機械原理復習

1、2022-3-29機械原理總復習第二章平面機構的結構分析第三章平面機構的運動分析 第八章平面連桿機構第九章凸輪機構 第十章齒輪機構第十一章輪系第十二章其它常用機構第六章機械的平衡第七章機械的運轉及速度波動的調節(jié)2022-3-29 1、填空 2、問答 3、作圖題 4、計算題 5、設計題2022-3-29考試題型 1一、簡答題：（本題共4小題，每題5分，共20分）小知識點：填空或簡答的方式，如周轉輪系分為哪兩種？推桿有幾種運動規(guī)律?大題： 1、自由度的計算 2、輪系的計算 3、平衡和調速 4、齒輪參數(shù)計算 5、凸輪的設計 6、平面四桿機構的設計 2022-3-29題題2 216(a)16(a)F=

2、3n 2PL PH =1 =342512022-3-29 例：圖示為龍門刨床工作臺的變速機構，J、K為電磁制動器，設已知各輪的齒數(shù)， 求J、K分別剎車時的傳動比i1B。3=3=60,1=5=30JA331254KB解 1)剎住J時 123為定軸輪系定軸部分： i131/3周轉部分： iB35(3-B)/(0-B)連接條件： 33聯(lián)立解得：BBBi33111B543為周轉輪系33將兩者連接-z3/z1=1-3/BJ)1 ( 3513zzzz=-z5/z3=-32022-3-29A331254KB2) 剎住K時(3=3=60,1=5=30)A-123為周轉輪系1周轉輪系1： i A13(1 - A

3、 ) /(0 -A )周轉輪系2： iB53(5-B )/(0-B )連接條件： 5A 聯(lián)立解得：總傳動比為兩個串聯(lián)周轉輪系的傳動比的乘積。B543為周轉輪系25A將兩者連接-z3 /z1-z3/z5 i1A i5BJKB5ABBi11BA51)1)(1(5 313zzzz)1 (13zzA1i1A)1 (5 3zzB5i5B11A15B=92022-3-29 習題：已知某機組作用在主軸上的阻力矩變化曲線如圖所示，驅動力矩為常數(shù)，主軸的平均角速度為：m=25 rad/s,不均勻系數(shù)0.02，求驅動力矩；最大盈虧功Wmax；安裝在主軸飛輪的轉動慣量J；主軸最大轉速和最小轉速在圖中的位置及大小。M

4、r2N-m5/403/4/2/47/43/21005002022-3-29解：1)求Md , 在一個循環(huán)內，Md和Mr所作的功相等，于是：作代表 Md的直線如圖。2Md1002400（/4）2解上式得 Md200 NmMr2N-m5/403/4/2/47/43/2100500Md2022-3-292)求WmaxMr2N-m5/403/4/2/47/43/2100500MdW1100/250；200W2300/475W3100/250；W4300/475W5100/250。作能量指示圖WmaxWmax100 Nm2022-3-293)求JF由能量指示圖可知：Mr2N-m5/403/4/2/47/

5、43/2100500Md200Wmax在/2處有最大轉速；在3/2處有最小轉速。222max13.2502. 025100mkgWJmF主軸最大轉速和最小轉速在圖中的位置。/s 75.24202. 012521minradmad/s 25.25202. 012521maxrm2022-3-292022-3-29 10-26、550902022-3-2926026025026046045026026023542326015.757.857.85sS位移=s-s步驟：1、理論廓線2、基圓3、偏心圓4、根據(jù)題目要求作圖注意：位移從基圓量起！基圓在理論廓線上！壓力角也在理論廓線上標注！導軌方向與偏心圓

6、相切！s注意！位移從基圓量起基圓在理論廓線上壓力角也在理論廓線上標注導軌方向與偏心圓相切 紅色的圓一定要畫，否則O1怎么出來的？步驟：1、理論廓線2、基圓3、偏心圓4、根據(jù)題目要求作圖o12022-3-29習題課例1：圖示為一偏心圓盤凸輪機構，轉動中心在A點，幾何中心在O點，求：畫出此凸輪機構的基圓、偏心圓、行程H。用作圖法畫出凸輪從圖示位置轉過90時，從動件的位移及壓力角。OABH90畫基圓畫偏心圓位移：s=s1-s2s1s22022-3-29例2：圖示為一偏心圓盤滾子從動件凸輪機構，轉動中心在A點，幾何中心在O點，求：畫出此凸輪機構的基圓、理論輪廓曲線。用作圖法畫出凸輪的行程H，機構在圖示

7、位置時的壓力角。OABH畫基圓畫理論輪廓曲線2022-3-29例3：圖示為偏置直動從動件盤形凸輪機構，凸輪為偏心圓，轉動中心在A點，幾何中心在O點，試用反轉法原理在圖中作圖并標出：凸輪從圖示位置與從動件B點接觸轉至在C點接觸時的凸輪轉角。畫出機構在圖示位置時的壓力角。從動件與凸輪在C點接觸時的位移S。0S畫偏心圓畫基圓OABC2022-3-29例4：圖示凸輪機構中，凸輪輪廓線為一完整的圓，轉動中心在A點，幾何中心在O點，試用反轉法原理在圖中畫出并標出：從動件從最低位置移動至圖示位置時凸輪轉角 。畫出機構在圖示位置時的壓力角及從動件的位移S。OABB1B1為從動件處于最低位置S畫基圓畫偏心圓=3

