机械原理课程复习提纲 - 图文

连杆机构及其设计

（1） 基本概念 连杆机构 平面连杆机构

由若干刚性构件（一般多呈杆状和滑块状）用低副联接而组成。各运动构件均在相互平行的平面上运动。

曲柄 连架杆

其中能绕定轴作整周回转的构件称为曲柄 与机架相连的构件称为连架杆

连杆 摇杆

不与机架相连的构件称为连杆 绕定轴作往复摆动的构件称为摇杆(或摆杆)

滑块 周转副/摆转副

只作往复移动的构件称为滑块 能够作整周回转的转动副/只能作摆动的转动副

曲柄摇杆机构/双曲柄机构/双摇杆机构 传动特性/传力特性

机构都具有传递和变换运动的功能，由此功能所显示出的特性称为传动特性/机构通常都具有传递和变换“力”的功能，由此功能显示出的特性称为传力特性。

极位夹角?

从动摇杆在两极限位置时所对应的曲柄两位置所夹锐角

行程速比系数（急回系数）

压力角?/传动角??

从动件上所受的驱动力P与其力作用点的绝对速度方向间所夹锐角/压力角的余角

最大压力角?max/最小传动角?min

发生在曲柄与机架共线的两个位置

死点

四杆机构当摇杆或滑块为主动件，由于从动件AB和连杆BC处于共线位置，则机构将无法运动，称为机构的死点位置

机构的运动分析

在已知各构件几何尺寸及原动件的运动（一般均假定原动件作等速运动）前提下，确定机构中某构件（或构件上某点）的位移、速度和加速度。

机构的运动设计

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按给定运动等方面要求，在选定机构型式后进行机构运动简图的设计，也即确定各构件的几何尺寸（如两转动副中心间的距离和运动副导路中心线方位等），不涉及机构的具体结构和强度，故称为机构的运动设计。

速度瞬心

作相对运动的两刚体的瞬时相对速度为零，瞬时绝对速度相等的重合点

绝对速度瞬心/相对速度瞬心

如果两刚体都是运动的，其瞬心为相对速度瞬心/两刚体之一是静止的，为绝对速度瞬心

三心定理

互作平面运动的三个构件有三个瞬心，它们必位于同一直线上

（2） 有关平面连杆机构特别是它的基本形式——平面铰链四杆机构的基本概念、基本知识及其演化

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（3） 掌握曲柄存在的条件以及平面连杆机构的运动特性

铰链四杆机构中，曲柄存在的几何条件是：①连架杆和机架其一为最短；②最短构件与最长构件的长度之和应小于或等于其余两构件长度之和。

在曲柄存在的几何条件中，“最短构件与最长构件的长度之和小于或等于其余两构件长度之和”是必要条件，如果不满足此条件，无论取那个构件作为机架，都不存在曲柄。

若铰链四杆机构满足杆长条件，则以最短杆的相邻杆作机架时，为曲柄摇杆机构；以最短杆作机架时，为双曲柄机构；以最短杆的相对杆作机架时，为双摇杆机构

偏置曲柄滑块机构存在曲柄的几何条件为：a≤b-e 对心曲柄滑块机构存在曲柄的几何条件为：a≤b

急回特性：摆动导杆机构有急回特性，且极位夹角=?行程角

（4） 平面连杆机构速度瞬心的求法以及利用瞬心法进行机构的运动分析

由于每两个构件就有一个瞬心，故有N个构件组成的机构，其瞬心数K应等于在N件中每次任选两件的组合数，即

利用瞬心法进行机构运动分析的过程：首先必须按比例作出机构在某瞬时的位置图。然后确定各瞬心位置，最后根据瞬心是两构件重合点与同速点的特性，寻求运动待求构件同运动已知构件的关系。

（5） 学会进行机构的运动学分析的封闭向量多边形法（掌握思路和分析方法）

封闭向量多边形法的基本原理是：将机构中每一构件看作一个向量，对于绝大多数为封闭式运动链的机构来说，机构在运动过程中可简化为一个可变的封闭向量多边形，由此建立向量封闭约束方程，并求解此方程。

封闭向量多边形法中，坐标系的选取和向量指向的确定不影响运动分析的结果。

（1） 平面四杆机构设计的基本问题，按简单运动条件设计平面四杆机构的一些基本方

法如反转法等

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图解法：（机构运动简图——>寻找铰链点）

首先将已知几何条件按比例画出，再将给定的运动要求也转换成几何条件，接着就可以根据上述连杆机构的一些工作特性，通过几何作图确定待定的转动副的中心和运动副导路中心线的位置。设计结果也即待求构件的尺寸，可直接从图上量取。

? 按给定摇杆两极限位置的曲柄摇杆机构设计 ? 按给定从动件行程和急回系数的设计

? 按给定连杆位置的设计（刚体导引机构的设计）

① 连杆上两运动铰链B、C位置可以任意选择的四杆机构设计（设计待求铰链A、D位置）；② 给定固定铰链A、D位置的四杆机构设计（设计待求铰链B、C位置）

? 按给定连架杆对应位置的设计 ? 按给定运动轨迹设计

解析法（实现给定运动规律的函数机构设计）（求杆长）

建立机构尺寸参数与给定运动参数的解析关系式。不同的运动要求，所建立的方程式也就不同。然后应用不同的数学方法和解算工具去求解方程式中的尺寸参数。这种方法便于采用各种逼近理论，精度高，能解决复杂的问题。随着计算机的广泛应用，该方法正得到逐步推广。

? 按给定连架杆对应位置的设计 ? 按给定函数关系的设计 ? 实现已知的运动轨迹

反转法

原理：将活动铰链位置的求解问题转化为固定铰链的求解问题

方法：为了不改变反转前后机构的相对运动，作图时，必须将原机构的每一位置的各构件之间的相对位置视为刚好化，并用作全等四边形或全等三角形的方法，求出转化后机构各构件的相对位置。

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