河南科技大学机械原理总结课件

11 本课程研究的对象和内容本课程研究的对象和内容12 本课程的地位与作用本课程的地位与作用13 本课程的性质与学习方法本课程的性质与学习方法第1章 绪论14 机械原理学科发展简述机械原理学科发展简述 第2章 机构的结构分析21 机构的组成机构的组成22 机构运动简图机构运动简图23 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算 *24 机构的组成原理和结构分析机构的组成原理和结构分析1、杆组分析2、高副低代1、运动副数目计算（复合铰链、重复约束）；2、局部自由度；3、虚约束；4、机构具有确定运动的条件。第第3章章 平面机构的运动分析平面机构的运动分析3 31 1 机构机构运动分析的任务、目的和方法运动分析的任务、目的和方法3 32 2 用速度瞬心法作机构的速度分析用速度瞬心法作机构的速度分析3 33 3 平面机构的运动分析平面机构的运动分析-相对运动图解法相对运动图解法*3 34 4 平面机构的运动分析平面机构的运动分析-解析法解析法1、直接成副的两构件的瞬心；直接成副的两构件的瞬心；2、三心定理的应用。三心定理的应用。1、同一构件上两点间的速度和加速度关系；同一构件上两点间的速度和加速度关系；2、影象原理影象原理；3、组成移动副的两构件上重合点的速度与加速度组成移动副的两构件上重合点的速度与加速度。【例】已知曲柄滑块机构的位置图，1=C，试求连杆上E点的速度vE和加速度aE，并在位置图上找出连杆2上速度为零的点P及加速度为零的点P。（写出求解思路）【例】判断下列机构是否存在哥氏加速度？ABCDE1【例】在图示各机构中，各杆尺寸已知，1为主动件，1=常数。写出写出求解顺序求解顺序,哪两个构件之间存在哥氏加速度；哪两个构件之间存在哥氏加速度；试列出矢量方程；作出速度图；并在存在哥氏加速度处标出哥氏加速度的方向。注意机构的特殊位置的运动分析【题】图示机构中，已知各构件尺寸及1，BCE为等腰直角三角形。试用相对运动图解法求构件3的速度v3和构件5的速度v5；并在机构图中标出构件2的角速度2的方向和哥氏加速度的 方向。【例】在图示机构中，已知构件1以等角速度1转动，试求机构在图示位置时，构件3上C点的速度vC及加速度aC。【例】在图示六杆机构中，已知机构运动简图、部分速度多边形、加速度多边形以及原动件1 的角速度1=常数，试用相对运动图解法求D的速度vD及加速度aD，构件5的角速度5及角加速度5。【例】图示机构中，已知lAB=lBD=lBC=lBE=lDF=lEF=20mm，1=45，1=10rad/s，试用相对运动图解法求vC，vD，vE，vF，5，6。（写出求解思路）（写出求解思路）D【例】已知两机构尺寸位置如图。构件1以等角速度1顺时针方向转动。试求构件3的角速度3和角加速度3。思考题：在什么情况下，需要“构件扩大”？【题】机构如图所示，BD=DC，驱动力矩M1、阻力Q分别作用在构件1、5上。1用相对运动图解法求构件5的速度 2在机构图上画出 的方向并写出其大小的计算表达式。3 若取构件1为等效构件，写出机构的等效力矩Me的表达式（各构件重力忽略不计）。【题】机构如图a）所示，已知各构件尺寸，且BC=BE=EC，力矩M1、M5分别作用在构件1、5上。1用相对运动图解法求构件5的角速度（要求：写出矢量方程，并分析大小和方向，写出大小的表达式）；2在机构图上画出 的方向并写出其大小的计算表达式。3取构件1为等效构件，写出机构的等效力矩Me1的表达式（各构件的重力忽略不计）。第第4章章 平面机构的力分析平面机构的力分析*4-2 构件惯性力的确定构件惯性力的确定（自学）（自学）4-1 机构力分析的任务、目的和方法机构力分析的任务、目的和方法4-3 运动副中摩擦力的确定运动副中摩擦力的确定 4-4 分析平面机构的动态静力分析分析平面机构的动态静力分析-图解法图解法4-5 平面机构的动态静力分析平面机构的动态静力分析-解析法解析法（自学）（自学）1、摩擦系数、摩擦角、摩擦圆的概念；2、运动副中摩擦力（移动副、转动副）、总反力的求法；4-6 机械的效率机械的效率1、机械效率的计算方法：2、机组的效率计算：串联、并联1、单个运动副的自锁条件：移动副：合外力作用在摩擦角之内。转动副：合外力与摩擦角相割。2、效率：3、工作阻力：4-7 机械的自锁机械的自锁作图法求效率作图法求效率【题】图示轴颈1在轴承2中沿方向转动转动，F为驱动力，为摩擦圆半径。(1)试判断图A、B、C中哪个图的总反力R21是正确的？(2)针对正确图形，说明轴颈是匀速、加速、减速运动还是自锁？121212说明轴颈是匀速、加速、减速运动还是自锁？【题】图示机构，已知转动副C处的摩擦圆及A、B运动副两处的摩擦角如图所示，作用原动件1上的驱动力为P，Q为生产阻力。试用图解法画出各运动副的反力（注明各力的下标）。