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1、时间：时间：2023 2023年年1 1月月1818日日(9:00-11:00)(9:00-11:00)机械原理考试机械原理考试地点：地点：机制机制071072(071072(共共7070人人)西苑西苑83018301（可坐（可坐8080人）人）机制机制073074+073074+其他其他(共共7777人人)西苑西苑8302 8302（可坐（可坐8080人）人）答疑时间：答疑时间：20232023年年1 1月月1616日日11月月1717日日 上午：上午：0808：00120012：0000 下午：下午：1414：30183018：0000 晚上：晚上：1919：30213021：3030机械
2、原理复习机械原理复习机械原理不考试内容机械原理不考试内容一、一、2-7 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析中平面机构的组成原理、结构分类及结构分析中4.4.高副低代高副低代1.1.组成原理组成原理2.2.结构分类结构分类3.3.结构分析结构分析2-8 机构结构的型综合及其设计机构结构的型综合及其设计二、二、3-5 用解析法作机构的运动分析用解析法作机构的运动分析三、三、4-2 构件惯性力确实定构件惯性力确实定4-4 不考虑摩擦时机构的受力分析中不考虑摩擦时机构的受力分析中3 3用解析法作机构的动态静力分析用解析法作机构的动态静力分析四、四、6-4 转子的许用不平衡量转子的许用不平衡量6-6
3、 平面机构的平衡平面机构的平衡五、五、7-3 机械运动方程式的求解中机械运动方程式的求解中 3 3等效转动惯量是位置的函数，等效力矩是位置和速度的等效转动惯量是位置的函数，等效力矩是位置和速度的函数函数六、六、8-4 平面四杆机构的设计中平面四杆机构的设计中机械原理复习机械原理复习机械原理不考试内容机械原理不考试内容2.2.用解析法设计四杆机构用解析法设计四杆机构8-5 多杆机构多杆机构4.4.四杆机构的优化设计四杆机构的优化设计七、七、9-3 凸轮轮廓曲线的设计中凸轮轮廓曲线的设计中3 3用解析法设计凸轮的轮廓曲线用解析法设计凸轮的轮廓曲线八、八、10-11 其他齿轮传动简介其他齿轮传动简介
4、10-12 齿轮机构动力学简介齿轮机构动力学简介九、九、11-6 行星轮系的效率行星轮系的效率11-8 其他新型行星轮系传动简介其他新型行星轮系传动简介1.轮系中的功率流动问题轮系中的功率流动问题11-7 行星轮系的类型选择及设计的基本知识中行星轮系的类型选择及设计的基本知识中3行星轮系的均载装置行星轮系的均载装置十、第十二章十、第十二章;第十三章第十三章;第十四章第十四章机械原理复习机械原理复习不需要记忆的公式不需要记忆的公式1.推杆运动规律：s s(t)s()v v(t)v()a a(t)a()2.重合度:=z1(tana1 tan)+z2(tana2 tan)/(2)=+3.任意圆上齿厚
5、：4.无侧隙啮合方程式机械原理复习机械原理复习第第2 2章章 平面机构的结构分析平面机构的结构分析一、了解名词：一、了解名词：构件、零件、运动副、约束、机构、机器构件、零件、运动副、约束、机构、机器二、理解二、理解机构运动简图：要求能够看懂和绘制最一般的机构简图机构运动简图：要求能够看懂和绘制最一般的机构简图三、熟练掌握三、熟练掌握平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算F3n(2plph)F3n(2plph p)F1.1.复合铰链复合铰链2.2.局部自由度局部自由度3.3.虚约束虚约束4.4.机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件机械原理复习机械原理复习滑块受到的运动约束与构件滑块受到
6、的运动约束与构件FGCFGC上的运动轨迹相重合，所以滑块上的运动轨迹相重合，所以滑块将带入一个虚约束（将带入一个虚约束（p p=1 1）。）。2-1滚子绕其中心滚子绕其中心A A转动的自由度为局部自由度转动的自由度为局部自由度B B为复合铰链为复合铰链F3n(2plph p)F=39 (212+1 1)1=2计算图示机构的自由度，如有局部自由度、计算图示机构的自由度，如有局部自由度、复合铰链和虚约束请予以指出。复合铰链和虚约束请予以指出。2-2 2-2 滚子半径滚子半径r rr r=R-r=R-r，ABBCABBCF3n(2plph p)F=34 (25+1 1)1=1滚子滚子4 4绕其中心绕
