天津大學(xué)機(jī)械原理電子教案

1、試卷結(jié)構(gòu)試卷結(jié)構(gòu) 考試時(shí)間考試時(shí)間(shjin)180分鐘，滿(mǎn)分鐘，滿(mǎn)分分150分分1、題型結(jié)構(gòu)：、題型結(jié)構(gòu)： 1）填空題）填空題 20分分 2）簡(jiǎn)答題）簡(jiǎn)答題 20分分 3）分析計(jì)算題）分析計(jì)算題 90分分 4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)題）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)題 20分分2、 內(nèi)容結(jié)構(gòu)：內(nèi)容結(jié)構(gòu)：1）機(jī)械原理部分）機(jī)械原理部分 70分分 2）機(jī)械設(shè)計(jì)部分）機(jī)械設(shè)計(jì)部分 80分分 第一頁(yè)，共29頁(yè)。參考書(shū)目參考書(shū)目 1 1、機(jī)械機(jī)械(jxi)(jxi)原理原理 王知行等王知行等 高等教育出版社高等教育出版社 2 2、機(jī)械機(jī)械(jxi)(jxi)原理原理（第（第4 4版）版） 孫孫 桓桓 高等教育出版社高等教育出版社 第二

2、頁(yè)，共29頁(yè)。連桿機(jī)構(gòu)分析連桿機(jī)構(gòu)分析(fnx)與設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)唐德威唐德威2004年年11月月5日日第三頁(yè)，共29頁(yè)。本章節(jié)(zhngji)考試大綱平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的解析法；平面機(jī)構(gòu)速度分析的速度瞬心法(xn f)；運(yùn)動(dòng)副中的摩擦、機(jī)械效率的計(jì)算、機(jī)械的自鎖；平面機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析；平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、演化及其基本知識(shí)；平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 第四頁(yè)，共29頁(yè)。1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有曲柄中有曲柄(qbng)的條件的條件一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念(ginin)2、壓力、壓力(yl)角與角與傳動(dòng)角傳動(dòng)角最小傳動(dòng)角最大壓力角第五頁(yè)，共29頁(yè)。 3、極位夾角、極位夾角(ji ji

3、o) 4、急回運(yùn)動(dòng)、急回運(yùn)動(dòng)(yndng)曲柄和連桿處于(chy)兩次共線位置時(shí)所夾的銳角在曲柄等速回轉(zhuǎn)情況下，通常把搖桿往復(fù)擺動(dòng)速度快慢不同的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為急回運(yùn)動(dòng)。第六頁(yè)，共29頁(yè)。 5、行程速比、行程速比(s b)系數(shù)系數(shù)為了衡量搖桿急回作用的程度，通常把從動(dòng)件往復(fù)擺動(dòng)平均速度(pn jn s d)的比值（大于1）稱(chēng)為行程速比系數(shù)，并用K來(lái)表示，即 度從動(dòng)件慢速行程平均速度從動(dòng)件快速行程平均速K極位夾角(ji jio)為 18011KK第七頁(yè)，共29頁(yè)。 6、機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)、機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)(s din)位置位置所謂機(jī)構(gòu)(jgu)的死點(diǎn)位置就是指從動(dòng)件的傳動(dòng)角=0時(shí)機(jī)構(gòu)(jgu)所處的位置。 7、速度、

4、速度(sd)瞬心的定義瞬心的定義相對(duì)作平面運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件上瞬時(shí)相對(duì)速度等于零的點(diǎn)或者說(shuō)絕對(duì)速度相等的點(diǎn)（即等速重合點(diǎn)）稱(chēng)為速度瞬心。又把絕對(duì)速度為零的瞬心稱(chēng)為絕對(duì)瞬心，不等于零的稱(chēng)為相對(duì)瞬心 。第八頁(yè)，共29頁(yè)。 8、機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)(jgu)中速度瞬心數(shù)目中速度瞬心數(shù)目具有m個(gè)構(gòu)件的機(jī)構(gòu)(jgu)，其速度瞬心的數(shù)目K為Km m() 12 9、機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)(jgu)中速度瞬心位置的確定中速度瞬心位置的確定有運(yùn)動(dòng)副相連接的兩個(gè)構(gòu)件無(wú)運(yùn)動(dòng)副相連接的兩個(gè)構(gòu)件采用三心定理第九頁(yè)，共29頁(yè)。 10、三心定理、三心定理(dngl)三個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件(gujin)的三個(gè)速度瞬心必在同一條直線上 11、移動(dòng)、移動(dòng)(y

5、dng)副的摩擦和自鎖副的摩擦和自鎖總反力Rij（即Fij和Nij的合力）與導(dǎo)路法線方向成角，稱(chēng)為摩擦角 tgFNfijij第十頁(yè)，共29頁(yè)。結(jié)論：1）只要驅(qū)動(dòng)力作用在摩擦角之外（）時(shí)，滑塊不能被推動(dòng)的唯一原因是驅(qū)動(dòng)力不夠大，不能克服工作(gngzu)阻力，而不是自鎖；2）而當(dāng)驅(qū)動(dòng)力P作用在摩擦角之內(nèi)（時(shí)，P力在摩擦圓以外，MMf，軸頸則加速轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)；3）而當(dāng)e時(shí)，P力作用在摩擦圓以?xún)?nèi)，無(wú)論驅(qū)動(dòng)力P力增加到多大，軸頸都不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)副的自鎖。 轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)副的自鎖條件為：驅(qū)動(dòng)力作用線在摩擦圓以?xún)?nèi)，即ea，BC與與C

