机械原理考试知识点汇总

填空：1. 机械是机器和机构的总称。2.由两个构件直接接触而组成的可动的连接称为运动副，而把两构件上能够参加接触而构成运动副的表面称为副元素。3.凡两物件同过单一点或线接触而构成的运动副称为高副，通过面接触而构成的运动副统称为低副。4.机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件称为原动件，常在其上面画转向箭头表示。5.平面机构自由度计算：F=3n-(2P1+Ph)，P1为低副，Ph为高副，n为活动物件。6.转动副为周转副条件是：⑴最短杆长度+最长杆长度≦其余两杆长度之和，此条件称为杆长条件。⑵组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。7.为了表明急回运动的急回程度，可使用行程速度变化系数或行程速比系数K来衡量，即K=V2／V1=(C1*C2／t2)／(C1*C2／t1)=t1／t2= α1／α2 =（180度+θ）／180度-θ）。8.当原动件与连杆共线时为极位，当从动件与连杆共线时为死点。9.在连杆设计时，不能要求其从动件在两个不连通的可行域内连续运动，例如要求从动件从位置CD连续运动到位置C’D，这是不可能。连杆机构的这种运动不连续称为错位不连续。当原动件按同一方向连续转动时，若其连杆不能按顺序通过给定的各个位置，这也是一种运动不连续，此称为错序不连续。10.一对齿轮传动是依靠主动轮齿轮的齿廓，推动从动齿轮的齿廓来实现的，若两轮的传动能能实现预定的传动比(i12=w1/w2)规律，则两轮相互接触传动的一对齿廓称为共轭齿廓。11.在连杆机构中，当原动件的运动规律不变，可通过改变各构件的长度来使从动件得到不同的运动规律。12. 凸轮的类型:（1）安凸轮的形状分1盘形凸轮2圆柱凸轮（2）按推杆的形状分1尖顶推杆2滚子推杆3平底推杆13.凸轮的优缺点： 凸轮机构的最大优点是只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且响应快速，机构简单紧凑。缺点是凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，凸轮制造叫困难。14. 在连杆机构中常用传动角的大小及变化情况来衡量机构传力性能好坏。简答：1.渐开线的形成:如图10-6所示，当一直线 BK沿一圆周作纯滚动时，直线上任意点k的轨迹AK就是该圆的渐开线。该圆称为渐开线的基圆，它的半径用rb表示，直线BK称为渐开线的发生线，角θk称为渐开线上k点的展角。2.渐开线特性：①发生线上BK（上带横线）线段长度等于基圆上被滚过的弧长AB（带弧度），即BK(上带横线)=AB（弧度）。②发生线BK即为渐开线在K点的法线，又因发生线恒切于基圆，故知渐开线在K点的法线恒于其基圆相切。③发生线于基圆的切点B也是渐开线在K点处的曲率中心，线段BK（弧度）就是渐开线在K点处的曲率半径，故渐开线越接近基圆部分的曲率半径越小，在基圆上其曲率半径为零。④渐开线的形式取决于基圆的大小，在展角相同处，基圆半径越大，其渐开线的曲率半径也越大，当基圆半径为无穷大时，其渐开线就变成一条直线，故齿条的齿痕曲线为直线。⑤基圆以内无渐开线。（两个图）3.齿轮的优缺点，分类？答：它依靠轮齿齿廓直接接触来传递空间任意两轴间的运动和动力。并且有传递功率范围大，传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作可靠等优点，但也存在对制造和安装精度要求高以及成本高等缺点。根据一对齿轮在齿合过程中其瞬时转动比（i12=W1／W2）是否恒定，将齿轮机构分为圆形（i12=常数）齿轮机构和非圆(i12≠常数)齿轮机构。圆形齿轮机构又可分为：①用于平行轴间的传动齿轮机构。 ②用于相交轴间传动齿轮机构。 ③用于交错轴间传动齿轮机构。4.计算平面机构自由度时应注意的事项：1.正确计算运动副数目：①两个以上的物品同在一处以转动副相连接，就构成了所谓的复合铰链有m个构件组成的复合铰链，共有（m-1）个转动副。②如果两构件在多处接触而构成转动副，且转动轴线重合。或者在多处接触而构成制动副，切移动方向彼此平行，或者两构件构成为平面高副，切各接触点的分法线彼此重合，则均只能算作一个运动副（一个运动副，一个移动副或一个平面高副）。③如果两构件在多处相接触所构成的平面高副，在各接触点公法线方向彼此不重合，就构成了符合高复，它相当于一个低副。2.要除去局部自由度：设机构的局部自由度数目F’,则机构实际自由度应为F=3n-（2P1+2Ph）-F’ 3.要除去虚约束： ①机构中，如果用转动副连接的是两构件上运动轨迹相重合的点，则该连接将带入1个虚约束。②机构中，如果用双转动副秆

连接的两运动构件上某两点之间的距离始终保持不变的两点，也将带入1个虚约束。③机构中，不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为虚约束，如设机构重复部分中的物件数为n’,低副数为P1’及高副部分所带入的虚约束P’为 P’=2P1’+Ph’-3n’ 5.连杆机构具有一下一些传动特点：（1）连杆机构中的运动副一般均为低副 （2）在连杆机构中，在运动件的运动规律不变的条件下，可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律（3）在连杆机构中，连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线 缺点：（1）由于连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递，因而传动路线较长，易产生较大的误差累计，同时也使机械效率降低（2）在连杆机构运动中，连杆及滑块所产生的惯性力难以用一般平衡方法加以消除，因而连杆机构不宜用于高速运动。

计算1：图中设rk为渐开线在任意点k的内径，当此渐开线与其共轭齿廓在k点啮合时，此轮廓在该点所受正压力的方向（即法线方向）与该点的速度方向（沿?k方向）之间所夹的锐角?k，称为渐开线在该点压力角。由△BOK可见，cos?k =rb/rk,又因

tanxk?BK(弧度)AB（弧度）rb(?k??k)????k??k rbrbrb故得：?k?tan?k??k 由上式可知，展角 θk是压力角?k的函数，称其为渐开线

函数，用inv ?k来表示，即 inv?k=θk=tanθk-θk(10-4图)

由10-3，10-4得渐开线极坐标方程为rk= rb/cos?k θk=inv?k= tan?k -?k 2.计算，推导平面四杆机构有曲柄的条件，并画出图形:平面四杆机构有曲柄的前提是其运动副中必有周转副存在，故下面先来确定转动副为周转副的条件。

如图，设四杆机构各杆的长度分别为a，b，c，d 。要转动副A称为周转副，则AB杆应能处于图中任何位置，而当AB杆与AD杆两次共线时，可分别得到 △DB’C’和△DB’ ’C’ ’ 而由三角形得边长关系可得 a+b≤b+c b≤﹙d﹣a）+c 即 a+b≤c+d

c≤（d﹣a）+b 即 a+c≤b+d 将上述三式分别两两相加，则得 a≤b ， a≤c，a≤d 即a杆应为最短杆之一

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