首先明确驱动力，确首先明确驱动力，确定构件运动方向。定构件运动方向。【题】图示为一起重机构，设已知机构尺寸，图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为，驱动力矩为M1，起重重物为W。试在下面机构位置简图中画出各运动副中反力方向。【题】图示曲柄滑块机构中，设已知机构尺寸，图中虚线圆为摩擦圆，滑块与导路的摩擦角为，驱动力矩为Md，阻力为Fr。试在下面机构位置简图中画出各运动副中反力方向（必须注明力矢量的脚标）。52 平面四杆机构的类型和应用平面四杆机构的类型和应用53 平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的基本知识54 平面平面四杆机构的设计四杆机构的设计（解析法、实验法不要求）（解析法、实验法不要求）第第5章章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计51 连杆机构及其传动特点连杆机构及其传动特点1、铰链四杆机构的三种型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构2、平面四杆机构的演化型式1、平面四杆机构的曲柄存在条件2、急回特性：行程速比系数、极位夹角3、四杆机构的传动角和死点4、铰链四杆机构的运动连续性作图法设计：1、按给定杆的位置：置换机架、刚化搬移、作中垂线。2、按给定的行程速比系数K设计：（1）作直角三角形外接圆法 （2）导杆机构*55 多杆机构简介多杆机构简介第第6章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计61 凸轮机构的组成、分类和应用凸轮机构的组成、分类和应用62 从动件的运动规律从动件的运动规律及其选择及其选择63 凸轮轮凸轮轮廓曲线的设计（图解法、廓曲线的设计（图解法、*解析法解析法）65 凸轮机构基本尺寸的确凸轮机构基本尺寸的确定定注意解题过程的前三步：注意解题过程的前三步：理论廓线、基圆、偏置圆（或机架轨迹圆）理论廓线、基圆、偏置圆（或机架轨迹圆）1、基圆、偏置距与压力角的关系，注意偏置方向及凸轮转向。、基圆、偏置距与压力角的关系，注意偏置方向及凸轮转向。2、滚子半径、平底尺寸。、滚子半径、平底尺寸。【题】图示两偏心圆盘凸轮机构，凸轮顺时针转动。试在图上标出：（1）凸轮由当前位置转过90时，从动件的位移s（或角位移）及压力角。（2）标出从动件的行程h（或最大角位移max）。第第7章章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计71 齿轮机构的应用及分类齿轮机构的应用及分类72 齿轮的齿廓曲线齿轮的齿廓曲线73 渐开线渐开线齿廓齿廓的啮合特点的啮合特点75 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动76 渐开线齿廓的切制原理渐开线齿廓的切制原理78 变位齿轮机构的设计计算变位齿轮机构的设计计算79 斜齿圆柱齿轮传斜齿圆柱齿轮传711 圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动710 蜗杆传动蜗杆传动74 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸77 渐开线齿廓的根切现象渐开线齿廓的根切现象注意：注意：1、渐开线发生图、渐开线发生图（注意三角形）（注意三角形）2、齿轮啮合图、齿轮啮合图（注意两个三角形）（注意两个三角形）3、变位齿轮计算的、变位齿轮计算的4个公式个公式4、齿轮基本参数及尺寸公式、齿轮基本参数及尺寸公式 注意零变位齿轮注意零变位齿轮与标准齿轮的区别。与标准齿轮的区别。【题】图示采用标准齿条刀具以范成法加工一渐开线标准直齿圆柱齿轮。刀具的基本参数及速度v1已知，被加工齿轮的轴心O至刀具分度线的距离为L。试求（要求啮合线的方向为“/”）：（1）在图中标出齿轮的分度圆半径r1和基圆半径rb1。（2）写出齿轮角速度2与齿条速度v1的关系式及齿轮齿数Z2与这两个速度的关系式。（3）该齿轮是否被根切？简单说明理由。（4）若该齿条为传动齿条，根据你所作的图说明谁主动？并在图中标出节点P、节圆r1、节线、啮合角。（5）标出实际啮合线段B1B2，判断该对齿轮能否连续传动，为什么？（有关尺寸直接从图中量取）【题】齿轮与齿条无侧隙啮合如图，试在图上画出：1齿条节线、齿轮节圆2啮合角；3实际啮合线B1B24齿轮1齿廓上与齿条2齿廓上点a2相啮合（共轭）的点a1；5若以该齿条为刀具范成加工齿轮，由图判断这样加工出来的齿轮是否产生根切？并说明理由。