6、E垂垂直。直。ABCDE1234試求：1、從動(dòng)件3的兩個(gè)極限位置（畫(huà)圖表示）2、機(jī)構(gòu)(jgu)的極位夾角（寫(xiě)出表達(dá)式）3、機(jī)構(gòu)(jgu)的行程速比系數(shù)K（寫(xiě)出表達(dá)式）第二十二頁(yè)，共29頁(yè)。FGDE3C2B1A4B1B2C1C2E1E2112233解：解：1、機(jī)構(gòu)的兩個(gè)、機(jī)構(gòu)的兩個(gè)極限極限(jxin)位位置如圖粉色與置如圖粉色與藍(lán)色線的位置藍(lán)色線的位置如示。即：如示。即：AB1C1E1D與與AB2C2E2D的的兩個(gè)位置，其兩個(gè)位置，其畫(huà)圖方法如下：畫(huà)圖方法如下：第二十三頁(yè)，共29頁(yè)。以D為圓心，以c為半徑畫(huà)圓M，由幾何關(guān)系可知，E點(diǎn)應(yīng)始終在M這個(gè)圓上。以A為圓心，以a+b為半徑畫(huà)圓N，則一個(gè)極限

7、位置的C點(diǎn)應(yīng)在N這個(gè)圓上。由幾何關(guān)系可知，在此極限位置時(shí)，E點(diǎn)與C點(diǎn)應(yīng)分別為這兩個(gè)圓M和N公切線的切點(diǎn)。由于所畫(huà)出的兩個(gè)圓不相切，也不相交，所以E點(diǎn)只能在圓M的下方。由此機(jī)構(gòu)原圖如示的位置可知，C點(diǎn)只能在圓N的上方。因此(ync)，在這個(gè)極限位置時(shí)，E、C點(diǎn)應(yīng)在圓M和N的一條內(nèi)公切線上，該公切線應(yīng)分別切于M圓的下方與N圓的上方，其兩個(gè)切點(diǎn)就分別為E點(diǎn)和C點(diǎn)，記此極限位置時(shí)的E點(diǎn)與C點(diǎn)分別為E1點(diǎn)與C1點(diǎn)，并在圖中以粉色線條畫(huà)出。連接C1點(diǎn)與A點(diǎn)，交以A為圓心，以a為半徑的圓P于B1點(diǎn)，連接E1點(diǎn)與D點(diǎn)，則AB1C1E1D即為一個(gè)極限位置。第二十四頁(yè)，共29頁(yè)。以A點(diǎn)為圓心，以b-a為半徑作圓Q

8、，則另一個(gè)極限位置的C點(diǎn)應(yīng)在圓Q上。由幾何關(guān)系可知，在此極限位置時(shí)，E點(diǎn)與C點(diǎn)應(yīng)分別為這兩個(gè)圓M和Q公切線的切點(diǎn)。由于所畫(huà)出的兩個(gè)圓不相切，也不相交，所以E點(diǎn)只能在圓M的下方。由此機(jī)構(gòu)原圖如示的位置可知，C點(diǎn)只能在圓Q的上方。因此，在這個(gè)極限位置時(shí)，E、C點(diǎn)應(yīng)在圓M和Q的一條(y tio)內(nèi)公切線上，該公切線應(yīng)分別切于M圓的下方與Q圓的上方，其兩個(gè)切點(diǎn)就分別為E點(diǎn)和C點(diǎn)，記此極限位置時(shí)的E點(diǎn)與C點(diǎn)分別為E2點(diǎn)與C2點(diǎn)，并在圖中以藍(lán)色線條畫(huà)出。連接C2點(diǎn)與A點(diǎn)，并延長(zhǎng)C2A交圓P于B2點(diǎn)，連接E2點(diǎn)與D點(diǎn)，則AB2C2E2D即為一個(gè)極限位置。第二十五頁(yè)，共29頁(yè)。2、由圖中的幾何(j h)關(guān)系可

9、知，機(jī)構(gòu)的極位夾角= C2AG-C1AF令A(yù)F長(zhǎng)度為e，由于(yuy)DFE1 AFC1，所以AFDFCBABDE1111eedbaccbadbae)(dcbaAFCBABAFC1111cos)arccos(1dcbaAFC第二十六頁(yè)，共29頁(yè)。令A(yù)G長(zhǎng)度(chngd)為f，由于DGE2 AGC2，所以AGDGACDE22acbdabe)(dacbAGACAGC22cos)arccos(2dacbAGCAFCAGC12)arccos()arccos(dcbadabc第二十七頁(yè)，共29頁(yè)。3、行程速比(s b)系數(shù)K)arccos()arccos()arccos()arccos(dcbadabcdcbadabcK第二十八頁(yè)，共2