7、其中心B B转动的自由度为转动的自由度为局部自由度局部自由度无复合铰链无复合铰链滚子中心受到的运动约束与构件滚子中心受到的运动约束与构件ABCABC上上B B点的运动轨迹相重合，所以滚子与点的运动轨迹相重合，所以滚子与圆形轨道的高副为一个虚约束。圆形轨道的高副为一个虚约束。压榨机机构压榨机机构2-3该机构中存在结构对称局部，构件该机构中存在结构对称局部，构件8 8、9 9、10 10 和构件和构件4 4、5 5、6 6对称。对称。如果去掉一个对称局部，机构仍能够如果去掉一个对称局部，机构仍能够正常工作，所以可以将构件正常工作，所以可以将构件8 8、9 9、1010以及其上的转动副以及其上的转动
8、副G G、H H、I I和和C C处的处的一个转动副视为虚约束；一个转动副视为虚约束；偏心轮偏心轮1 1与机架与机架1111和构件和构件2 2形成形成 2 2个转动副个转动副 构件构件7 7与构件与构件1111在左右两边同时形成导在左右两边同时形成导路平行的移动副，只有其中一个起作用；路平行的移动副，只有其中一个起作用；构件构件4 4、5 5、6 6在在D D点处形成复合铰链点处形成复合铰链 机构中没有局部自由度和高副。机构中没有局部自由度和高副。F3n(2plph p)F=310(215+0 1)0=1P=2pl+ph-3n =25+0-33=1作业集作业集2-62-92-62-9教材教材2
9、-162-162-4图示运动链是图示运动链是否能成为机构？否能成为机构？如何改造？如何改造？第第3 3章章 平面机构的运动分析平面机构的运动分析一、瞬心的定义、性质和应用一、瞬心的定义、性质和应用1.1.定义：两构件的瞬时同速点；定义：两构件的瞬时同速点；2.2.找瞬心的方法：找瞬心的方法：直接观察，直接观察，三心定理，三心定理，瞬心多边形等；瞬心多边形等；3.3.利用瞬心求构件的角速度或构件上某点的速度。利用瞬心求构件的角速度或构件上某点的速度。作业集作业集3-13-33-13-3；教材；教材3-13-63-13-6二、运动分析：相对运动图解法二、运动分析：相对运动图解法列矢量方程列矢量方程
10、依方程作图求解依方程作图求解1.1.同一构件上两点间的速度和加速度的关系同一构件上两点间的速度和加速度的关系利用影像原理简化解题利用影像原理简化解题（同一构件上已知两点运动求第三点运动同一构件上已知两点运动求第三点运动）影象原理只能应用于同一构件上，影象原理只能应用于同一构件上，字母绕行顺序应相同。字母绕行顺序应相同。2.2.组成移动副的两构件上重合点间的速度与加速度的关系组成移动副的两构件上重合点间的速度与加速度的关系注意：重合点的选择、哥氏加速度的大小及方向注意：重合点的选择、哥氏加速度的大小及方向作业集作业集3-43-63-43-6；教材；教材3-13-63-13-6作业集作业集3-73
11、-7、3-103-10；教材；教材3-133-13第第4 4章章 平面机构的力分析平面机构的力分析一、运动副的摩擦分析一、运动副的摩擦分析1.1.摩擦角、摩擦圆及当量摩擦系数的含义；摩擦角、摩擦圆及当量摩擦系数的含义；2.2.按给定的驱动力（或阻力）确定构件之间的相对运动方向；按给定的驱动力（或阻力）确定构件之间的相对运动方向；驱动力和工作阻力的特性？驱动力和工作阻力的特性？分析相对运动时注意脚标，如分析相对运动时注意脚标，如 1212、2121；v v1212、v v2121的区别！的区别！3.3.先按无摩擦确定运动副反力的方向，后按有摩擦确定运动副总反先按无摩擦确定运动副反力的方向，后按有
12、摩擦确定运动副总反力的方向；力的方向；移动副总反力移动副总反力F FR12R12与与v v2121成（成（90+90+）角（注意力的脚标）角（注意力的脚标）转动副总反力转动副总反力F FR12R12对铰链中心的力矩方向与对铰链中心的力矩方向与 2121相反并与摩擦圆相反并与摩擦圆相切相切4.4.对机构进行受力分析时，注意以二力杆或三力构件入手进行分析。对机构进行受力分析时，注意以二力杆或三力构件入手进行分析。注意二力杆受压还是受拉注意二力杆受压还是受拉;注意三力构件的三力汇交注意三力构件的三力汇交作业集作业集4-34-74-34-71M1ABCD1234FQFR12FR23FR21FR43FR
