《机械原理复习⼤纲》(机械本科)⼀、基本要求
测验应试学⽣是否达到应有⽔平,要求学⽣掌握机构学和机器动⼒学的基本理论和基本知识,学会常⽤基本机械的分析和综合。考试以基本概念、基本原理和基本⽅法为主。⼆、考试内容绪论
概念:机构、机器的特征第⼆章机构的构型分析(1)基本概念:
构件、零件、运动副、运动链、球⾯副、环副、圆柱副、圆柱-平⾯副、球⾯-平⾯副、转动副、移动副、螺旋
副
(2)机构运动简图绘制
(3)正确计算⾃由度
主要是平⾯机构的⾃由度计算,要注意虚约束、局部⾃由度和复合铰链问题。
(4)机构的组成原理
能够对机构进⾏拆分成有主动件和机架组成的主动链和由其余杆副组成的⾃由度为0的从动链。例对以上计算⾃由度的机构的拆分)要求:习题2-1、2-2、2-3、2-4要
会做。也可以对上述⾃由度计算机构的记过级别进⾏判断。第三章 平⾯机构的运动分析
了解机构运动分析的⽬的和⽅法,对简单基本机构进⾏运动分析。 §3-1 三⼼定理
速度瞬⼼的概念,三⼼定理的应⽤,⽤速度瞬⼼法进⾏机构的速度分析。习题3-1 试确定题图3-1所⽰各机构在图⽰位置的瞬⼼位置.2.在图⽰机构中,已知构件1以ω1沿顺时针⽅向转动,试⽤瞬⼼法求构件2的⾓速度ω2和构件4的速度v4的⼤⼩(只需写出表达式)及⽅向。
3.图⽰齿轮 连杆机构中,已知齿轮2和5的齿数相等,即z2=z5,齿轮2以ω2=100rad/s 顺时针⽅向转动,试⽤瞬⼼法求构件3的⾓速度ω3的⼤⼩和⽅向。(取µL=0.001m/mm)
4.图⽰机构的长度⽐例尺µL=0.001m/mm ,构件1以等⾓速度ω1=10rad/s 顺时针⽅向转动。试求: 在图上标注出全部瞬⼼; (2)在此位置时构件3的⾓速度ω3的⼤⼩及⽅向§3-2
机构可动性分析 死点:能够对书21页图3-8和图
3-9分析。 机构具有曲柄的条件:习题3-4
3.图⽰铰链四杆机构。已知lAB=62mm ,lBC=40mm ,lCD=60mm ,lAD=19mm 。试问: (1)该机构为何种类型机构,有⽆曲柄存在?如有,指出哪个构件是曲柄; (2)当以lab 为主动件时,标注出从动件的压⼒⾓。LL GI 题2图题4图题3图
4.图⽰导杆机构,已知:lAB=50mm ,若要机构成为摆动导杆机构,lAC 的最⼩值应满⾜什么条件?并指出图⽰位置A ,B 杆为原动件时机构传动⾓γ的⼤⼩。
5.画出图⽰机构的极限位置,标出极位夹⾓θ,确定⾏程速⽐系数K。 §3-3 平⾯连杆机构的运动分析
主要是⼆级机构的分析,能够根据简单机构建⽴其运动⽅程的数学模型,写出计算机仿真的程序框图。 1、所⽰机构中,已知原动件1以等⾓速度ω1=10rad/s 逆时针⽅向转动, LAB=100mm,LBC=300mm,e=30mm.试建⽴C 点轨迹、速度求解的数学模型,并写出计算机仿真的⽅法。
2、在图⽰铰链四杆机构中,已知杆a=100mm ,杆b=300mm ,c=200mm ,d=250mm ,ω1=10rad/s 。试建⽴C 点轨迹、速度求解的数学模型。并写出⽤计算机求解的⽅法。
3.在图⽰正切机构中,已知h=400mm , φ1=60°, 构件1以等⾓速度ω1=6rad/s 沿逆时针⽅向转动。 试⽤解析法求构件3的速度v5。
4.在图⽰机构中,已知lAD=100mm ,φ=45°,∠ADB=90°, ω1=10rad/s ,试求vC3。书50—51页的3-6、3-7§3-4 轮系的运动分析