8、60 2022-3-29例5：圖示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構，已知AB段為凸輪的推程輪廓曲線：標出圖示位置凸輪機構的壓力角。標出推程運動角。畫出從動件的升程H。Or0AB畫偏心圓H2022-3-292022-3-292022-3-292022-3-293a4AbBC偏置曲柄滑塊機構e3a4AbBC偏置曲柄滑塊機構emin思考題8-10: =90. max 和 min, 出現(xiàn)在曲柄AB與機架共線的位置. 2022-3-292022-3-292022-3-292022-3-29sereddstg220/2022-3-292022-3-292022-3-292022-3-292022-3-292

9、022-3-292022-3-292022-3-292022-3-292022-3-292022-3-292022-3-292022-3-292022-3-292022-3-29 勤奮耕耘、好好復習。勤奮耕耘、好好復習。 預祝大家取得好收獲！預祝大家取得好收獲！2022-3-29第二章平面機構的結構分析 機器(machines) 、機構(mechanisms) 、機械(machinery)、原動件(driving link)、從動件(driven link)、機架(frame)、運動副(kinematic pairs)、高副(high pair)、低副(lower pair)、轉動副(revo

10、lute pair)(回轉副)、移動副 (sliding pair)。自由度(Degree of freedom of mechanism or DOF) 、約束(constraints)等。 一、基本概念： 二、機構運動簡圖 定義；運動副、構件(link) 、常用機構表達方法；平面機構運動簡圖的繪制。2022-3-29 五、機構的組成原理及其結構分類：基本機構(basic mechanism)；基本桿組(Assur groups)。 四、機構具有確定運動的條件： 機構的原動件數(shù)等于機構的自由度數(shù)(自由度大于零) 三、平面機構自由度的計算： F3n2PLPH注意：復合鉸鏈(compound h

11、inge)、局部自由度(passive DOF) 、虛約束(redundant constraint)的判斷及 處理。2022-3-29題題2 216(a)16(a)F=3n 2PL PH =1 =342512022-3-292022-3-29F=3n 2PL PH =1 =3721002022-3-29取構件取構件AB為原動件時，是為原動件時，是II級機構級機構2022-3-29取構件取構件EG為原動件時，是為原動件時，是III級機構級機構2022-3-29二、矢量方程圖解法： 瞬心的定義、絕對速度瞬心(absolute instant centre) 、相對速度瞬心(relative in

12、stant centre)、瞬心數(shù)的確定(number of instant centre) 、瞬心的求解（直接觀察法(direct to observe the method) 、三心定理(theorem of three centres) 及應用(applications) 。一、速度瞬心法：第三章 平面機構的運動分析同一構件上兩點速度和加速度之間的關系(relation of the velocity and the acceleration between two points in the same link)速度多邊形(或速度圖解) (velocity polygon)加速度多邊形

13、(或加速度圖解) (acceleration polygon)2022-3-292.兩構件重合點的速度及加速度的關系解題關鍵： 以作平面運動的構件為突破口，基準點和 重合點都應選取該構件上的鉸鏈點，否則已知條件不足而無法求解。2022-3-29 2.判斷哥式加速度(Coriolis acceleration)的存在及其方向判斷下列幾種情況取B點為重合點時有無ak 無ak 無ak 有ak 有ak 有ak 有ak 有ak 有ak B123B123B1231B23B123B123B123B123 2022-3-29解一解一:VG=2AG=4GD4=2AG/GD過過F點作點作FEBC(延長線延長線)，

14、交，交BC于于E點，點，VEminVC=4CD3CF3=4CD/CFVE=3EF3412BCDA15P23P34P41P21P31P24E2FGEx3-6 Ex3-6 2022-3-29平面四桿機構曲柄搖桿機構(crank-rocker)第四章平面連桿機構及其設計 平面連桿機構的基本形式是平面四桿機構。一、平面連桿機構的類型：鉸鏈四桿機構雙曲柄機構(double-crank)雙搖桿機構(double-rocker)單移動副機構雙移動副機構二、鉸鏈四桿機構的演化(variation)：移動副代替轉動副(replacing a revolute pair with a sliding pair)變

15、更桿件長度變更機架(taking different links as the frame)擴大轉動副(enlarging a revolute pair)2022-3-29曲柄存在的條件(conditions for having a crank) ： LmaxLminLiLj 最短桿為連架桿或機架三、曲柄搖桿機構的工作特性 p116急回運動特性(quick return characteristics)： 極位夾角(crank acute angle between the two limiting positions)、 擺角(angular stroke of the rocker)、