13、32FR412123344-1图示曲柄摇杆机构中曲柄为图示曲柄摇杆机构中曲柄为主动件，已知主动件，已知 1 1、驱动力矩、驱动力矩MM1 1，从动件，从动件3 3上作用有工作上作用有工作阻力阻力F FQ Q，标出各个运动副中，标出各个运动副中总反力的方向。总反力的方向。解：构件解：构件2为二力杆，受压为二力杆，受压第第5 5章章 机械的效率和自锁机械的效率和自锁 一、机械的效率一、机械的效率1.效率的定义及其求法、自锁条件效率的定义及其求法、自锁条件瞬时机械效率和自锁条件都可用两次力分析（考虑与不考虑摩擦）瞬时机械效率和自锁条件都可用两次力分析（考虑与不考虑摩擦）的方法求解的方法求解工作阻力不
14、变工作阻力不变驱动力不变驱动力不变2.机组的效率机组的效率串联串联并联并联混联混联作业集作业集5-45-4作业集作业集5-35-3作业集作业集5-25-2二、机械的自锁二、机械的自锁1.对移动副，驱动力位于摩擦角之内；对转动副，驱动力位于摩擦对移动副，驱动力位于摩擦角之内；对转动副，驱动力位于摩擦2.圆之内。圆之内。2.令工作阻力小于零来求解。对于受力状态或几何关系较复杂的机令工作阻力小于零来求解。对于受力状态或几何关系较复杂的机构，可先假定该机构不自锁，用图解法或解析法求出工作阻力构，可先假定该机构不自锁，用图解法或解析法求出工作阻力与主动力的数学表达式，然后再令工作阻力小于零，解此不等式，
15、与主动力的数学表达式，然后再令工作阻力小于零，解此不等式，即可求出机构的自锁条件。即可求出机构的自锁条件。3.利用机械效率计算式求解，即令利用机械效率计算式求解，即令0。自锁条件可用以下自锁条件可用以下3种方法求得：种方法求得：作业集作业集5-65-6作业集作业集5-75-7作业集作业集5-55-5第第6 6章章 机械的平衡机械的平衡本章的重点是刚性转子的静平衡和动平衡本章的重点是刚性转子的静平衡和动平衡1.1.理解质径积的理解质径积的mrmr概念概念;2.2.何谓静平衡何谓静平衡(单面平衡，主矢为零单面平衡，主矢为零)？何谓动平衡？何谓动平衡(双面平衡，主双面平衡，主矢主矩均为零矢主矩均为零
16、)？静平衡的动平衡关系？静平衡的动平衡关系？3.3.平衡质量平衡质量mmb br rb b的求解方法既可用图解法，也可用解析法。的求解方法既可用图解法，也可用解析法。首先应在转子上选定两个可添加平衡质量的、且与离心惯性力平行首先应在转子上选定两个可添加平衡质量的、且与离心惯性力平行的平面作为平衡平面，然后运用平行力系分解的原理将各偏心质量的平面作为平衡平面，然后运用平行力系分解的原理将各偏心质量所产生的离心惯性力分解到这两个平衡平面上。这样就把一个空间所产生的离心惯性力分解到这两个平衡平面上。这样就把一个空间力系的平衡问题转化为两平衡平面内的平面汇交力系的平衡问题。力系的平衡问题转化为两平衡平
17、面内的平面汇交力系的平衡问题。作业集作业集6-26-2、6-36-3第第7 7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一、机械的运动和动能关系一、机械的运动和动能关系1.动能定理：2.周期变速稳定运转的条件、速度波动的原因 Med和Mer的变化是有规律的周而复始,Je为常数或有规律的变化 任一时间间隔WdWr+Wf，但在一个运动循环中但在一个运动循环中WWd d=W=Wr r+W+Wf f 循环开始和终了角速度相等,其他时间角速度在m上下波动二、机械系统等效动力学模型的建立1.1.应遵循的原则是：应遵循的原则是：使机械系统在等效前后的动力学效应不变，即使机械系统在等效前后
18、的动力学效应不变，即 动能等效：等效构件所具有的动能，等于整个机械系统的总动能。动能等效：等效构件所具有的动能，等于整个机械系统的总动能。外力所做之功等效：作用在等效构件上的外力所做之功，等于作外力所做之功等效：作用在等效构件上的外力所做之功，等于作用在整个机械系统中的所有外力所做之功的总和。用在整个机械系统中的所有外力所做之功的总和。2.要求掌握等效力矩和等效转动惯量的求解根据动能相等：求等效转动惯量根据动能相等：求等效转动惯量J Je e根据功率相等：求等效力矩根据功率相等：求等效力矩Me作业集作业集7-17-37-17-3三、机械速度波动的调节方法三、机械速度波动的调节方法 第第7 7章
19、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1.1.周期性速度波动周期性速度波动 可以利用飞轮储能和放能的特性来调节可以利用飞轮储能和放能的特性来调节 2.2.非周期性速度波动非周期性速度波动 不能用飞轮进行调节不能用飞轮进行调节 ，当系统不具有自调性，当系统不具有自调性时，则需要利用调速器来对非周期性速度波动进行调节。时，则需要利用调速器来对非周期性速度波动进行调节。3.3.飞轮设计的基本问题，是根据飞轮设计的基本问题，是根据 MMe e、J Je e、m、来计算飞轮的转动来计算飞轮的转动惯量惯量 J JF F在一个周期内：在一个周期内：WWd d=W=Wr r，求未知外力，