；【题】图示一周转轮系，已知各轮齿数：z1=50，z2=30，z3=30，z4=48；各齿轮m=1mm，=20，ha*=1，c*=0.25。（1）若齿轮1、2采用标准齿轮传动，则齿轮3、4采用何种齿轮传动类型？（保证无侧隙啮合和标准顶隙）；（2）若x3=0，试计算x4。（3）用范成法加工齿轮4时是否根切？（4）齿轮2和3有什么区别？（5）计算齿轮4的齿顶圆直径da4。（6）若齿轮3、4采用标准斜齿轮传动来凑中心距（齿数不变，模数不变），计算螺旋角。【题】已知一对渐开线圆柱齿轮传动，安装中心距a=140mm，z1=16，z2=18，m=8mm，=20，ha*=1，c*=0.25。保证无侧隙，标准顶隙。1.若采用直齿轮，确定该对齿轮传动的传动类型。2.若取x2=0.2，齿轮1是否根切？并计算出齿轮1的齿顶圆半径；3.若采用斜齿圆柱齿轮传动，试确定出该对齿轮的螺旋角；并判断斜齿轮1是否根切。【题】已知一对渐开线圆柱齿轮传动，安装中心距a=67mm，传动比i12=6/5,m=4mm，=20，ha*=1，c*=0.25。1采用直齿轮，试设计该对齿轮传动（要求：计算出齿轮1的齿顶圆半径即可；齿轮2的变位系数取：x2=0）。2若采用斜齿圆柱齿轮传动，试确定出该对齿轮的基本参数值（不计算具体几何尺寸）。第第8 8章章 齿轮系及其设计齿轮系及其设计81 齿齿轮系及轮系及其分类其分类82 定轴轮系的传动比定轴轮系的传动比83 周转周转轮轮系系的传动比的传动比84 复合复合轮系轮系的传动比的传动比*88 其它形式行星齿轮传动简介其它形式行星齿轮传动简介*86 行星轮系的效率行星轮系的效率87 行星轮系设计中的几个基本问题行星轮系设计中的几个基本问题85 轮系轮系的功用的功用【题】在图示轮系中，已知各轮齿数为：z1=z1=20，z2=40，z3=60，z3=40，z2=20，z4=40，z6=50，蜗杆5单头。试问：当n1=900r/min方向如图转动时，求蜗轮6的转速n6的大小和方向(标在图上)。八、（12分）图示轮系，已知试求n6的大小和方向。【机械原理模拟试题1】十一、（10分）图示轮系中，已知z1=24、z1=30、z2=96、z3=90、z3=100，z4=80、z4=40，z5=50、z5=1，z6=100、n1=300r/min，转向如图所示，试计算蜗轮6的转速n6，并将转向标在图上。【机械原理模拟试题2】【题】图示轮系，已知z1=1，z2=50，z3=z4=z5=z6=30，z7=60，z8=z9=15，n1=1000r/min（方向如图）。求nH的大小和方向（说明方向并标在图上）。【题】在图示轮系中，已知各轮齿数为：z1=30，z2=20，z2=40，z4=50，z4=100，蜗杆5单头（右旋）。试问：当n1=13r/min，n5=240r/min方向如图，求转速nH的大小和方向(必须标在图上)。【例】在图示轮系中，已知n1=1440r/min，各轮齿数为：z1=z2=20，z3=60，z4=90，z5=210，求n3。副周转轮系主周转轮系10-1 作用在机械上的力与机械的运转作用在机械上的力与机械的运转10-2 机械系统的等效力学模型机械系统的等效力学模型*103 机械系统在外力作用下的真实运动规律机械系统在外力作用下的真实运动规律第第1010章章 机械的运转及其速度波动的调节机械的运转及其速度波动的调节104 机械系统速度波动的调节机械系统速度波动的调节1、等效转动惯量Je（me）、等效力矩Me（Fe）的计算：等效构件的动能=所有构件的动能之和；等效力矩产生的功率=所有外力产生的功率之和。1、Wmax 的计算，能量指示图应用；2、飞轮转动惯量的计算及飞轮设计；*3、机械的非周期性速度波动及其调节。2、运动方程式：及3种形式【题】图示为某机器主轴作周期性稳定运转在一个周期（2）内的等效阻力矩Mr图（力矩单位Nm），等效驱动力矩Md为常数。试求：（1）一个运转周期内的最大盈亏功Wmax。（2）判断主轴在一个运转周期内转速最高和最低的位置。【题】某机械等效构件稳定运转一个周期的等效驱动力矩和等效阻力矩变化情况如图所示，并已计算出曲线包围的各块面积所代表的盈亏功值(图中所标数值)。试画出功能增量指示图，计算出最大盈亏功Wmax，并指出等效构件角速度max与min的位置。11-1 机械平衡的目的及内容机械平衡的目的及内容11-2 刚性转子的平衡计算刚性转子的平衡计算第第11章章 机械的平衡机械的平衡*11-3 挠性转子动平衡简述挠性转子动平衡简述*11-4 平面机构的平衡平面机构的平衡63 图示一曲轴，已知两个不平衡质量位置如图，试判断该轴是否静平衡？是否动平衡？若不平衡，求下列两种情况下在两个平衡基面I、II上需加的平衡质径积和的大小和方位。静平衡 动不平衡 静平衡 动不平衡 练习：练习：1）电子讲义后面的模拟试题。）电子讲义后面的模拟试题。2）校园网）校园网教育在线教育在线精品课程精品课程考试题考试题