了解轮系的分类和应⽤,会计算轮系的传动⽐。包括⼤⼩及⽅向,核⼼是轮系传动⽐的计算:书上52页的3-12、3-13,会作即可。主要是传动⽐的⼤⼩及⽅向。 1、 已知图1所⽰轮系的z1=18, z2=20,z2′=22,z3=58,z4=60。试求i14。 2、 图⽰轮系中,各轮模数和压⼒⾓均相同,都是标准齿轮,各轮齿数为z1=23,转向如图⽰。试求齿轮2'的齿数z 2'及n A 的⼤⼩和⽅向。
3.计算图⽰轮系的传动⽐i1H ,并确定输出杆H 的转向。已知各轮齿数z1=1,z2=40,z2'=24,z3=72,z3'=18,z4=114,蜗杆左旋,n1转向如图⽰。
4.在图⽰轮系中,已知z1=35,z2=25,z2'=18,z3'=z5,n1=600r/min , (顺时针转动)。试求: 1)齿数z3=?2)轮5的转速n5=?(⼤⼩和⽅向)。机构的⼒分析
4.2 机构的传动⾓:概念及绘制(习题4-3)
4.3死区:概念:摩擦、⾃锁、机械效率,习题4-7,4-8图
1 r/min ,,,,,, 15003317404092511544332=======n z z z z zz 题2图
题4图
1、图⽰为⼀铆接⽤的楔形夹具。利⽤这个夹具把两块要焊接的⼯件1及1’预先夹妥,以便焊接。图中2为夹具体,3为楔块,试确定此夹具的⾃锁条件(即当夹紧后,楔块3不会⾃动松脱出来的条件)。
2、在图⽰斜⾯机构中,设已知摩擦⾯间的摩擦系数F=0.2。求在G⼒作⽤下(反⾏程),此斜⾯机构的临界⾃锁条件和在此条件下正⾏程(在F⼒作⽤下)的效率。第五章平⾯连杆机构综合§5-1 平⾯连杆机构的功能与应⽤
对平⾯四杆机构的运动和传⼒性能有明确概念。对表5-1⽐较了解,对图5-1、5-6、5-5、5-9、5-15能进⾏分析,确定机构的运动特点。§5-2实现给定刚体位置的四杆机构综合
对平⾯旋转矩阵的掌握,能够应⽤平⾯旋转矩阵进⾏分析。会建⽴位置坐标⽅程即可。例5-1§5-3 实现给定连架杆对应位置的四杆机构综合会建⽴位置坐标⽅程。例5-2
§5-4 实现给定⾏程速⽐系数的四杆机构综合
要求能够了解急回曲柄摇杆机构的综合⽅法和急回曲柄滑块机构综合⽅法。例题5-51、.设计图⽰⼀铰链四杆机构。已知⾏程速度变化系数K=1,lCD=100mm,连杆长为lBC=150mm,求曲柄lAB和机架lAD及联架杆铰链A的位置。
2.试设计⼀铰链四杆机构,已知摇杆长lCD=75mm,机架长lAD=100mm,⾏程速度变化系数K=1,摇杆的⼀个极限位置与机架的夹⾓ψ=30°,求曲柄长lAB和连杆长lBC。
3.设计⼀曲柄摇杆机构,已知摇杆的长度lCD=70mm,摆⾓ψ=30°,⾏程速⽐系数K=1.4,机架长度lAD=40mm。求曲柄和连杆的长度lAB,lBC,并在图上画出可能发⽣最⼩传动⾓γmin的位置,最后判定⼀个γmin并在图上标出。第六章凸轮机构综合
对凸轮机构的从动件常⽤运动规律及选择原则、机构压⼒⾓有明确概念,掌握盘形凸轮轮廓线的设计⽅法。§6-1 传动函数
等速运动规律、等加速等减速运动规律、五次多项式运动规律、余弦加速度运动规律和正弦加速度运动规律的特点(冲击情况、加速度情况,运动线图的表达式)
应⽤⽮量旋转求解偏置直动尖端推杆盘形凸轮、摆动尖端摆杆盘形凸轮以及滚⼦从动杆盘形凸轮机构廓线坐标⽅程的确定。参看习题6-3、6-4、6-5、6-6
1.设计⼀对⼼直动尖顶从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。已知凸轮顺时针⽅向转动,基圆半径r0=25mm,从动件⾏程h=25mm。其运动规律如下:凸轮转⾓为0°~120°时,从动
