機(jī)械原理總復(fù)習(xí)

1、機(jī)械原理總復(fù)習(xí),一、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析,1 機(jī)構(gòu),組成,機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)條件,構(gòu)件,運(yùn)動(dòng)副,運(yùn)動(dòng)鏈,2 平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算,正確計(jì)算運(yùn)動(dòng)副數(shù)目,虛約束,3,曲線對(duì)曲線,曲線對(duì)直線,曲線對(duì)點(diǎn),點(diǎn)對(duì)直線,4 機(jī)構(gòu)級(jí)別的判定,桿組類(lèi)型,拆桿組,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1 試求圖示機(jī)構(gòu)的自由度。,復(fù)合鉸鏈,局部自由度,局部自由度,復(fù)合鉸鏈,虛約束,3 計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并確定應(yīng)給原動(dòng)件的數(shù)目。,復(fù)合鉸鏈,局部自由度,4 在圖示運(yùn)動(dòng)鏈中，已知：lAB=lCD，lAF=lDE，lBC=lAD=lFE。試求出該運(yùn)動(dòng)鏈的自由度數(shù)目，并說(shuō)明該運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)遣皇菣C(jī)構(gòu)。,虛約束,5 試求圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并畫(huà)

2、出高副低代的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。,6 對(duì)圖示機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，桿組分析，并說(shuō)明是幾級(jí)機(jī)構(gòu)。,7 試對(duì)圖示機(jī)構(gòu)：,計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。,進(jìn)行高副低代。,若取凸輪為原動(dòng)件，此機(jī)構(gòu)是幾級(jí)機(jī)構(gòu)？若滑塊為原動(dòng)件，說(shuō)明此機(jī)構(gòu)是幾級(jí)機(jī)構(gòu)，并劃分桿組。,8 圖示運(yùn)動(dòng)鏈能否具有確定運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者意圖？如不能，應(yīng)如何修改？畫(huà)出修改后的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖（改進(jìn)方案保持原設(shè)計(jì)意圖，原動(dòng)件與輸出構(gòu)件的相對(duì)位置不變，固定鉸鏈位置和導(dǎo)路位置不變）。,二、平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析,平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)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(biāo)補(bǔ)遺 多邊形法,同一構(gòu)件 不同點(diǎn),兩構(gòu)件 同一點(diǎn),兩點(diǎn)間速

3、度及加速度的關(guān)系,三點(diǎn)間速度及加速度的關(guān)系,速度影像和加速度影像,兩構(gòu)件間速度及加速度的關(guān)系,重合點(diǎn)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(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的所有瞬心；若已知構(gòu)件1的角速度1，求圖示位置時(shí)構(gòu)件3的速度或角速度（用表達(dá)式表示）。,P13,p14p34,p12p23,p12p14,P14,P34 ,P24,P12,P23,P13,vp13,vp13,2 圖示機(jī)構(gòu)中，已知主動(dòng)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(diǎn)的速度和加速度（不考慮比例尺的具體大?。?。,3 圖示機(jī)構(gòu)中，已知主動(dòng)件2的角速度2（ 2

4、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(diǎn)的速度和加速度（不考慮比例尺的具體大?。?。,4 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)如圖示，已知lBC=25mm，lBC=40mm，lBD=10mm，求1=30，時(shí)構(gòu)件2上D點(diǎn)的速度vD2和加速度aD2。設(shè)主動(dòng)件1以等角速1=10rad/s回轉(zhuǎn)。,5 圖示機(jī)構(gòu)中，已知主動(dòng)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小）。,重合點(diǎn)B3(B2),BD AB CD,p,b2,b3,0 BD AB 0 CD,p,b2,k,n3,b3,6 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知lAB=50mm，lBC=200mm，lCD

