机械原理知识总结.docx

绪论

构件机器中的各运动单元

零件不能再分拆的单个物体(独立的制造单元)

机构已知运动变换成其他构件所需要运动的构件组合体。机构，是两个以上的构件通过可动联接形成的构件系统。各构件之间具有确定的相对运动

机器是一种能实现预期运动的构件组合系统,用以代替人工完成能量、信息的转换或作出有用的机械功

运动链两个以上构件通过运动副的连接而构成的构件系统

如何从运动链得到机构运动链中其余构件都能得到确定的相对运动

构件是机械运动的最小单元，零件是机械制造的最小单元。作空间和平面运动的独立构件，其自由度数分别为3和6。运动副是两个构件以一定形状的运动副元素直接接触，限制了某些自由度，而又保留了某些自由度的一类可动连接，运动副是以它们所提供的数来划分其级别的，因此共有I到V级运动副。

一个封闭运动链，若已知其构件数为N，运动副数为p，则其闭合回路数k=p+1-N

基本杆组是不可再分的自由度为零的构件组。常用的基本杆组有RRR组、RRP组和RPR组

第一章机构的结构设计

一．自由度计算

F=3n-2PL–PH

n为活动构件PL为低副PH为高副

计算自由度时应注意的问题：

复合铰链二个以上构件在同一轴线上构成的多个转动副时，称为复合铰链若有m个构件，则有m-1个转动副

虚约束对机构的运动不起独立限制作用的重复约束。计算自由度时要去除掉出现场合：

两构件构成多个运动副

两构件构成多个移动副导路重合或平行两构件组成多个转动副，同轴

两构件构成高副，两处接触，法线重合目的：改善构件的受力情况

运动过程中，两构件上的两点距离始终不变

联接点与被联接点轨迹重合

对运动不起作用的对称部分

局部自由度

处理方法：钉死

目的：减少高副的磨损

二．高副低代

方法：

在高副两个曲率中心之间画出替代构件

替代构件分别与组成高副的两个构件相联

组成高副的两个构件应去掉高副、简化成杆

三．基本杆组的拆分（拆分时提前高副低代）

杆组：F=0

1）II级组n=2PL=3RRRRRPRPRPRPPPR

R为转动副P为移动副

结构特征：两个含有外接副的构件直接（用运动副）联接2）Ⅲ级组n=4PL=6

结构特征：三个含有外接副的构件与同一构件（用运动副）联接3）Ⅳ级组(n=4，PL=6)

结构特征：两个含有外接副的构件通过两个构件间接相联拆分步骤

计算F；确定原动件；去掉虚约束、局部自由度；注意复铰。

如果机构中有高副，应高副低代

拆出机构的原动件和机架，剩下从动件组合

根据杆组的结构特征对从动件组合依次拆组

验证：每拆出一个杆组后，余下部分必须是一个自由度为零的构件组合或杆组机构的级别

机构所含基本组的最高级别为机构的级别，不含基本组的机构为?级机构PS:外界副为移动副时，用点画线原动件注意标出运动方向

第二章平面连杆机构及其分析与设计

一．曲柄存在的条件

若最长杆与最短杆的长度之和≤其余两杆长度之和(称为杆长条件)，则最短杆的两个转动副为整转副。其余为摆转副。

铰链四杆机构曲柄存在条件

满足杆长条件：最短杆为连架杆，得到曲柄摇杆机构；最短杆为机架，得到双曲柄机构；最短杆为连杆，得到双摇杆机构

不满足杆长条件：无论以何杆为机架,均为双摇杆机构曲柄滑块机构曲柄存在的条件

对心式：L1=L2偏心式：L1+e=L2

L1是连架杆L2是连杆导杆机构曲柄存在的条件L1≥L4

1

4

二．判断各种平面连杆机构

曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构

曲柄滑块机构（图1为教材P39d图）摇杆滑块机构（图12杆长度大于1杆）摆动导杆机构（机架在图1滑块对面）转动导杆机构（机架在图1滑块对面）摇块机构（机架在图1连杆）

定块机构（机架在滑块）

双滑块机构

三．极位夹角

曲柄摇杆机构

极位夹角：输出构件在两个极限位置时，主动曲柄的二个位置之间所夹的锐角（是不是锐角

学术上存在争议）

?K??m2

?

行程速比系数K m1

曲柄滑块机构

?180???180???

? ?180?

K?1

K?1

对心：θ=0，K=1，无急回特性偏式：θ0，K1，有急回特性摆动导杆机构

θ0，K1，有急回特性

特殊性：极为夹角=最大摆角

四．传动角和压力角

压力角：输出构件受力方向与受力点速度方向之间所夹锐角。α传动角：压力角的余角。γ

会画三种机构压力角和传动角见教材P66三种机构γmin出现的位置

曲柄摇杆机构：当以曲柄为原动件，γmin 出现在曲柄与机架共线或重合的两个位置之一

曲柄滑块机构：当以曲柄为原动件，γmin 出现在曲柄与机架垂直的两个位置之一

死点

条件：往复运动构件为主动件，曲柄为输出构件位置特征：γ