机械原理复习资料(南昌大学过控专业)教学内容.pdf

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1、 机械原理复习资料(南昌大学过控专业)精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 机械原理复习资料 学院：环化学院 班级：过控 101 姓名：王*学号：5801*一、平面机构的结构分析 一、运动副及构件的表达方法：运动副的表达 构件的表达 常用运动副的符号 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 二、绘制机构简图：1、分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；2、确定所有运动副的类型和数目；3、选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；4、确定比例尺 5、用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）三、计算平面机构自由度：1、机构自由度的计算公式：F=3n-(2PL+PH)

2、2、注意事项：1）、复合铰链：两个以上的构件在同一处以转动副相联 计算：m个构件，有 m1 转动副 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 复合铰链常出现在下列情况：2、局部自由度 F：构件所具有的与其他构件运动无关的局部运动。注意：计算机构自由度时,应将局部自由度除去不计。去除局部自由度应采取的措施：设想将滚子与安装滚子的构件焊成一体，预先排除局部自由度，再计算机构自由度刚化法。n=2、Pl=2、Ph=1 F=3n-2Pl-Ph =32-221 =1 3、虚约束：为改善构件的受力状态、刚度、强度等引入的对机构的运动实际不起作用的约束 机构中的虚约束常发生在下列情况：精品文档 收集于网

3、络，如有侵权请联系管理员删除 1 若两构件上距离始终保持不变的点之间，用一杆将其铰接，则该联接将带入 1个虚约束。平行四边形机构 椭圆仪 2)两构件在多处接触而构成性质相同的运动副(1)两构件在多处接触而构成移动副，且移动方向彼此平行或重合，则只能算 1 个移动副。(2)两构件在多处相配合而构成转动副，且转动轴线重合，则只能算 1个转动副。3)对运动不起作用的对称部分或结构重复部分。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 多个中间齿轮 二、平面连杆机构及设计 一、铰链四杆机构有整转副的条件：1、运动副 A 成为整转副的条件 组成周转副的两杆中必有一杆为最短杆；最短杆与最长杆的长度和小于

4、等于其余两杆长度和 2、铰链四杆机构存在曲柄的条件 二、急回特性：1、几个概念 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 （1）极限位置：从动件作往复运动时所能达到的两极端位置。对于曲柄摇杆（滑块）机构，极限位置是当曲柄分别与连杆拉直共线和重叠共线时作往复运动的从动件的位置。（2）行程：作往复运动的从动件从一个极限位置到达另一个极限位置所走过的位移或角位移。（3）极位夹角：从动件处于两极限位置时，一曲柄位置与另一曲柄位置的反向延长线之 间的夹角。当曲柄逆时针转动时，从动件从右极位转到左极位，再回到右极位时，曲柄分别转过的角度为：1180+2180-因此：=(1-2)/2 2、急回特性和行

5、程速度变化系数（1）急回特性：原动件(曲柄)作匀速转动、从动件相对机架作往复运动(摆动或移动)的连杆机构，从动件正行程和反行程的位移量相同，而 所需的时间和平均速度不相等的现象。一般让从动件在工作行程有较慢的平均速度，而在回程有较快的平均速度。（2）急回运动机理 1180+2180-精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 （3）行程速度变化系数 K K(1)反映机构急回特性的相对程度。机构输出构件具有急回特性的条件：1.原动件等速整周转动；2.输出构件往复运动；3.0。三、压力角和传动角：1、压力角：不考虑构件的重力、惯性力及运动副中的摩擦力等的影响，从动件所受的力（F）与从动件所受力

6、的作用点的速度方向的夹角（锐角）2、传动角：压力角的余角 越大，对机构工作越有利。常用衡量机构的传动质量。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 四、死点位置 死点位置：机构传动角为 0（压力角为 90）的位置 特征：驱动从动件运动的有效分力为零。当输出构件与连杆共线时，机构出现死点。特别注意：机构有无死点与原动件选取有关 计算自由度例题（大筛机构）：按给定行程速度变化系数设计四杆机构例题：已知：行程系数比 K，滑块行程 S，偏距e，设计一偏置曲柄滑块机构 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 三、凸轮机构及其设计 一、基本概念 基圆：对尖顶和平底从动件凸轮机构，以转动中心到

7、轮廓曲线的最短距离为半径的圆。对滚子从动件凸轮机构，基圆有所变化。偏距：直从动件凸轮机构中，凸轮转动中心到直从动件的距离；偏距圆：以凸轮转动中心为圆心，偏距为半径的圆 凸轮转动时，从动件延长线始终与偏距圆相切 升程 h（或 max）：从动件的最大位移（或角位移）精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 压力角：不计摩擦时，从动件受力方向与速度方向所夹的锐角。F=Ftan有害分力 F一定，F 自锁：由于增大，F 引起的摩擦力超过 F，致使凸轮无法推动从动件。二、图解法设计直从动件盘形凸轮轮廓曲线：1、对心直动尖端从动件盘形凸轮机构 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 已知：从动

