机械原理复习重点ppt课件.ppt

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1、Chapter 1 Introduction第一章第一章 绪绪 论论n1.1 The major study object of this book is mechanisms.n 本书研究的主要对象是机构。本书研究的主要对象是机构。n1.2 The most content of this book is for “analysis”and n“synthesis”of some commonly used mechanisms. n本课程研究的主要内容是一些常用机构的本课程研究的主要内容是一些常用机构的“分析分析”与与“综合综合”.n1.3 Study purposenThe knowle

2、dge to be obtained from this book is a fundamental in analyzing existing machines and designing new ones.n 通过本书学习获得的知识为分析現有的机器和設計新机器打下通过本书学习获得的知识为分析現有的机器和設計新机器打下基礎基礎.Foucs on five terminologies：A machine is a mechanical system that can transmit or trans- form energy, materials or information. 机器是一个可

3、用来（有效地）传递或转换能量、物料或信息的机械系统。机器是一个可用来（有效地）传递或转换能量、物料或信息的机械系统。A mechanism is a system of links which can transmit or transform force and motion. 机构（仅）是一个能传递或转换运动和力的构件系统。机构（仅）是一个能传递或转换运动和力的构件系统。The term “machinery”is used to cover both mechanisms andmachines. “机械机械”一词用作机器和机构的总称。一词用作机器和机构的总称。 Now you mayb

4、e know why ” Mechenisms and Machine Theory” should be translated in Chinese -机械原理机械原理Mechenisms and machine-机械，机械， theory-原理原理 Big-end cover连杆头连杆头Coupler body连杆体连杆体bolt螺栓螺栓nut螺母螺母Links are the basic elements in kinematics. 构件是运动的单元体。（构件是由一个或若干个零件组成。举例）构件是运动的单元体。（构件是由一个或若干个零件组成。举例）Machine elements ar

5、e the basic elements of manufacture. 零件是加工制造的单元体。零件是加工制造的单元体。The relationship of five terms：Machinery Machine Mechanism Link Machine elements Blank Filling: (Fill blanks with appropriate answers. Only one choice is correct in each question.) n1) ( ) is a system of links which can transmit or transfo

6、rm force and motion.nA） A mechanismnB） A machinenC） A linknD） A machine elementn2) ( ) are the basic elements of manufacture.nA） A mechanismnB） A machinenC） A linknD） machine elements n3) ( ) is a mechanical system that can transmit or trans-form energy, materials or information.nA） A mechanismnB） A

7、 machinenC） A linknD） A machine element The composition of principle and structure analysis Chapter 2Chapter 2 Chapter 2 Structural Analysis of Planar Mechanism ( If all links of a mechanism move in planes that remain parallel to each other, we say the mechanism is a planar mechanism. Otherwise, it

8、is a spatial mechanism.)2.1 The composition of a mechanismLinks 构件构件Kinematic pairs 运动副运动副LinksFixed links 固定构件固定构件 - Frames 机架机架 Moving links 活动构件活动构件 Driving links 主动件主动件Driving links have their own indepen-dent motion characteristics Driven links 从动件从动件2.1.2Kinematic pair 运动副运动副a mobile connectio

9、n is called a kinematic pair . 为了传递或转换运动，每个构件都要通过某种联接与其它构件时刻保持为了传递或转换运动，每个构件都要通过某种联接与其它构件时刻保持接触并产生相对运动。接触并产生相对运动。这种可动联接就称为运动副这种可动联接就称为运动副。1. If two pair-elements of a kinematic pair have surface contact or its equivalent, the kinematic pair is known as a lower pair which sets two constrains. 2. If t

10、he contact takes place only at a point or along a line, it is known as a higher pair which only sets one constrain. Classification of Kinematic Pairsthe other moving links are called as 第第2章章 平面机构的结构分析平面机构的结构分析n复习重点n1、机构及运动副的概念n2、自由度计算n机构机构在机器中起着转变运动形式、改变速度大小或改变运动方向的作用。 n从结构上说，机构分别由构件和运动副组成。运动副运动副：构

11、件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动） 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，若机构中有n个活动件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有3n个自由度。当用PL个低副和PH个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，共引入2PL+PH个约束，因此整个机构相对机架的自由度数，即机构的自由度为 F=3n-2PL-PH n3. Calculate the degree of freedom of mechanisms shown in following figure. n1） 2）常见的虚约束：常见的虚约束：1.

