山西机电职业技术学院 绪论

机械：机器与机构的总称,

机器：机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。机器一般由原动装置，传动装置，执行装置，三大部分组成。

第二章；平面机构的运动简图及自由度

1运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。 高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。

低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副F = 3n- 2PL-PH。

自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。

局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。 虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。

综上所述：机构具有确定运动的条件是：机构的自由度数目大于零且等于原动件的数目。

复合铰链：三个或三个以上个构件在同一条轴线上形成的转动副。由m个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应为（m-1）个。

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机器：是根据某种使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，可以用来变换和能量，物料和信息。 机械的特征：（1）它们是人为的实物组合；

（2）是执行机械运动的装置；

（3）他们能代替或减轻人的劳动，已完成有效的机械功，传递能量，物料与信息，或者

作能量的变换。

机构，也是人为的实物组合，用来传递运动和力。机器由机构组成。

习惯上机械作为机构与机器的总称。

构件，组成机构的各个相对运动的部分。

零件，组成构件的元件。

部件，机器中由若干零件所组成而协调工作而不一定刚性工作的组成单元；

常见的机构

一、平面连杆机构：

（1）铰链四杆机构：1、曲柄摇杆机构；2、双曲柄机构；

3、双摇杆机构（与机架组成转动副的两构件是摇杆）；

（2）偏心轮机构 （3）曲柄滑块机构 （4）导杆机构

二、齿轮机构：

三、凸轮机构

1.按凸轮的形状分 （1）盘型凸轮（2）移动凸轮（3）圆柱凸轮

2.按从动件的型式分 （1）尖顶从动件（2）滚子从动件（3）平底从动件

四、间歇运动机构：把原动件的连续运动变成从动件的周期性间隙运动的机构；

（1）槽轮机构；（2）棘轮机构；（3）不完全齿轮机构；（4）凸轮间歇运动机构；

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第1章 机构自由度

1、掌握运动副概念、分类及运动副的自由度。

2、计算自由度及应注意的事项，机构有确定相对运动的条件。

3、绘制机构简图。

第2章 平面连杆机构

1、铰链四杆机构三种基本形式，曲柄存在条件，极位夹角，摆角，急回作用，死点，传动角，压力角等概念。

2、含一个移动副四杆机构的四种形式，（注意极位夹角，摆角，急回作用，死点，传动角，压力角等概念）

3、连杆机构演化方法

4、平面连杆机构设计，以k设计为主

第3章 凸轮机构

1、了解凸轮机构优缺点及分类。

2、一些概念（升程、回程、停程、工作行程、基圆、理论廓线、实际廓线、压力角等）。

3、运动规律的动力特点及曲线画法。什么是刚性冲击，什么是柔性冲击？

4、凸轮轮廓的设计的图解法（相对运动原理或反转法）。

5、设计凸轮注意事项（基圆半径、结构尺寸、压力角、受力、廓线变尖交叉运动失真之间关系）。

第4章 齿轮机构

1、直齿圆柱齿轮五圆两角一中心矩五个基本参数；斜齿圆柱齿轮五圆两角一中心矩计算（在端面上的公式形式与直齿圆柱齿轮一样）。

2、概念：（1）啮合基本定律；（2）渐开线的5条特性；（3）渐开线齿轮传动中心距可分性；（4）各种齿轮传动的正确啮合条件；（5）各种齿轮中哪个面内的模数和压力角为标准值；（6）重合度的含义（连续运动的条件）；（7）根切的原因、危害、避免方法、变位目的；（8）当量齿轮含义及当量齿数（最小根切齿数）。

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机械设计基础总结

1、连杆机构为什么能够被广泛地应用？连杆机构有何缺点？

答：连杆机构之所以能够被广泛地应用，一方面是因为它可以满足不同类型、不同规律的运动要求和动力要求；另一方面是因为它采用低副连接，是面接触，故压强小、耐磨损，可以承受较大载荷，寿命长；接触面为平面和圆柱面，容易制造并且能够获得较高的制造精度。

连杆机构的缺点是：在连接处存在着一定的间隙，因而会降低运动精度，构件数增多时，设计较为困难。

2、铰链丝杆机构中曲柄存在的必要条件是什么？如何判断丝杆机构的类型？ 答：铰链丝杆机构中曲柄存在的必要条件是最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余二杆长度之和。

