=1.4,機架長度lAD=45mm。試求：,（1）曲柄長度與連桿長度各為多少？,（2）當AB桿為主動件時，最大壓力角在什么位置？在圖上標出。,（3）該機構(gòu)在什么情況下，在什么位置出現(xiàn)死點位置？,5 如圖示一鉸鏈四桿機構(gòu)ABCD的固定鉸鏈A和D，主動件AB的三個位置和連桿上點K所對應的三個位置（尺寸從圖中量?。?。,確定連桿上鉸鏈C的位置。,驗算其主動件是否為曲柄。,指出最小傳動角min 的位置，并確定其數(shù)值

9、。,它屬于何種機構(gòu)，說明之。,四、凸輪機構(gòu)及其設計,凸輪機構(gòu)及其設計,凸輪機構(gòu)的類型,推桿運動規(guī)律及其特性,用圖解法設計平面凸輪輪廓曲線,凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定,vmax amax,沖擊性質(zhì),沖擊位置,適用范圍,偏置直動尖端推桿凸輪機構(gòu)凸輪廓線,擺動尖端推桿凸輪機構(gòu)凸輪廓線,滾子推桿和平底推桿凸輪機構(gòu)凸輪廓線,基圓半徑,壓力角,滾子半徑,平底長度,1 一滾子直動從動件偏置的盤形凸輪機構(gòu)以1：2的比例尺所作的如圖所示，凸輪按順時針方向回轉(zhuǎn)，請用圖解法求：,（1）從動件最大升程；,（2）凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)60時從動件的升程；,（3）在圖上標出凸輪回轉(zhuǎn)45時的壓力角。,2 如圖所示為一對心移動從動件盤

10、形凸輪機構(gòu)，凸輪廓線由四段圓弧和四段直線光滑連接而成，試求：,最大壓力角發(fā)生的位置。,繪出凸輪的理論廓線；,繪出凸輪的基圓；,標出從動件的升距h;,若凸輪逆時針轉(zhuǎn)動，在圖上標出推程運動角0、遠休止角01、回程運動角0、近休止運動角02；,在圖上標出凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過45時位移S和壓力角。,五、 齒輪機構(gòu)及其設計,漸開線齒廓,齒廓嚙合基本定律,漸開線性質(zhì)及其方程,d，（嚙合、節(jié)圓），db,“四線合一”；嚙合角恒等于節(jié)圓壓力角；中心距可變。,單個漸開線齒輪,標準齒輪,變位齒輪,當量齒輪,斜齒,錐齒,標準直齒,標準斜齒,直齒錐齒,蝸桿蝸輪,主要參數(shù)幾何計算,定義,加工 根切現(xiàn)象 最少齒數(shù),一對漸開線

11、齒輪的嚙合傳動,正確嚙合：直、斜、錐、蝸桿,按要求安裝,標準中心距,非標中心距,實現(xiàn)連續(xù)傳動,側(cè)隙、頂隙,重合度,傳動比,1 一對標準漸開線直齒圓柱齒輪，已知：m=4mm，=20，Z1=25，Z2=35，ha*=1，c*=0.25,安裝中心距比標準中心距大2mm。試求：,（1）中心距a；,（2）嚙合角；,（3）有無齒側(cè)間隙；,（4）徑向間隙c；,（5）實際嚙合線長度。,2 已知一對齒數(shù)相等，=20，模數(shù)m=5 mm的漸開線直齒圓柱齒輪。為了提高其重合度而又不希望增加齒數(shù)，故增加主、從動輪的頂圓，使其剛好通過彼此的極限嚙合點。若要求重合度=1.62l，試求：,(1)兩輪齒數(shù)；,(2)齒廓曲線在分

12、度圓上的曲率半徑；,(3)兩輪的齒頂圓直徑及齒厚，并檢查齒頂齒厚是否變尖(inv20=0.014 904)；,(4)中心距為a=m(z1+z2)2時，其徑向間隙c是多少?(齒輪用標準正常齒刀具切削),解答：,(1)求兩輪齒數(shù)：作齒輪嚙合圖幫助解答，由圖可得實際嚙合線:,(2) 求分度圓上曲率半徑：,（3）求齒頂圓直徑及齒厚：,sa(0.250.4)m,齒頂變尖了。,（4）求中心距及徑向間隙：,六、輪系,輪系傳動比計算 傳動比的大小 從動輪的轉(zhuǎn)向,定軸輪系傳動比計算,基本周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算,復合輪系傳動比計算,空間定軸:箭頭標注,平面定軸: 箭頭標注或符號標注,從動輪轉(zhuǎn)向,轉(zhuǎn)化機構(gòu),等式左邊符號