12、机构中联结构件与被联结构件的轨迹重合机构中联结构件与被联结构件的轨迹重合06243F？14233F2.两构件组成若干个导路中心线两构件组成若干个导路中心线互相平行或重叠的移动副互相平行或重叠的移动副2CAB13414233F3CAD=SD=DC2AB14D二维移动副虚约束Compounding hingen习习 题题n1-1 一个在平面内自由运动的构件有多少个自由度？n1-2 运动副所产生的约束数与自由度有何关系？n1-3 机构具有确定运动的条件是什么？n1-4 计算图1-14所示机构的自由度，指出机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。第第4章章 平面连杆机构平面连杆机构4.2 The

13、 Types of Four-bar Linkages 四杆机构的类型四杆机构的类型 （In this chapter, we emphasis on planar four-bar linkages) 4.2.1 The Basic Form of Four-bar Linkages If all lower pairs in a four-bar linkage are revolute pairs, as shown in the following Fig, the linkage is called a revolute four-bar linkage,which is the b

14、asic form of four-bar linkages. Side link连架杆连架杆Frame机架机架Side link连架杆连架杆Coupler连杆连杆能绕其轴线转能绕其轴线转360的的连架杆连架杆。仅能绕其轴线作往复摆动的仅能绕其轴线作往复摆动的连架杆。连架杆。Crank 曲柄曲柄Rocker 摇杆摇杆Side link连架杆连架杆曲柄摇杆机构A revolute four-bar linkage铰链四杆机构n Chapter 5Cam Mechanisms凸轮机构The procedure to design a cam mechanism凸轮机构的设计步骤凸轮机构的设计步骤

15、为满足凸轮机构的输出件提出的运动要求、动力要求等，凸轮机构的设计大为满足凸轮机构的输出件提出的运动要求、动力要求等，凸轮机构的设计大致可分成以下四步：致可分成以下四步：（1） Choosing Motion Curves 从动件运动规律的设计从动件运动规律的设计（2） Design Cam Basic Size 凸轮机构基本尺寸的设计凸轮机构基本尺寸的设计（3） Design the Pitch Curve 凸轮机构轮廓曲线的设计凸轮机构轮廓曲线的设计（4）Making Cam Mechanism Drawing 绘制凸轮机构工作图绘制凸轮机构工作图复习重点1、常用运动规律的特点，刚性冲击，柔

16、性冲击，S-曲线绘制 2、凸轮轮廓设计原理反转法，自锁、压力角与基圆半径的概念例题.如图所示，偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，已知凸轮实际轮廓线为一圆心在O点的偏心圆，其半径为R. 从动件的偏距为e。1）分析凸轮顺时针转动时，图示从动件偏置方向是否合理？ 2）标出当从动件从图示位置升到位移s时,对应凸轮的转角及凸轮机构的压力角。解：1）图示偏置方向为正偏置，偏置方向合理。sOARBC 第6章 齿轮机构 复习重点1、齿轮机构的类型 2、渐开线的特性3、标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算n2. 答：n (1) 发生线沿基圆滚过的长BK度等于基圆上被滚过的圆弧长度，即n (2) 发生线B

17、K沿基圆作纯滚动时，它与基圆的切点B即为速度瞬心，故发生线BK即为渐开线在点K的法线。又因发生线恒切于基圆，所以渐开线上任意点的法线必与基圆相切。n (3) 渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越平直；当基圆半径无穷大时，渐开线就成为一条斜直线。n (4) 渐开线上各点的压力角不等，基圆上的压力角b=0。K点距圆心愈远(即向径rK愈大)，其压力角愈大。n (5) 基圆内无渐开线。n AB。BKKKrrOKOBbcos fahhhiiiesp图11-2 齿轮的几何尺寸11.3 标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算11.3.1 齿轮各部分名称和符号图11