当满足曲柄存在的必要条件时，取最短杆的相邻杆为机架得到的是曲柄摇杆机构；取最短杆为机架，得到的是双曲柄机构；取最短杆的对边为机架，得到的是双摇杆机构。

当四杆长度不满足曲柄存在的必要条件时，无论是取哪个杆件为机架，均不存在曲柄，只能是双摇杆机构。

3、如何选择凸轮机构的材料？

答：选择凸轮材料时，首先应要求材料具有足够的强度和耐磨性；考虑到凸轮轮廓曲线的复杂性，凸轮材料还应该具有良好的加工工艺性；此外，由于凸轮机构在工作过程中经常受冲击载荷，因此凸轮心部还应具有足够的韧性。

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第一章平面机构自由度和速度分析

1、两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接成为运动副。运动副分为低副和高副。两构件通过面接触组成的运动副称为低副。低副又分为转动副和移动副。

2、一个刚体相对于另一刚体作平面运动，在任一瞬间其相对运动可以看作是绕某一重合点的转动，该重合点称为速度瞬心。

3、平面机构自由度的计算公式：F=3n—2Pl—Ph。N为活动构件的个数，Pl为低副，Ph为高副。K个构件汇交而成的复合铰链具有（K-1）个转动副。机构中常出现一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度，在计算机构自由度时应予排除。

第二章平面连杆机构

1、平面铰链四杆机构三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

2、铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和，整转副是由最短杆与其邻边组成的。

3、作用在从动件上的驱动力F与该力作用点的绝对速度Vc之间所夹的锐角α称为压力角。 压力角α的余角γ（连杆与从动件摇杆之间所夹的锐角）来判断传力性能称为传动角。α越小，γ越大机构传力性能越好。

4、曲柄摇杆机构的最小传动角必出现在曲柄与机架共线的位置上。

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自由度计算小结

自由度计算公式:F＝3n－2Pl－Ph

机构自由度＝3×活动构件数－(2×低副数+1×高副数)

计算步骤:

（1）确定活动构件数目

（2）确定运动副种类和数目

（3）确定特殊结构: 局部自由度、虚约束、复合铰链

（4）计算、验证自由度

例  计算图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。

 

键联接和花键联接

l  键联接的主要类型有：平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接等。

1、平键联接

键工作原理:两侧面是工作面，靠两侧面挤压传递转矩。

成对使用:承载能力不够时采用, 按 180°布置两个键。一对平键按1.5 个键计算。

2、半圆键联接

工作原理: 两侧面是工作面，侧面挤压传递转矩。

3、楔键联接

工作原理: 上下表面为工作面，靠摩擦力传递转矩。

4、切向键联接

工作原理:键的窄面是工作面，靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递转矩。

一个切向键只能传递单向力矩，双向力矩时，需要采用两个切向键，两键的夹角为。

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机械设计基础期末复习总结

第一章    绪论

A.     构件是组成机械的基本运动单元，可以由一个或多个零件构成的刚性结构

B.     零件是机械的制造单元

C.     机械零件的主要失效形式：

1)     断裂

2)     过大的变形（过大的弹性形变）

3)     表面失效

4)     正常工作条件遭破坏而引起的失效

D.     机械零件常用材料：

1)     金属材料

a)     钢

b)     铸铁

c)     有色合金

2)     非金属材料

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机械设计基础学习感想

姓名：赵华友 学号：1208030070 本学期我们学习了机械原理这一门课程。主要研究机械中机构的结构和运动，以及机器的结构、受力、质量和运动的学科。这一学科的主要组成部分为机构学和机械动力

学。

就我个人的感受而言和一个学期的学习经验，《机械设计基础》这门课挺有意思的，它大部分是理论的东西，而且各个章节互相联系，平面、空间机构的讲解及自由度分析、各种连杆机构基本工作原理，主要靠自己理解及记忆。

在期末，老师采取了让学生上台讲课的形式来进行教学。每个学生都分配有自己的讲课内容，或是理论概念，或是习题解析。 我们组的任务是讲解:摆动导杆机构。

讲解要求：讲解设计作图步骤（课件中）。

我们已知：机架长度AC，K，设计此机构

由于θ与导杆摆角ψ相等，在设计此机构时，仅需要确定曲柄 AB。

步骤：

①根据计算θ，θ＝180°(K-1)/(K+1);

②任选C作∠mCn＝ψ＝θ,作角分线;

③取A点，取机架AC。

④过A点作极限位置Cm的垂线AB，即是曲柄AB。

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