機(jī)械原理重要概念

本文格式為Word版，下載可任意編輯——機(jī)械原理重要概念一、

（1）什么是曲柄？平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件是什么？（2分）答：能夠整周回轉(zhuǎn)的連架桿稱為曲柄。

平面四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件是：1.最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其它兩桿長(zhǎng)度之和；2.最短桿為機(jī)架或連架桿。

（2）什么是行程速度變化系數(shù)？極位夾角？急回運(yùn)動(dòng)？（3分）

答：機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)件快速行程平均速度與慢速行程平均速度的比值稱為行程速度變化系數(shù)；機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)件處在兩個(gè)極限位置時(shí)所對(duì)應(yīng)的曲柄的兩個(gè)位置之間所夾的銳角，稱為極位夾角；機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)件來回行程平均速度不相等，這種運(yùn)動(dòng)稱為急回運(yùn)動(dòng)。

（3）棘輪機(jī)構(gòu)有幾種？各有什么特點(diǎn)？（2分）

答：棘輪機(jī)構(gòu)有兩種類型，一種是輪齒式棘輪機(jī)構(gòu)，一種是摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。輪齒式棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，運(yùn)動(dòng)可靠，棘輪轉(zhuǎn)角簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)整，但是，棘爪滑過齒面時(shí)引起噪聲和沖擊；摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)，無噪聲，從動(dòng)件的轉(zhuǎn)角可作無級(jí)調(diào)整，其缺點(diǎn)是簡(jiǎn)單打滑，運(yùn)動(dòng)確鑿性差。（4）槽輪機(jī)構(gòu)有幾種？各有什么特點(diǎn)？（2分）

答：曹輪機(jī)構(gòu)有兩種類型，一種是外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，一種是內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)件與從動(dòng)件轉(zhuǎn)向相反，內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)件與從動(dòng)件轉(zhuǎn)向一致。內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)與外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)，槽輪停即刻間較短。

（5）機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中，等效力的等效原則是什么？（2分）

答：等效構(gòu)件上作用的等效力所產(chǎn)生的瞬時(shí)功率等于原機(jī)械系統(tǒng)作用的所有力的合力矩產(chǎn)生的瞬時(shí)功率之和。

（6）機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中，等效質(zhì)量的等效原則是什么？（2分）答：等效構(gòu)件的等效質(zhì)量所具有的動(dòng)能等于整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的總動(dòng)能。（7）試述齒廓嚙合基本定律（2分）

答：任意齒廓的兩齒輪嚙合時(shí)，其瞬時(shí)速度的比值等于齒廓接觸點(diǎn)公法線將其中心距分成兩段長(zhǎng)度的反比。二、

1、何謂三心定理？

答：三個(gè)彼此作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的三個(gè)瞬心必位于同一直線上。

2、簡(jiǎn)述機(jī)械中不平衡慣性力的危害？

答：機(jī)械中的不平衡慣性力將在運(yùn)動(dòng)副中引起附加的動(dòng)壓力，這不僅會(huì)增大運(yùn)動(dòng)副中的摩擦和構(gòu)件中的內(nèi)應(yīng)力，降低機(jī)械效率和使用壽命，而且會(huì)引起機(jī)械及其基礎(chǔ)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。

3、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在死點(diǎn)位置時(shí)，推動(dòng)力任意增大也不能使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這與機(jī)構(gòu)的自鎖現(xiàn)象是否一致？試加以說明？答：（1）不同。

（2）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)指：傳動(dòng)角=0度時(shí)，主動(dòng)件通過連桿作用于從動(dòng)件上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，而不能使從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，出現(xiàn)了頂死現(xiàn)象。死點(diǎn)本質(zhì)：驅(qū)動(dòng)力不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

機(jī)械自鎖指：機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)狀況分析是可以運(yùn)動(dòng)的，但由于摩擦的存在，卻會(huì)出現(xiàn)無論如何增大驅(qū)動(dòng)力，也無法使其運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。