18、-2为外啮合直齿圆柱齿轮的一部分，其各部分名称和符号如下。齿顶圆齿顶圆 轮齿顶端所确定的圆，其直径符号为da。齿根圆齿根圆 轮齿根部所确定的圆，其直径符号为df。 基圆基圆 产生渐开线的圆，其直径符号为db。分度圆分度圆 为了确定齿轮端面各部分的几何尺寸，在齿轮上选择的一个基准圆。其直径符号为d。齿顶高齿顶高 介于分度圆与齿顶圆之间的部分称为齿顶，其径向高度称为齿顶高，符号为ha。齿根高齿根高 介于分度圆与齿根圆之间的部分称为齿根，其径向高度称为齿根高，符号为hf。全齿高全齿高 从齿根到齿顶的径向距离称为全齿高，符号为h，则有 齿厚齿厚 在任意直径的圆周上，轮齿两侧间的弧长，齿厚符号为si。

19、齿槽宽齿槽宽 在任意直径的圆周上，相邻两齿间的弧长，齿槽宽符号为ei。 齿距齿距 在任意直径的圆周上，相邻两齿上同侧齿廓之间的弧长，齿距符号为pi。 同一圆周上，齿距等于齿厚与齿槽宽之和，即 分度圆上的齿厚和齿槽宽分别用s和e表示。对于标准齿轮而言，分度圆上的齿厚与齿槽宽相等。齿宽齿宽 轮齿的轴向宽度，符号为B。mm60mm20)3( mzd66mm)3) 1220()2(2*aaamhzhdd5 .52mm)3)25. 021220()22(2*affmchzhdd3mm)31 (*aamhh75. 3mm)3)25. 01()(*afmchh71. 42mes例例11-1 已知标准直齿圆柱

20、齿轮的模数m=3 mm和齿数z=20，试求齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿顶高、齿根高、齿厚和齿槽宽。解：由表4-3所列公式分别计算如下：分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径齿顶高 齿根高 齿厚和齿间宽 习题习题 11-1 渐开线具有哪些特性？渐开线齿轮传动具有哪些优点？ 11-2 何谓标准直齿圆柱齿轮 11-3 渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件和连续传动条件是什么? 11-4 什么是斜齿轮的当量齿数？什么是直齿锥齿轮的当量齿数？斜齿轮 直齿锥齿轮11-5节圆和分度圆、啮合角和压力角有什么区别？11-6 现有一对标准直齿圆柱齿轮传动。已知齿数z1=20，i12=2.5，模数m=2.5

21、 mm。分别求两齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、中心距、齿距、齿厚、齿槽宽、传动比以及渐开线在分度圆处的曲率半径和齿顶圆上的压力角。coszz 3vcoszz 第7章 齿轮系 复习重点1、掌握定轴轮系传动比的计算2、转化轮系法求解周转轮系传动比方法3、熟练掌握复合轮系传动比的计算方法及轮系的组成分析BABAABnnWWi13.1 定轴轮系及其传动比计算一、传动比A输入轴 B输出轴二、定轴轮系的传动比计算定轴轮系3214323432124114zzzzzziiii积所有主动轮齿数的连乘积所有从动轮齿数的连乘定轴轮系的传动比 12212112zznni32323232zznni

22、34434334zznni32143241432321343212zzzzzziii（13-1）n解：这是一个含有锥齿轮的定轴轮系，首、末两轮的轴线不平行。因此，它们的n转向关系只能用箭头来表示。n由式(13-1)可知轮系的传动比为n n则轮4的转速n (方向如图所示) 6243020368030 3214324114zzzzzznnir/min500r/min630001414inn构件构件原行星轮系各构件的原行星轮系各构件的绝对角速度及传动比绝对角速度及传动比转化轮系各构件的转化轮系各构件的角速度及传动比角速度及传动比行星支架行星支架太阳轮太阳轮 1太阳轮太阳轮 313HHHHHHH11H

