機(jī)械原理總復(fù)習(xí)

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)算局部自由度正確計(jì)算運(yùn)動(dòng)副數(shù)目虛約束3高副低代曲線對(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)別的判定桿組類型拆桿組1234567891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2試問圖示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定與否？3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，并說明該運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)遣皇菣C(jī)構(gòu)。虛約束4試求圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并畫出高副低代的機(jī)構(gòu)簡圖。5對(duì)圖示機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，桿組分析，并說明是幾級(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？畫出修改后的機(jī)構(gòu)簡圖（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）。填空、選擇、是非題1）構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中的

單元體，零件是機(jī)器中的

單元體。2）兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱為

；通過點(diǎn)、線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱為

。3）某平面基本桿組有6個(gè)低副，其構(gòu)件數(shù)為

。A2；B3；C4。4）機(jī)構(gòu)具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)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(diǎn)處的公法線上。

(A正確B錯(cuò)誤)6)某平面基本桿組有6個(gè)低副，其構(gòu)件數(shù)為

。

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ω1，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）。P13p14p34p12p23p12p14P14P34→∞P24P12P23P13vp13vp132圖示機(jī)構(gòu)中，已知主動(dòng)件2的角速度ω2（ω2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?。?。c∥BC⊥AB∥AB?ω2LAB?pb2b3ω3=ω2ω4＝0V4=pb3p’b2’k’b3’α3=α2＝0α4＝0a4=p’b3’3圖示機(jī)構(gòu)中，已知主動(dòng)件2的角速度ω2（ω2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小）。4導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)如圖示，已知lBC=25mm，lBC=40mm，lBD=10mm，求φ1=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ω1=10rad/s回轉(zhuǎn)。5圖示機(jī)構(gòu)中，已知主動(dòng)件1的角速度ω1（ω1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∥CDpb2b30⊥BDB→A0∥CDp’b2’,k’n3’b3’6在圖示機(jī)構(gòu)中，已知lAB=50mm，lBC=200mm，lCD=lDE=100mm，φ1=φ12，φ3=φ35=45°，ω1=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。pbce3e4,e5pbce3e4,e5p‘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)判斷類型確定某桿長范圍周轉(zhuǎn)副和擺轉(zhuǎn)副已知連桿預(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ψmax；用作圖法求出最小傳動(dòng)角γmin；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：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)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，并簡述其理由。當(dāng)曲柄為主動(dòng)件時(shí)，畫出極位夾角θ、最小傳動(dòng)角γmin。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)，已知搖桿長度lCD=56mm，搖桿最大擺角ψ=40°,行程速比系數(shù)k=1.4,機(jī)架長度lAD=45mm。試求：（1）曲柄長度與連桿長度各為多少？（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（尺寸從圖中量取）。確定連桿上鉸鏈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γmin

的位置，并確定其數(shù)值。它屬于何種機(jī)構(gòu)，說明之。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vmaxamax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度1一滾子直動(dòng)從動(dòng)件偏置的盤形凸輪機(jī)構(gòu)以1：2的比例尺所作的如圖所示，凸輪按順時(shí)針方向回轉(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：④最大壓力角發(fā)生的位置。①繪出凸輪的理論廓線；②繪出凸輪的基圓；③標(biāo)出從動(dòng)件的升距h;⑤若凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在圖上標(biāo)出推程運(yùn)動(dòng)角δ0、遠(yuǎn)休止角δ01、回程運(yùn)動(dòng)角δ0′、近休止運(yùn)動(dòng)角δ02′；⑥在圖上標(biāo)出凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過45°時(shí)位移S和壓力角α。五、

齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

漸開線齒廓齒廓嚙合基本定律漸開線性質(zhì)及其方程d′，α′（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)漸開線直齒圓柱齒輪，已知：m=4mm，α=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α’；（3）有無齒側(cè)間隙；（4）徑向間隙c；（5）實(shí)際嚙合線長度。2已知一對(duì)齒數(shù)相等，α=20°，模數(shù)m=5mm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(dòng)輪的頂圓，使其剛好通過彼此的極限嚙合點(diǎn)。若要求重合度εα=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ρ；(3)兩輪的齒頂圓直徑及齒厚，并檢查齒頂齒厚是否變尖(inv20°=0.014904)；(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ρ：（3）求齒頂圓直徑及齒厚：sa<(0.25~0.4)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。1分清輪系周轉(zhuǎn)輪系：1-2(2’)-3－4周轉(zhuǎn)輪系：4-5（5‘）-6－H2分別列式3綜合求解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。1分清輪系周轉(zhuǎn)輪系：4’-5-6－H定軸輪系：1-2(2’)-3-42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(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1250r/min的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，而軸B按圖示方向以600r/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)-5－6定軸輪系：7-8-92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=52，zF=58，齒輪A的轉(zhuǎn)速為nA=50r/min，系桿的轉(zhuǎn)速為nG=100r/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)-C－G定軸輪系：A-B2分別列式3綜合求解七、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)萬向聯(lián)軸節(jié)組成及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分類機(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)單萬向聯(lián)軸節(jié)雙萬向聯(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)δ=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ω1=50rad/s，齒輪2上的力矩變化規(guī)律如下：，M2=300Nm；，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)δ=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7-93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1500r/min。當(dāng)不均勻系數(shù)δ=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