自鎖的本質(zhì)是：驅(qū)動(dòng)力引起的摩擦力大于等于驅(qū)動(dòng)力的有效分力。

4、棘輪機(jī)構(gòu)與槽輪機(jī)構(gòu)均可用來實(shí)現(xiàn)從動(dòng)軸的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，但在具體的使用選擇上，又有什么不同？答：棘輪機(jī)構(gòu)常用于速度較低和載荷不大的場(chǎng)合，而且棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可以改變。槽輪機(jī)構(gòu)較棘輪機(jī)構(gòu)工作平穩(wěn)，但轉(zhuǎn)角不能改變。5、簡(jiǎn)述齒廓嚙合基本定律。

答：相互嚙合傳動(dòng)的一對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)的傳動(dòng)比，都與其連心線被其嚙合齒廓在接觸點(diǎn)處的公法線所分成的兩段成反比。

機(jī)械原理重要概念

零件：獨(dú)立的制造單元

構(gòu)件：機(jī)器中每一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元體

運(yùn)動(dòng)副：由兩個(gè)構(gòu)件直接接觸而組成的可動(dòng)的連接

運(yùn)動(dòng)副元素：把兩構(gòu)件上能夠參與接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副表面運(yùn)動(dòng)副的自由度和約束數(shù)的關(guān)系f=6-s

運(yùn)動(dòng)鏈：構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副的連接而構(gòu)成的可相對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)

平面運(yùn)動(dòng)副的最大約束數(shù)為2，最小約束數(shù)為1；引入一個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副為高副，引入兩個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副為平面低副

機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件的數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目；根據(jù)機(jī)構(gòu)的組成原理，任何機(jī)構(gòu)都可以看成是由原動(dòng)件、從動(dòng)件和機(jī)架組成高副：兩構(gòu)件通過點(diǎn)線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副低副：兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副

由M個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)包括M-1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副平面自由度計(jì)算公式：F=3n-(2Pl+Ph)

局部自由度：在有些機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所產(chǎn)生的局部運(yùn)動(dòng)而不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)虛約束：在機(jī)構(gòu)中有些運(yùn)動(dòng)副帶入的約束對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)只起重復(fù)約束的作用虛約束的作用：為了改善機(jī)構(gòu)的受力狀況，增加機(jī)構(gòu)剛度或保證機(jī)械運(yùn)動(dòng)的順利基本桿組：不能在拆的最簡(jiǎn)單的自由度為零的構(gòu)件組

速度瞬心：互作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件上瞬時(shí)速度相等的重合點(diǎn)。若絕對(duì)速度為零，則該瞬心稱為絕對(duì)瞬心相對(duì)速度瞬心與絕對(duì)速度瞬心的一致點(diǎn)：互作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件上瞬時(shí)相對(duì)速度為零的點(diǎn)；不同點(diǎn)：后者絕對(duì)速度為零，前者不是

三心定理：三個(gè)彼此作平面平行運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的三個(gè)瞬心必位于同一直線上速度多邊形：根據(jù)速度矢量方程按一定比例作出的各速度矢量構(gòu)成的圖形

驅(qū)動(dòng)力：驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力

阻抗力：阻止機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力

質(zhì)量代換法：為簡(jiǎn)化各構(gòu)件慣性力的確定，可以設(shè)想把構(gòu)件的質(zhì)量按一定條件用集中于構(gòu)件上某幾個(gè)選定點(diǎn)的假想集中質(zhì)量來代替，這樣便只需求各集中質(zhì)量的慣性力，而無需求慣性力偶距，從而使構(gòu)件慣性力的確定簡(jiǎn)化

質(zhì)量代換法的特點(diǎn)：代換前后構(gòu)件質(zhì)量不變；代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變；代換前后構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件：

1、最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其他兩桿長(zhǎng)度之和

2、連架桿與機(jī)架中必有一桿為最短桿

在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中改變搖桿長(zhǎng)度為無窮大而形成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中改變回轉(zhuǎn)副半徑而形成偏心輪機(jī)構(gòu)

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中只有取搖桿為主動(dòng)件是，才可能出現(xiàn)死點(diǎn)位置，處于死點(diǎn)位置時(shí)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角為0急回運(yùn)動(dòng)：當(dāng)平面連桿機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件（如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄）等從動(dòng)件（搖桿）空回行程的平均速度大于其工作行程的平均速度