23、H33,3113iHHi11HHi33HHHHHi313131H123o112o2H3132H- Ho112o2H313.2 周转轮系传动比的计算31311131311ZZinniHHH21455445ZZnni54nn 6134515115iinniHmin/6695rn 例题13-1在图示轮系中，已知各轮的齿数为；Z1=24 ,Z2=30 ,Z3=80 ，Z4=40 , Z5=20。齿轮1的转速为 1450r/min。试求齿轮5的转速 （大小和方向）。解：此为混合轮系：1、2、3、H组成周转轮系 4、5组成定轴轮系 又因为 可得 则得 5的转向与1相反第10章 机械的调速与平衡复习重点 1

24、、机器运转速度波动调节的目的 2、速度波动调节的方法3、 回转件平衡的目的4、 刚性回转件的平衡15.1调节机器速度波动的目的1、周期性速度波动危害：引起动压力，和可靠性。可能在机器中引起振动，影响寿命、强度。影响工艺，产品质量。2、非周期性速度波动危害：机器因速度过高而毁坏，或被迫停车。通过相应的手段对两类速度波动进行调节，将上述不良影响限制在容许范围之内。15.2机器周期性速度波动的调节方法机器中某一回转轴上加飞轮飞轮：能量存储器15.3 机器非周期性速度波动的调节方法采用调速器iF0iF0iM0iF0iM0iF0iM0iF15.4平衡的目的平衡的目的：尽量减小惯性力所引起的附加动压力。附

25、加的动压力：附加载荷；振动（源）15.5 刚性回转件的平衡质量分布在同一回转面内静平衡：各质量块的质径积的矢量和为零，或 =0质量分布不在同一回转面内各部分质量的惯性力组成空间力系空间力系：主矢 主矩 平衡原理： 措施：（将每个平面的惯性力平衡力）动平衡：主矢 主矩 比较：静平衡：（经过动平衡的回转件一定是静平衡的，反之，静平衡的回转件不一定是动平衡的。） 英语考试内容的格式1. Blank Filling: (Fill blanks with appropriate answers. Only one choice is correct in each question.) 10 perce

26、ntn1) If tow pair-elements of a kinematic pair have surface contact or its equivalent, the kinematic pair is known as a ( ).nA）higher pair B）lower pair C）gear pair D）cam pairn2. True or false (Fill T or F in the blanks) 10 percentn3. Calculate the degree of freedom of mechanisms shown in following f

27、igure. 10 percent( ) 1. The instant centre method can be used in acceleration analysis. 1）（5分）分） Solution : n=6, Pl=8, Ph=1 （3分）分） F=36 - 28 -1=1 （2分）分）n4. 已知下图轮系z1=100，z2=101，z2=100，z3=99，求轮系传动比iH1。n解：100100991010 2132HH1H3H1H3H1H13zzzzi1001009910111H1H1i000101H1i000101H11Hii4. Shown in the followi

28、ng Fig. is a gear train with Z1= 100, Z2= 101,Z2= 100,Z3=99 , .Find the train ratio iH1. 10 percent四、图解法作图 图 按K值设计导杆机构1. 图解法设计一导杆机构，已知机架长L=120mm ,行程速比系数k=1.4 ，绘制其机构图，并求曲柄长度。解： 由 作图：机架AD=120mm，mDn=曲柄长度： LAB=Lsin/2= ooo3014 . 114 . 118011180KKsOARBCsOARBC2. 如图所示，偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，已知凸轮实际轮廓线为一圆心在O点的偏心圆，其半径为R. 从动件的偏距为e。1）分析凸轮顺时针转动时，图示从动件偏置方向是否合理？2）画出该机构的凸轮理论廓线及基圆；3）标出当从动件从图示位置升到位移s时,对应凸轮的转角及凸轮机构的压力角。