20、求未知外力(矩矩)，得出盈功和亏功；，得出盈功和亏功；画出能量指示图，求出最大盈亏功画出能量指示图，求出最大盈亏功WWmaxmax(熟练掌握熟练掌握)计算计算一般设Jc=0作业集作业集7-57-77-57-74.4.飞轮设计中应注意以下飞轮设计中应注意以下3 3个问题：个问题：为减小飞轮转动惯量为减小飞轮转动惯量(即减小飞轮的质量和尺寸即减小飞轮的质量和尺寸)，应尽可能将，应尽可能将飞轮安装在系统的高速轴上。飞轮安装在系统的高速轴上。安装飞轮只能减小周期性速度波动，但不能消除速度波动。安装飞轮只能减小周期性速度波动，但不能消除速度波动。有的机械系统可不加飞轮，而以较大的皮带轮或齿轮起到飞轮的有
21、的机械系统可不加飞轮，而以较大的皮带轮或齿轮起到飞轮的作用。作用。第第8 8章章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计一、一、平面四杆机构的类型和应用平面四杆机构的类型和应用2.2.演化方法：演化方法：改变构件的形状和运动尺寸：曲柄滑块机构、正弦机构改变构件的形状和运动尺寸：曲柄滑块机构、正弦机构改变运动副的尺寸：偏心轮机构改变运动副的尺寸：偏心轮机构取不同构件为机架：导杆机构、摇块机构取不同构件为机架：导杆机构、摇块机构 、直动滑杆机构、直动滑杆机构运动副元素的逆换；：运动副元素的逆换；：1.1.基本类型基本类型:铰链四杆机构：铰链四杆机构：曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 ，双曲柄机构，双曲柄
22、机构，双摇杆机构双摇杆机构3.3.应用：举例：应用：举例：如何把定轴转动变换为往复直线移动；如何把定轴转动变换为往复直线移动；如何把定轴转动变换为往复摆动；如何把定轴转动变换为往复摆动；二、二、平面四杆机构的基本知识平面四杆机构的基本知识1.1.曲柄存在条件（存在周转副的存在）：曲柄存在条件（存在周转副的存在）：铰链四杆机构，铰链四杆机构，曲柄滑块机构，曲柄滑块机构，导杆机构导杆机构2.2.急回特性：急回特性：极为夹角极为夹角，行程速比系数行程速比系数K：机构输出构件具有急回特性的条件机构输出构件具有急回特性的条件3.3.压力角压力角 和传动角和传动角 压力角压力角 是衡量机构传力性能好坏的重
23、要指标。因此，对于传动机构，是衡量机构传力性能好坏的重要指标。因此，对于传动机构，应使其应使其 角尽可能小角尽可能小(尽可能大尽可能大)。掌握常用连杆机构掌握常用连杆机构maxmax或或 minmin出现的位置出现的位置4.4.机构的死点位置机构的死点位置何谓死点位置？何谓死点位置？如何利用和克服死点位置？如何利用和克服死点位置？第第8 8章章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计作业集作业集8-28-48-28-4作业集作业集8-18-1 5.此处应注意：此处应注意：“死点死点”、“自锁自锁”与机构的自由度与机构的自由度F0F0的区别的区别 自由度小于或等于零，说明该运动链不是机构而是一
24、个各构件间自由度小于或等于零，说明该运动链不是机构而是一个各构件间根本无相对运动的桁架；根本无相对运动的桁架；死点是在不计摩擦的情况下机构所处的特殊位置死点是在不计摩擦的情况下机构所处的特殊位置(=90)，利用惯，利用惯性或其他方法，机构可以通过死点位置，正常运动；性或其他方法，机构可以通过死点位置，正常运动；而自锁是指机构在考虑摩擦的情况下，当驱动力的作用方向满足而自锁是指机构在考虑摩擦的情况下，当驱动力的作用方向满足一定的几何条件时，虽然机构自由度大于零，但机构却无法运动的一定的几何条件时，虽然机构自由度大于零，但机构却无法运动的现象。现象。死点、自锁是从力的角度分析机构的运动情况，死点、