極為夾角：機(jī)構(gòu)在兩個(gè)極位時(shí)原動(dòng)件AB所在的兩個(gè)位置之間的夾角θθ=180°（K-1）/(K+1)

壓力角：力F與C點(diǎn)速度正向之間的夾角α傳動(dòng)角：與壓力角互余的角（銳角）

行程速比系數(shù)：用從動(dòng)件空回行程的平均速度V2與工作行程的平均速度V1的比值K=V2/V1=180°+θ/(180°—θ)

平面四桿機(jī)構(gòu)中有無急回特性取決于極為夾角的大小

試寫出兩種能將原動(dòng)件單向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成輸出構(gòu)件連續(xù)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)且具有急回特性的連桿機(jī)構(gòu)：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、搖擺導(dǎo)桿加滑塊導(dǎo)軌（牛頭刨床機(jī)構(gòu)）

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、雙滑塊四桿機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、偏心輪機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、搖擺導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖塊機(jī)構(gòu)、直動(dòng)滑桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的倒置：選運(yùn)動(dòng)鏈中不同構(gòu)件作為機(jī)架以獲得不同機(jī)構(gòu)的演化方法

剛性沖擊：出現(xiàn)無窮大的加速度和慣性力，因而會(huì)使凸輪機(jī)構(gòu)受到極大的沖擊柔性沖擊：加速度突變?yōu)橛邢拗?，因而引起的沖擊較小

在凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的幾種基本的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律使凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生剛性沖擊，等加速等減速，和余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律產(chǎn)生柔性沖擊，正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律則沒有沖擊

在凸輪機(jī)構(gòu)的各種常用的推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，等速只宜用于低速的狀況；等加速等減速和余弦加速度宜用于中速，正弦加速度可在高速下運(yùn)動(dòng)

凸輪的基圓半徑是從轉(zhuǎn)動(dòng)中心到理論輪廓的最短距離，凸輪的基圓的半徑越小，則凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角越大，而凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸越小

齒廓嚙合的基本定律：相互嚙合傳動(dòng)的一對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)的傳動(dòng)比，都與其連心線O1O2被其嚙合齒廓在接觸點(diǎn)處的公法線所分成的兩線段長(zhǎng)成反比

漸開線：當(dāng)直線BK沿一圓周作純滾動(dòng)時(shí)直線上任一一點(diǎn)K的軌跡AK漸開線的性質(zhì)：

1、發(fā)生線上BK線段長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的弧長(zhǎng)AB2、漸開線上任一一點(diǎn)的發(fā)線恒于其基圓相切

3、漸開線越接近基圓部分的曲率半徑越小，在基圓上其曲率半徑為零4、漸開線的形狀取決于基圓的大小

5、基圓以內(nèi)無漸開線

6、同一基圓上任意弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的任意兩條公法線相等漸開線函數(shù)：invαK=θk=tanαk-αk漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)：

1、能保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)且具有可分性

傳動(dòng)比不僅與節(jié)圓半徑成反比，也與其基圓半徑成反比，還與分度圓半徑成反比I12=ω1/ω2=O2P/O1P=rb2/rb1

2、漸開線齒廓之間的正壓力方向不變

漸開線齒輪的基本參數(shù)：模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、（齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)）

記P180表10-2

一對(duì)漸開線齒輪正確嚙合的條件：兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等

一對(duì)漸開線齒廓嚙合傳動(dòng)時(shí)，他們的接觸點(diǎn)在實(shí)際嚙合線上，它的理論嚙合線長(zhǎng)度為兩基圓的內(nèi)公切線N1N2漸開線齒廓上任意一點(diǎn)的壓力角是指該點(diǎn)法線方向與速度方向間的夾角漸開線齒廓上任意一點(diǎn)的法線與基圓相切

根切：采用范成法切制漸開線齒廓時(shí)發(fā)生根切的原因是刀具齒頂線超過嚙合極限點(diǎn)N1一對(duì)渦輪蝸桿正確嚙合條件：中間平面內(nèi)蝸桿與渦輪的模數(shù)和壓力角分別相等重合度：B1B2與Pb的比值ξα；

齒輪傳動(dòng)的連續(xù)條件：重合度大于或等于許用值

定軸輪系：假