13、:自身、公式 等式右邊符號：符號標注,平面,空間,等式左邊符號:自身、公式 等式右邊符號：箭頭標注（首輪與末輪軸線重合或平行時可標正負號）,分清輪系,分別列式,綜合求解,大小:,1 在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)Z1=24，Z2=20，Z2=22，Z3=26，Z4=24，Z5=20，Z5=22，Z6=26，試求傳動比i1H。,1分清輪系,周轉(zhuǎn)輪系：1-2(2)-34,周轉(zhuǎn)輪系：4-5（5）-6H,2 分別列式,3 綜合求解,2 在圖6-6所示的復合輪系中，已知各輪齒數(shù)為z1=40，z2=40，z2=20，z3=18，z4=24，z4=76，z5=20，z6=36，求i16。,1分清輪系,周轉(zhuǎn)輪系：

14、4-5-6H,定軸輪系：1-2(2)-3-4,2 分別列式,3 綜合求解,3 在圖6-7所示的輪系中，已知z2=z3=z4=18、z2=z3=40。設各齒輪的模數(shù)、壓力角均相等，并為標準齒輪傳動。求齒輪1的齒數(shù)z1及傳動比i1H。,4 在圖所示的輪系中，軸A按圖示方向以1250 r/min的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，而軸B按圖示方向以600 r/min的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)。試決定軸C的轉(zhuǎn)速大小和方向。,n5=-1350(轉(zhuǎn)向與A、B相反）,1分清輪系,周轉(zhuǎn)輪系：2-3(4)-56,定軸輪系：7-8-9,2 分別列式,3 綜合求解,5 在圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)zA=25，zB=30，zC = 60，zD=50,zE=

15、52，zF=58，齒輪A的轉(zhuǎn)速為nA=50 r/min，系桿的轉(zhuǎn)速為nG=100 r/min，它們的轉(zhuǎn)向如圖所示。試問齒輪F的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向如何？,1分清輪系,周轉(zhuǎn)輪系：F-E(D)-CG,定軸輪系：A-B,2 分別列式,3 綜合求解,七、其他常用機構(gòu),其他常用機構(gòu),槽輪機構(gòu),棘輪機構(gòu),萬向聯(lián)軸節(jié),組成及運動特點,分類,機構(gòu)特點及應用,設計要點,內(nèi) 外,可變向,摩擦式,進給、制動、超越、轉(zhuǎn)位及分度,棘輪轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié),槽輪機構(gòu)的運動系數(shù),槽輪機構(gòu)運動特性,槽輪機構(gòu)設計要點,單萬向聯(lián)軸節(jié),雙萬向聯(lián)軸節(jié),螺旋機構(gòu),差動螺旋機構(gòu),復式螺旋機構(gòu),八、機械運轉(zhuǎn)及其速度調(diào)節(jié),1 圖示為多缸發(fā)動機曲柄上的等效驅(qū)動力矩

16、Md和等效阻力矩Mr的曲線圖，圖中各塊面積所代表的盈虧功大小列于表中。曲柄平均轉(zhuǎn)速nm=300r/min。設除飛輪外其他轉(zhuǎn)動慣量不計，若要求速度不均勻系數(shù)=0.02，試求安裝在曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量JF。,2 在圖所示齒輪機構(gòu)中，主動輪1上的驅(qū)動力矩M1為常數(shù)，平均角速度1 = 50 rad/s，齒輪2上的力矩變化規(guī)律如下：,，M2 = 300 Nm；,，M2 = 0；若兩輪的齒數(shù)為z1=20，z2 = 40，試求： （1）在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段，驅(qū)動力矩M1的大小。 （2）為減小齒輪1的速度波動，擬在1軸上安裝飛輪。若機器的運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù) = 0.05，不計齒輪1和2的轉(zhuǎn)動慣量，所加飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為

17、多少。,圖7-9,3 在電動機驅(qū)動的剪床中，作用在剪床主軸上的阻力矩Mer的變化規(guī)律如圖7-7所示，等效驅(qū)動力矩Med為常數(shù)，電動機轉(zhuǎn)速為1500 r/min。當不均勻系數(shù)=0.05時，求安裝在電動機軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。,4 某機組在一個穩(wěn)定運動循環(huán)中的等效驅(qū)動力矩Mva和等效阻力矩Mvc如圖所示。由Mva和Mvc所圍成的各塊面積代表功的大小分別為F1=1500 N-m，F(xiàn)2=1000 N-m，F(xiàn)3=400 N-m，F(xiàn)4=1000 N-m。等效構(gòu)件的平均角速度m=50 rad/s，要求其運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)0.05。忽略其他構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量。試求： F5的大??；, 裝在等效構(gòu)件上飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JF； 指出max，min發(fā)生的位置。,某內(nèi)燃機的曲