25、自锁是从力的角度分析机构的运动情况，而自由度是从机构组成的角度分析机构的运动情况。而自由度是从机构组成的角度分析机构的运动情况。第第8 8章章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计 三、平面四杆机构的设计三、平面四杆机构的设计(图解法图解法)第第8 8章章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计1.1.按连杆预定的位置设计四杆机构按连杆预定的位置设计四杆机构已知活动铰链中心的位置（由动点已知活动铰链中心的位置（由动点B B、C C求定点求定点A A、D)D)已知固定铰链中心的位置（由已知固定铰链中心的位置（由EFEF、定点、定点A A、DD求动点求动点B B、C)C)作业集作业集8-48
26、-78-48-72.2.按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构设计一个四杆机构使其两连架杆实现预定的对应角位置时，可以用设计一个四杆机构使其两连架杆实现预定的对应角位置时，可以用所谓的所谓的“刚化反转法刚化反转法”求解此四杆机构。求解此四杆机构。作业集作业集8-88-8、8-98-9、8-128-148-128-143.3.按给定的行程速比系数按给定的行程速比系数K K设计设计曲柄摇杆机构：曲柄摇杆机构：已知曲柄长已知曲柄长a a、连杆长、连杆长b b、机架长、机架长d d、最小传动角、最小传动角min等；等；曲柄滑块机构：曲柄滑块机构：导杆机构：导杆机构：作
27、业集作业集8-158-178-158-17六、（六、（1010分）已知四杆机构分）已知四杆机构ABCDABCD的机架的机架ADAD、连架杆、连架杆ABAB两位置两位置ABAB1 1、ABAB2 2及对应摇杆两位置及对应摇杆两位置、。位置是机构的一极限位置。位置是机构的一极限位置。试用图解法设计该机构（要求：不必写作图过程，但要保存全部作试用图解法设计该机构（要求：不必写作图过程，但要保存全部作图过程线。）（图过程线。）（0404级机原补考题）级机原补考题）解：已知解：已知A A、B B、D D点，在点，在DD上求上求C C点；点；变换机架变换机架选选DD为新机架为新机架刚化搬移（反转、后位落前
28、位）刚化搬移（反转、后位落前位）搬动搬动B B2 2点至点至B B2 2点；点；连接连接B B1 1、B B2 2点，作其中垂线，点，作其中垂线，C C1 1点在中垂线上点在中垂线上延长延长B B1 1A A与中垂线的交点即为与中垂线的交点即为C C1 1点点B2 C1六、（六、（1010分）已知四杆机构分）已知四杆机构ABCDABCD机架机架ADAD、连架杆、连架杆ABAB两位置两位置ABAB1 1、ABAB2 2及对应摇杆两位置及对应摇杆两位置、。位置是机构的一极限位置。试用位置是机构的一极限位置。试用图解法设计该机构（要求：不必写作图过程，但要保存全部作图过图解法设计该机构（要求：不必写
29、作图过程，但要保存全部作图过程线。）（程线。）（0404级机原补考题）级机原补考题）新新“机架机架”必须是位置已知必须是位置已知但其上铰链点待求的构件；但其上铰链点待求的构件；第第9 9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计本章的重点是凸轮机构的运动设计。本章的重点是凸轮机构的运动设计。一、名词概念：一、名词概念：1.1.推程（角推程（角 0 0）、回程（角）、回程（角 0 0）、远休止（角、远休止（角 0101）、近休止）、近休止（角（角 0202）、行程）、行程h h（maxmax）、）、2.2.基圆、基圆半径基圆、基圆半径r r0 0、偏距圆、理论廓线、实际廓线、迹点、偏距圆、理论廓线、
30、实际廓线、迹点、二、各种常用从动件运动规律：二、各种常用从动件运动规律：1.s、v、a曲线形状曲线形状2.在何处有何种冲击，何谓刚性冲击？柔性冲击？在何处有何种冲击，何谓刚性冲击？柔性冲击？凸轮廓线设计的反转法原理是本章的重点内容之一。凸轮廓线设计的反转法原理是本章的重点内容之一。三、凸轮廓线的设计三、凸轮廓线的设计在凸轮机构中，如果对整个机构绕凸轮转动轴心在凸轮机构中，如果对整个机构绕凸轮转动轴心OO加上一个与凸轮加上一个与凸轮转动角速度转动角速度 大小相等、方向相反的公共角速度大小相等、方向相反的公共角速度(-)(-)，这时凸轮与从，这时凸轮与从动件之间的相对运动关系并不改变。动件之间的相
31、对运动关系并不改变。1.1.反转法原理在图解法中的应用；反转法原理在图解法中的应用；2.掌握：会画任意位置从动件的位移掌握：会画任意位置从动件的位移s（）、凸轮转角）、凸轮转角、压力角、压力角、从动件的行程从动件的行程h（max）；）；3.滚子从动件滚子从动件理论廓线与实际廓线的关系：法向等距曲线，如何由理论廓线与实际廓线的关系：法向等距曲线，如何由理论廓线求实际廓线或如何由实际廓线求理论廓线；理论廓线求实际廓线或如何由实际廓线求理论廓线；四、凸轮基本尺寸确实定四、凸轮基本尺寸确实定1.1.基圆半径基圆半径r r0 0与压力角的关系与压力角的关系移动滚子从动件盘形凸轮机构凸轮的最小基圆半径，主
