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1、南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 1 - 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 二、 绘制机构简图: 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 2 - 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+
2、PH ) 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 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 =3 2-2 2 1 =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 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 3 - 起作用
3、的约束 机构中的虚约束常发生在下列情况: 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。 多个中间齿轮 二、平面连杆机构及设计 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 4 - 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
4、为 最短杆; 最短杆与最长杆的长度和小于等 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 (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:
5、 = (1-2)/2 2、急回特性和行程速度变化系数 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 5 - (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- (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:
6、 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 。 四、死点位置 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 6 - 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
7、 三、凸轮机构及其设计 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 7 - 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) 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
8、凸轮无法推动 从动件。 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 8 - 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 已知:从动件运动规律、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。 南昌大学机械原理复习
9、资料制作人:王 * - 9 - 2、偏置直动尖端从动件盘形凸轮机构 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 心为尖顶得到的凸轮轮廓。 基圆: 理论轮廓线最小向径决定的圆 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 10 - 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 。 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 11 - 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
10、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,试标出凸轮从图示 位置转过 60 后从动件 的角位移和压力角。 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * 12 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。
11、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 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * 13 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。
12、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。 三、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 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * 14 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 五、基本参数及主要计算公式 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * 15 渐开线标准齿轮的啮合 正确啮合
13、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 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:3、齿顶高系数: 4、中心距计算公式: 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 16 - 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) 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 17 - 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。 四、组合轮系的传动比: (一) 、求解步骤: 南昌大学机械原理复习资料制作人:王 * - 18 - (二) 、轮系的划分方法: 例: 综合举例:
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