16、 行程速度變化系數(shù)(coefficient of travel speed variation)壓力角(pressure angle)和傳動角(transmission angle)： 出現(xiàn)最小傳動角的位置， 曲柄滑塊機構最小傳動角出現(xiàn)的位置， 導桿機構傳動角的確定。死點位置(dead-points)2022-3-29四、平面四桿機構的設計：按照給定連桿位置設計四桿機構按照給定的行程速度變化系數(shù)設計四桿機構2022-3-29第九章凸輪機構及其設計 一、分類：凸輪機構盤形凸輪(plate)凸輪(cam)形狀移動凸輪(translating)圓柱凸輪(cylindrical) 推桿形狀(follo

17、wer) 封閉方法推桿運動形式(motion type) 尖頂推桿(knife-edge) 滾子推桿(roller) 平底推桿(flat-faced)直動推桿(translating)擺動推桿(oscillating)對心直動推桿(in-line)偏置直動推桿(offset) 力封閉(force-closed)幾何封閉(form-closed)2022-3-29基本概念基圓(base circle)、基圓半徑、推程(rise) 、 推程運動角、遠休止角、回程(return) 、回程運動角、 近休止角、行程(升程)(lift)、壓力角(pressure angle) 。二、常用推桿的運動規(guī)律：p

18、153常用運動形式：運動規(guī)律動力特性沖擊性質發(fā)生位置適用場合等速運動 剛性沖擊 開始點、終止點 低速輕載等加速等減速 柔性沖擊 開始點、中點、終止點 中速輕載簡諧運動 柔性沖擊 開始點、終止點 中低速重載擺線運動 無沖擊 中高速輕載 2022-3-29三、盤形凸輪輪廓曲線設計：設計原理：相對運動原理對心(偏置)直動尖頂從動件盤形凸輪輪廓曲線設計對心(偏置)直動滾子從動件盤形凸輪輪廓曲線設計對心直動平底從動件盤形凸輪輪廓曲線設計擺動尖頂從動件盤形凸輪輪廓曲線設計擺動滾子從動件盤形凸輪輪廓曲線設計擺動平底從動件盤形凸輪輪廓曲線設計設計方法：反轉法(principle of inversion)：2

19、022-3-29四、主要設計參數(shù)的選擇：p164壓力角小，省力，量取壓力角：基圓半徑： 滾子半徑：基圓半徑小滾子半徑應小于理論輪廓的最小曲率半徑結構緊湊，最小曲率半徑小壓力角大正確偏置2022-3-29第十章齒輪機構及其設計 一、齒輪機構的分類：二、齒廓曲線：p176用于平行軸傳動的齒輪機構用于相交軸傳動的齒輪機構用于交錯軸傳動的齒輪機構概念：節(jié)點(pitch point)、節(jié)圓(pitch circle)齒廓嚙合基本定律(fundamental law of gearing) ：常數(shù)popoi1221三、漸開線齒廓 的嚙合特點：漸開線(involutes)的形成及其特性p177嚙合特點保證定

20、傳動比傳動正壓力方向不變具有可分性2022-3-29齒輪各部分名稱及幾何尺寸計算。四、漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸：齒輪的基本參數(shù)：齒數(shù)(teeth)、模數(shù)(module)、壓力角 (pressure angle)、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)。五、漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動：一對漸開線齒輪正確嚙合的條件；齒輪傳動的中心距及嚙合角；一對齒輪的嚙合過程及連續(xù)傳動的條件：重合度六、齒輪的加工、根切、變位齒輪：根切原因、后果、不產生根切的最少齒數(shù)；變位的原因、最小變位系數(shù)、變位齒輪傳動。2022-3-29七、斜齒圓柱齒輪傳動：斜齒輪的基本參數(shù)與幾何尺寸計算；一對斜齒輪正確嚙合的條件；斜齒輪傳動的重合

21、度；斜齒輪的當量齒輪與當量齒數(shù)；斜齒輪傳動的主要優(yōu)缺點。八、直齒圓錐齒輪傳動：圓錐齒輪的基本參數(shù)與幾何尺寸計算；一對圓錐齒輪正確嚙合的條件；直齒圓錐齒輪的當量齒輪與當量齒數(shù)。九、蝸桿蝸輪傳動：蝸桿蝸輪的基本參數(shù)與幾何尺寸計算；蝸桿蝸輪齒輪正確嚙合的條件；蝸桿、蝸輪的旋向轉向的判斷。2022-3-29第十一章齒輪系及其設計 一、分類：二、定軸輪系傳動比的計算(calculation train ratios)：輪系(gear train)的定義大?。悍诸惗ㄝS輪系(gear train with fixed axes)周轉輪系(epicyclic gear trains)復合輪系(combined gear trains)平面定軸輪系(planar ordinary gear train )空間定軸輪系(spatial ordinary gear train )行星輪系(planetary gear train)差動輪系(differential gear train)積所有主動輪齒數(shù)的連乘積所有從動輪齒數(shù)的連乘nmnmnmmni方向：在圖中用畫箭頭(arrows)的方法表示。2022-3-29三、周轉輪系傳動