8、件运动规律、升程 h；凸轮的及方向、基圆半径 r0 图解法设计凸轮轮廓曲线步骤：1）确定基圆和从动件的起始位置；2）作出从动件在反转运动中依次占据的各位置线；3）根据从动件运动规律，确定从动件在反转所占据的各位置线中的尖顶位置光滑连接后即为理论廓线。4）在所占据的各尖顶位置作出从动件高副元素所形成的曲线族；5）作从动件高副元素所形成的曲线族的包络线，即是所求的凸轮轮廓曲线光滑连接后即为实际廓线。2、偏置直动尖端从动件盘形凸轮机构 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 3、对心直动滚子从动件盘形凸轮机构 理论轮廓线：对理论滚子从动件凸轮机构，反转法设计凸轮时，以从动件滚子中心为尖顶得到

9、的凸轮轮廓。基圆：理论轮廓线最小向径决定的圆 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 4、偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构 三、图解法设计摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线：已知：摆杆的运动规律、角升程、摆杆的长度 LAB、LAO，凸轮的及其方向、基 圆半径 r0。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 凸轮机构例题：1、图示凸轮机构中，从动件的起始上升点为 C0点，试标出从 C0点到 C 点接触时，凸轮转过的角度及从动件的位移 s 和压力角。2、图示凸轮机构中，试标出图示位置从动件位移 s1 和压力角1；当凸轮由图示位置转过 60时，从动件的位移 s2 压力角2。3、图示凸轮机构中，试

10、标出凸轮从图示位置转过 60后从动件的角位移和压力角。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 一、渐开线的形成和特性 1、渐开线的形成 渐开线：条直线在定圆上作纯滚 动时，其上任一点的轨迹 基圆：定圆 发生线：BK 渐开线齿轮轮齿的两侧齿廓曲线是对称但方向不同的渐开线。2、渐开线的特性 1）2）渐开线上任一点的法线必切于基圆。B 为发生线滚动时的瞬心，BK 即为渐开线的法线，且 B为曲率中心。3）渐开线上各点的压力角不同。齿廓在接触点的正压力方向与该点速度方向所夹锐角-压力角。4）渐开线的形状仅取决于基圆的大小（展角相同时，如图）。5）基

11、圆内无渐开线。6）同一基圆上的任意两条渐开线沿公法线方向的对应点之间的距离处处相等。（无论是同向的还是反向的）二、渐开线齿廓啮合特点 1）渐开线齿廓啮合具有可分性 实际安装中心距略有变化时，传动比仍能保持不变 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 2）啮合线是定直线，受力方向不变，传动平稳 啮合线：两齿廓接触点（啮合点）在固定平面的轨迹。对渐开线，就是N1N2 线。N1N2 线同时是：两基圆的内公切线；啮合线；两齿廓在啮合点的公法线；两齿廓间的力作用线。3）啮合角是随中心距而定的常数 啮合角：两节圆过节点的公切线与啮合线所夹的锐角。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 三、

12、齿轮各部分的名称及符号 四、基本尺寸计算 1、分度圆和模数 m 不同直径圆周：pk和ak不同 分度圆：规定齿轮某圆周 pk/为标准值，并使其压力角也为标准值 模数：分度圆上的齿距与的比值（mm）2、齿顶高系数 3、顶隙系数 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 五、基本参数及主要计算公式 渐开线标准齿轮的啮合 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 正确啮合条件：一对渐开线齿轮的正确啮合条件 两轮的模数和压力角应分别相等。标准齿轮的标准安装：两标准齿轮的分度圆相切安装 六、斜齿轮的基本参数及几何尺寸 1、斜齿圆柱齿轮有法面和端面之分：法面参数 mn、n、han、cn 法面参数

13、为标准值。端面参数 mt、t、hat、ct，计算的基本尺寸是在端面上计量的。2、端面参数与法面参数的关系：精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 3、齿顶高系数：4、中心距计算公式：5、斜齿轮传动的几何尺寸 七、机构的组成原理 机构的组成原理：任何机构都是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上所组成的系统。在同一机构中可包含不同级别的基本杆组，我们把机构中所包含的基本杆组的最高级数作为机构的级数，这就是机构的结构分类方法。级杆组（级组）级杆组（级组）精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 八、轮系 一、传动比：输入轴与输出轴角速度（转速）之比。1、一对啮合传动齿轮的传动比大小：2、一对啮合传动齿轮的转向关系：二、定轴轮系传动比：三、周转轮系传动比：其中：“”仅表示转化机构中各构件的相对转向，而不是各构件的真实转向。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 四、组合轮系的传动比：（一）、求解步骤：（二）、轮系的划分方法：例：精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 综合举例：