5、=lDE=100mm，1=12，3=35=45，1=10rad/s。求構(gòu)件5的速度和加速度，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(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),四桿機(jī)構(gòu)基本型式及其演化型式,有關(guān)四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí),圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu),構(gòu)件形狀或尺寸變換,運(yùn)動(dòng)副尺寸的變換,機(jī)架的變換,運(yùn)動(dòng)副元素的逆換,曲柄存在的條件,行程速比系數(shù)K,傳動(dòng)角(壓力角)與死點(diǎn),運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性,按連桿位置設(shè)計(jì),按連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì),按行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì),判斷類(lèi)型,確定某桿長(zhǎng)范圍,周轉(zhuǎn)副和擺轉(zhuǎn)副,已知連

6、桿預(yù)定位置,已知連桿標(biāo)線位置,確定相對(duì)機(jī)架和相對(duì)連桿,1 如圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知lAB=30mm，lBC=110mm，lCD=80mm，lAD=120mm，構(gòu)件1為原動(dòng)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(dòng)角min；,當(dāng)分別固定構(gòu)件1、2、3、4時(shí)，各獲得何種機(jī)構(gòu)？,2 在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=60mm，AD為機(jī)架。試問(wèn)：,若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB為曲柄，求lAB的最大值；,若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求lAB的最小值；,若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求lAB的取值范圍。,3 如圖所示的曲柄滑塊機(jī)

7、構(gòu)：,曲柄為主動(dòng)件，滑塊向右運(yùn)動(dòng)為工作行程，試確定曲柄的合理轉(zhuǎn)向，并簡(jiǎn)述其理由。,當(dāng)曲柄為主動(dòng)件時(shí)，畫(huà)出極位夾角、最小傳動(dòng)角min。,設(shè)滑塊為主動(dòng)件，試用作圖法確定該機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。,4 設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿長(zhǎng)度lCD=56mm，搖桿最大擺角=40,行程速比系數(shù)k=1.4,機(jī)架長(zhǎng)度lAD=45mm。試求：,（1）曲柄長(zhǎng)度與連桿長(zhǎng)度各為多少？,（2）當(dāng)AB桿為主動(dòng)件時(shí)，最大壓力角在什么位置？在圖上標(biāo)出。,（3）該機(jī)構(gòu)在什么情況下，在什么位置出現(xiàn)死點(diǎn)位置？,5 如圖示一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD的固定鉸鏈A和D，主動(dòng)件AB的三個(gè)位置和連桿上點(diǎn)K所對(duì)應(yīng)的三個(gè)位置（尺寸從圖中量?。?。,確定連桿上鉸鏈

8、C的位置。,驗(yàn)算其主動(dòng)件是否為曲柄。,指出最小傳動(dòng)角min 的位置，并確定其數(shù)值。,它屬于何種機(jī)構(gòu)，說(shuō)明之。,四、凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型,推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其特性,用圖解法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓曲線,凸輪機(jī)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(dòng)尖端推桿凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線,擺動(dòng)尖端推桿凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線,滾子推桿和平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線,基圓半徑,壓力角,滾子半徑,平底長(zhǎng)度,1 一滾子直動(dòng)從動(dòng)件偏置的盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)以1：2的比例尺所作的如圖所示，凸輪按順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，請(qǐng)用圖解法求：,（1）從動(dòng)件最大升程；,（2）凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)60時(shí)從動(dòng)件的升

9、程；,（3）在圖上標(biāo)出凸輪回轉(zhuǎn)45時(shí)的壓力角。,2 如圖所示為一對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)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(biāo)出從動(dòng)件的升距h;,若凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在圖上標(biāo)出推程運(yùn)動(dòng)角0、遠(yuǎn)休止角01、回程運(yùn)動(dòng)角0、近休止運(yùn)動(dòng)角02；,在圖上標(biāo)出凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)45時(shí)位移S和壓力角。,五、 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),漸開(kāi)線齒廓,齒廓嚙合基本定律,漸開(kāi)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(gè)漸開(kāi)線齒輪,標(biāo)準(zhǔn)齒輪,變位齒輪,當(dāng)量齒輪,斜齒,錐齒,標(biāo)準(zhǔn)直齒,標(biāo)準(zhǔn)斜齒,