件等速上升到最⾼点;凸轮转⾓为120°~180°时,从动件在最⾼位停⽌不动;凸轮转⾓为180°~300°时,从动件等速下降到最低点;凸轮转⾓为300°~360°时,从动件在最低位停⽌不动。
2.直动从动件盘形凸轮机构中,已知:⾏程h=40mm,从动件运动规律如图所⽰,其中AB段和CD段均为正弦加速度运动规律。试写出从坐标原点量起的AB和CD段的位移⽅程。第七章齿轮机构综合
掌握齿轮啮合基本定律、渐开线性质、齿轮基本参数及其啮合特性,会计算标准渐开线直齿轮传动的基本尺⼨。了解变位齿轮的概念。着重了解斜齿轮有关参数计算。
⼀对标准斜齿圆柱齿轮的基本参数为zl=20,z2=40,mn=8mm,
αN=20°,β=18°,B=30mm。
试求;1)pn及pt 2)dl、d2、da1、da2、df1、df2、a;3)ε;4)Zv1,及ZV2 2、⼀对标准斜齿圆柱齿轮的基本参数为z1=21,z2=22,mn=2mm,
α题2图题1图题2图题3图
N=20°,a ′=54mm ,要求不⽤变位⽽凑配中⼼距离时,这对斜齿轮的螺旋⾓应为多少?3、如图所⽰的齿轮传动装置,其有关参数如下:z119=, z 258=, z 317=, z 463=, mm,αα==?n 20, mm, h a *
=1.求 (1)斜齿轮2的螺旋⾓⽅向(可在图上直接标出);(2)为了满⾜中⼼距的要求,斜齿轮的螺旋⾓为多少度;
(3)若两对齿轮均采⽤直齿圆柱齿轮传动,则分别采⽤何种传动类型?啮合⾓各为多⼤?4、在某设备中有⼀对渐开线直齿圆柱齿轮,其参数为z1=26、i12=
5、m =3mm 、α=20°、ha*=1、c*=0.25。在技术改造中,提⾼了原动机的转速,为了改善齿轮传动的平稳性,要求在不降低强度、不改变中⼼距和转动⽐的条件下,将直齿轮改为斜齿轮,并希望将分度圆螺旋⾓限制在20°以内,重合度εr ≥3,试确定z1、z2、mn 和齿宽B 。 机械的质量平衡概念:动平衡、静平衡,动平衡与静平衡的关系 机械的功率平衡概念:机械的真实运动,机械功率平衡⽅法。
1.图⽰两个转⼦,已知m1r1=m2r2,转⼦a 是 不平衡的 ,转⼦b 是 不平衡的。a)b)
2.在图⽰a 、b 、c 三根曲轴中,已知m1r1=m2r2=m3r3=m4r4,并作轴向等间隔布置,且都在曲轴的同⼀含轴平⾯内,则其中 轴已达静平衡, 轴已达动平衡。
15.机器运转时的速度波动有 速度波动和 速度波动两种,前者采⽤ ,后者采⽤ 进⾏调节。
48.通常,机器的运转过程分为⼏个阶段?各阶段的功能特征是什么?何谓等速稳定运转和周期变速稳定运转?考题类型: 1、填空10分
2、机构简图及⾃由度计算两部分15分
3、列运动⽅程并写出计算机演⽰程序框图 10分4、找出⼀机构所有瞬⼼ 10分5、轮系计算(混合轮系)10分
6、实现给定位置参数进⾏的四杆机构综合,仅考部分,不全考。15分7、凸轮机构:某机构的运动规律曲线,廓线⽅程建⽴。20分8、齿轮:以斜齿轮参数计算为主。10分机械原理考试内容:
不考机构设计,计算题的步骤不超过4步。 填空题(概念)10—15分。改错题+简答题(不⼀定考)10分。 以下题型各⼀题:
①⾃由度计算+机构分解判断机构级别; ②四杆机构(图解法); ③齿轮(计算重合度); ④轮系(混合轮系);a a 12 34 160 = = m m = = n4
⑤凸轮(解析法)⑥后⾯章节考简答题、填空
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