32、要受移动滚子从动件盘形凸轮机构凸轮的最小基圆半径，主要受3 3个条件的限制，个条件的限制，即即 凸轮的基圆半径应大于凸轮轴的半径；凸轮的基圆半径应大于凸轮轴的半径；保证最大压力角保证最大压力角 maxmax不超过许用压力角不超过许用压力角；保证凸轮实际廓线的最小曲率半径保证凸轮实际廓线的最小曲率半径 a mina min=minmin-r-rr r335 mm5 mm，以防止运动失，以防止运动失真和应力集中。真和应力集中。移动平底从动件盘形凸轮机构而言，因其压力角始终为零移动平底从动件盘形凸轮机构而言，因其压力角始终为零(从动件导路与平底垂直从动件导路与平底垂直)，所以凸轮的最小基圆半径主要受
33、到以下两个条件的限制：所以凸轮的最小基圆半径主要受到以下两个条件的限制：凸轮的基圆半径应大凸轮的基圆半径应大于凸轮轴的半径；于凸轮轴的半径；凸轮廓线的曲率半径凸轮廓线的曲率半径 minmin=3=35 mm5 mm，以防止运动失，以防止运动失真和应力集中。真和应力集中。2.2.压力角压力角应该在理论廓线上度量；应该在理论廓线上度量；3.偏距方位和偏距偏距方位和偏距e大小确实定大小确实定:在移动滚子从动件盘形凸轮机构的设计中，选择偏置从动件的主在移动滚子从动件盘形凸轮机构的设计中，选择偏置从动件的主要目的，是为了减小推程压力角（但回程压力角会增大）。要目的，是为了减小推程压力角（但回程压力角会增
34、大）。一般正偏置，当一般正偏置，当eds/deds/d时，偏置会时，偏置会减小推程压力角；但偏置过多减小推程压力角；但偏置过多时，即时，即当当e eds/dds/d时，偏置反而会时，偏置反而会增大推程压力角；增大推程压力角；4.4.假设发现其压力角超过了许用值，可以采取以下措施：假设发现其压力角超过了许用值，可以采取以下措施：增大凸轮的基圆半径增大凸轮的基圆半径r rb b。选择适宜的从动件偏置方位。选择适宜的从动件偏置方位。9 96 6 如下图，偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，已知凸轮实际如下图，偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，已知凸轮实际轮廓线为一圆心在轮廓线为一圆心在O O点的偏心圆，其
35、半径为点的偏心圆，其半径为R R，从动件的偏距为，从动件的偏距为e e，试用作图法：试用作图法：(1)(1)确定凸轮的合理转向；确定凸轮的合理转向；(2)(2)画出该机构的凸轮理论廓线、基圆及基圆半径；画出该机构的凸轮理论廓线、基圆及基圆半径；(3)(3)标出当从动件从图示位置升到位移标出当从动件从图示位置升到位移s s时，对应凸轮的转角时，对应凸轮的转角 及凸轮及凸轮机构的压力角机构的压力角。解：解：理论廓线理论廓线基圆基圆B0B1B2B3B4B13-r042B5rrB3B232B0B1BH-01r0推程推程回程回程rrr第第1010章章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计 渐开线直齿圆柱齿轮
36、机构的传动设计是本章的重点。渐开线直齿圆柱齿轮机构的传动设计是本章的重点。一、一、直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮(标准和变位标准和变位)基本基本概念和公式概念和公式 本章的特点是名词、概念多，符号、公式多，理论系统性强，本章的特点是名词、概念多，符号、公式多，理论系统性强，几何关系复杂。学习时要注意清楚掌握主要脉络，对基本概念和几几何关系复杂。学习时要注意清楚掌握主要脉络，对基本概念和几何关系应有透彻理解（结合图形记忆概念）。何关系应有透彻理解（结合图形记忆概念）。1.1.齿廓啮合基本定律：节点、节圆、齿廓啮合基本定律：节点、节圆、图图10-410-42.2.渐开线的性质、方程；图渐开线的性质、方程