10、直齒錐齒,蝸桿蝸輪,主要參數(shù)幾何計(jì)算,定義,加工 根切現(xiàn)象 最少齒數(shù),一對(duì)漸開(kāi)線齒輪的嚙合傳動(dòng),正確嚙合：直、斜、錐、蝸桿,按要求安裝,標(biāo)準(zhǔn)中心距,非標(biāo)中心距,實(shí)現(xiàn)連續(xù)傳動(dòng),側(cè)隙、頂隙,重合度,傳動(dòng)比,1 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)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(biāo)準(zhǔn)中心距大2mm。試求：,（1）中心距a；,（2）嚙合角；,（3）有無(wú)齒側(cè)間隙；,（4）徑向間隙c；,（5）實(shí)際嚙合線長(zhǎng)度。,2 已知一對(duì)齒數(shù)相等，=20，模數(shù)m=5 mm的漸開(kāi)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(dòng)輪的頂圓，使其剛好通過(guò)彼此的極

11、限嚙合點(diǎn)。若要求重合度=1.62l，試求：,(1)兩輪齒數(shù)；,(2)齒廓曲線在分度圓上的曲率半徑；,(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(shí)，其徑向間隙c是多少?(齒輪用標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(dòng)比計(jì)算 傳動(dòng)比的大小 從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向,定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算,基本周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算,復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算,空間定

12、軸:箭頭標(biāo)注,平面定軸: 箭頭標(biāo)注或符號(hào)標(biāo)注,從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向,轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu),等式左邊符號(hào):自身、公式 等式右邊符號(hào)：符號(hào)標(biāo)注,平面,空間,等式左邊符號(hào):自身、公式 等式右邊符號(hào)：箭頭標(biāo)注（首輪與末輪軸線重合或平行時(shí)可標(biāo)正負(fù)號(hào)）,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(dòng)比i1H。,2 在圖6-6所示的復(fù)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。,3 在圖6-7所示的輪系中，已知z2=z3

13、=z4=18、z2=z3=40。設(shè)各齒輪的模數(shù)、壓力角均相等，并為標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)。求齒輪1的齒數(shù)z1及傳動(dòng)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=900/17(轉(zhuǎn)向同A、B）,5 在圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)zA=25，zB=30，zC = 60，zD=50,zE=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(wèn)齒輪F的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向如何？,七、其他常用機(jī)構(gòu),其他常用機(jī)構(gòu),槽輪機(jī)構(gòu),棘輪機(jī)構(gòu),萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié),組

14、成及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),分類(lèi),機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用,設(shè)計(jì)要點(diǎn),內(nèi) 外,可變向,摩擦式,進(jìn)給、制動(dòng)、超越、轉(zhuǎn)位及分度,棘輪轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié),槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù),槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性,槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn),單萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié),雙萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié),螺旋機(jī)構(gòu),差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu),復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu),八、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度調(diào)節(jié),1 圖示為多缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄上的等效驅(qū)動(dòng)力矩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(shè)除飛輪外其他轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不計(jì)，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(dòng)慣量JF。,2 在圖所示齒輪機(jī)構(gòu)中，主動(dòng)輪1上的驅(qū)動(dòng)力矩M1為常數(shù)，平均角速度1 = 50 rad/s，

15、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(yùn)轉(zhuǎn)階段，驅(qū)動(dòng)力矩M1的大小。 （2）為減小齒輪1的速度波動(dòng)，擬在1軸上安裝飛輪。若機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù) = 0.05，不計(jì)齒輪1和2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，所加飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為多少。,圖7-9,3 在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)力矩Med為常數(shù)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1500 r/min。當(dāng)不均勻系數(shù)=0.05時(shí)，求安裝在電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。,4 某機(jī)組在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的等效驅(qū)動(dòng)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(yùn)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(dòng)慣量。試求： F5的大小；, 裝在等效構(gòu)件上飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF； 指出max，min發(fā)生的位置。,某內(nèi)燃機(jī)的曲柄輸出力矩Md隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化曲線如圖所示，