37、；图10-610-710-610-73.3.渐开线齿廓的啮合特点：图渐开线齿廓的啮合特点：图10-810-8保证定传动比传动保证定传动比传动具有可分性具有可分性啮合线是定直线，受力方向不变，传动平稳啮合线是定直线，受力方向不变，传动平稳四线合一四线合一4.4.直齿圆柱齿轮几何尺寸计算（熟练掌握）直齿圆柱齿轮几何尺寸计算（熟练掌握）图图10-910-1110-910-11二、直齿圆柱齿轮的啮合传动二、直齿圆柱齿轮的啮合传动1.正确啮合条件：正确啮合条件：2.啮合过程：啮合图啮合过程：啮合图10-1210-18理论啮合线理论啮合线 N1N2、实际啮合线、实际啮合线B1B2共轭点的求法、齿廓工作段；
38、共轭点的求法、齿廓工作段；3.3.连续传动条件、重合度连续传动条件、重合度重合度重合度的物理意义的物理意义单双齿啮合区单双齿啮合区那些参数的变化影响重合度那些参数的变化影响重合度3.齿轮齿条的啮合特点齿轮齿条的啮合特点NN1 1N N2 2线方向不变，线方向不变，齿轮节圆齿轮节圆与分度与分度圆圆永永远远重合重合正确安装：齿条中线与与齿轮相切，齿条中线与节线重合正确安装：齿条中线与与齿轮相切，齿条中线与节线重合非正确安装：齿条中线与与齿轮相离或相交，齿条中线与节线不重合非正确安装：齿条中线与与齿轮相离或相交，齿条中线与节线不重合三、齿轮的加工及根切现象三、齿轮的加工及根切现象1.1.仿形法：选刀
39、具时仿形法：选刀具时,要求要求mm、相同齿数符合刀号范围；相同齿数符合刀号范围；范成法：选刀具时范成法：选刀具时,只要只要mm、相同，理论上即可用同一把刀。相同，理论上即可用同一把刀。2.2.变位齿轮及其传动变位齿轮及其传动用用范成法加工标准齿轮，齿数过少时会发生根切范成法加工标准齿轮，齿数过少时会发生根切根切发生的原因及危害根切发生的原因及危害齿条型刀具与轮坯的相对位置：齿条型刀具与轮坯的相对位置：L=r+xmL=r+xm变位时：刀具中线与轮坯分度圆相离（正变位）或相割（负变位）变位时：刀具中线与轮坯分度圆相离（正变位）或相割（负变位）变位齿轮几何尺寸：不变的：变位齿轮几何尺寸：不变的：d
40、d、d db b、p p、p pb b变化的：变化的：d da a、d df f、s s、e e、s sa a、s sf f、h ha a、h hf f图图10-2210-2610-2210-26变位齿轮的传动类型及优缺点变位齿轮的传动类型及优缺点零传动：零传动：x x1 1+x+x2 2=0=0：标准传动：标准传动：x x1 1=0=0，x x2 2=0=0；等移距变位传动等移距变位传动：正传动：正传动：x x1 1+x+x2 20 0负传动：负传动：x x1 1+x+x2 20 0变位齿轮传动的设计变位齿轮传动的设计3.3.变位的目的变位的目的防止轮齿根切防止轮齿根切：为使齿轮传动的结构紧
41、凑，应尽量减少小齿轮为使齿轮传动的结构紧凑，应尽量减少小齿轮的齿数，当的齿数，当zzz 的正传动时，可以提高齿轮的的正传动时，可以提高齿轮的接触强度和弯曲强度，假设适中选择变位系数接触强度和弯曲强度，假设适中选择变位系数x x1 1,x x2 2，还能大幅度降，还能大幅度降低滑动系数，提高齿轮的耐磨损和抗胶合能力。低滑动系数，提高齿轮的耐磨损和抗胶合能力。修复已磨损的旧齿轮：修复已磨损的旧齿轮：齿轮传动中，一般小齿轮磨损较严峻，大齿轮传动中，一般小齿轮磨损较严峻，大齿轮磨损较轻，假设利用负变位修复磨损较轻的大齿轮齿面，重新齿轮磨损较轻，假设利用负变位修复磨损较轻的大齿轮齿面，重新配制一个正变位
42、的小齿轮，就可以节省一个大齿轮的制造费用，还配制一个正变位的小齿轮，就可以节省一个大齿轮的制造费用，还能改善其传动性能。能改善其传动性能。1.1.法向齿距与基圆齿距法向齿距与基圆齿距:p:pn n=p=pb b2.2.分度圆与节圆：分度圆与节圆：r r、r r3.3.压力角与啮合角：压力角与啮合角：、4.4.标准齿轮与零变位齿轮：标准齿轮与零变位齿轮：5.5.正负变位齿轮与正负传动类型：正负变位齿轮与正负传动类型：6.6.齿面接触线与啮合线：齿面接触线与啮合线：7.7.理论啮合线与实际啮合线：理论啮合线与实际啮合线：8.8.齿轮齿条啮合传动与标准齿条型刀具范成加工齿轮：齿轮齿条啮合传动与标准齿
43、条型刀具范成加工齿轮：四、易混淆的概念四、易混淆的概念9.9.关于齿侧间隙问题关于齿侧间隙问题 教材中在分析一对齿轮的啮合传动时，是以无齿侧间隙为出教材中在分析一对齿轮的啮合传动时，是以无齿侧间隙为出发点的。实际应用的一对齿轮啮合传动是存在齿侧间隙的，不过发点的。实际应用的一对齿轮啮合传动是存在齿侧间隙的，不过这种齿侧间隙很小，是通过规定齿厚和中心距等的公差来保证的。这种齿侧间隙很小，是通过规定齿厚和中心距等的公差来保证的。齿轮啮合传动时存在微小侧隙的目的主要是为了便于在相互啮合齿轮啮合传动时存在微小侧隙的目的主要是为了便于在相互啮合的齿廓之间进行润滑，以及防止轮齿由于摩擦发热膨胀而引起挤的齿
44、廓之间进行润滑，以及防止轮齿由于摩擦发热膨胀而引起挤压现象。在进行齿轮机构的运动设计时，仍应按照无齿侧间隙的压现象。在进行齿轮机构的运动设计时，仍应按照无齿侧间隙的情况进行设计。情况进行设计。五五.斜齿轮、交错轴斜齿轮、直齿锥齿轮、蜗杆蜗轮传动斜齿轮、交错轴斜齿轮、直齿锥齿轮、蜗杆蜗轮传动1.1.掌握各种传动的特点、标准参数取在何处、正确啮合条件、主要掌握各种传动的特点、标准参数取在何处、正确啮合条件、主要几何尺寸计算等。几何尺寸计算等。作业集作业集10-2710-27斜齿轮法面参数为标准值，几何尺寸计算在端面斜齿轮法面参数为标准值，几何尺寸计算在端面锥齿轮：标准参数取在大端锥齿轮：标准参数取
45、在大端蜗杆蜗轮：标准参数取在主平面内、转向判断、蜗杆蜗轮：标准参数取在主平面内、转向判断、交错轴斜齿轮：转向判断交错轴斜齿轮：转向判断1027 1027 试比较各种类试比较各种类型的齿轮机构型的齿轮机构的特点。的特点。(同向)第第1111章章 齿轮系及其设计齿轮系及其设计本章的重点是轮系的传动比计算和轮系的设计。本章的重点是轮系的传动比计算和轮系的设计。一、定轴轮系一、定轴轮系 主、从动轮转向关系确实定有主、从动轮转向关系确实定有3 3种情况：种情况：1.1.轮系中各轮几何轴线均互相平行的情况轮系中各轮几何轴线均互相平行的情况可用可用(-1)(-1)mm来确定轮系传动比的正负号，来确定轮系传动
46、比的正负号，2.2.轮系中所有齿轮的几何轴线不都平行，但首末两轮的轴线互相轮系中所有齿轮的几何轴线不都平行，但首末两轮的轴线互相平行的情况平行的情况由于首末两轮的几何轴线依然平行，故仍可用正、负号来表示两轮由于首末两轮的几何轴线依然平行，故仍可用正、负号来表示两轮之间的转向关系：之间的转向关系：需要特别注意的是，这里所说的正负号是用在图上画箭头的方法来需要特别注意的是，这里所说的正负号是用在图上画箭头的方法来确定的，而与确定的，而与(-1)(-1)mm无关。无关。3.3.轮系中首末两轮几何轴线不平行的情况轮系中首末两轮几何轴线不平行的情况当首末两轮的几何轴线不平行时，首末两轮的转向关系不能用当
47、首末两轮的几何轴线不平行时，首末两轮的转向关系不能用正、负号来表示，而只能用在图上画箭头的方法来表示。正、负号来表示，而只能用在图上画箭头的方法来表示。二、周转轮系二、周转轮系周转轮系的传动比计算是本章的重点内容之一。周转轮系的传动比计算是本章的重点内容之一。1.1.转化轮系（机构）法：转化轮系（机构）法：为了解决周转轮系传动比的计算问题，可假想给整个轮系加上一个为了解决周转轮系传动比的计算问题，可假想给整个轮系加上一个公共的角速度公共的角速度(-(-H H)，使系杆固定不动，这样，周转轮系就转化成了，使系杆固定不动，这样，周转轮系就转化成了一个假想的定轴轮系（称为原周转轮系的转化轮系）。一个
48、假想的定轴轮系（称为原周转轮系的转化轮系）。周转轮系的类型很多，假设仅仅为了计算其传动比，一般来说，可以周转轮系的类型很多，假设仅仅为了计算其传动比，一般来说，可以不必考虑它属于哪种类型的周转轮系，只要透彻地理解了周转轮系不必考虑它属于哪种类型的周转轮系，只要透彻地理解了周转轮系转化机构传动比计算的基本公式，再掌握一定的解题技巧，就能熟转化机构传动比计算的基本公式，再掌握一定的解题技巧，就能熟练解决各种周转轮系的传动比计算问题。练解决各种周转轮系的传动比计算问题。A、B、H为代数量，为代数量，齿数比前的正负号确定同定轴轮系，齿数比前的正负号确定同定轴轮系，按同心条件求齿数按同心条件求齿数三、混
49、合轮系三、混合轮系混合轮系传动比的计算既是本章的重点，也是本章的难点。混合轮系传动比的计算既是本章的重点，也是本章的难点。1.1.混合轮系传动比的计算步骤混合轮系传动比的计算步骤 首先正确地划分各个基本轮系。首先正确地划分各个基本轮系。分别列出计算各基本轮系传动比的关系式。分别列出计算各基本轮系传动比的关系式。找出各个基本轮系之间的联系，联立求解找出各个基本轮系之间的联系，联立求解。与定轴轮系相比，周转轮系中各轮齿数确实定要复杂一些，它不仅与定轴轮系相比，周转轮系中各轮齿数确实定要复杂一些，它不仅要满足要满足传动比条件，传动比条件，还需满足：还需满足：同心条件、同心条件、装配条件和装配条件和 邻接条件。邻接条件。四、了解轮系的功用和行星轮系的配齿公式的条件四、了解轮系的功用和行星轮系的配齿公式的条件演讲完毕，谢谢观看！