第一篇：機(jī)械原理

機(jī)械原理學(xué)科的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

當(dāng)今世界正經(jīng)歷著一場新的技術(shù)革命，新概念、新理論、新方法、新工藝不斷出現(xiàn)，作為向各行各業(yè)提供裝備的機(jī)械工業(yè)，也得到了迅猛的發(fā)展。

現(xiàn)代機(jī)械日益向高速、重載、高精度、高效率、低噪聲等方向發(fā)展，對機(jī)械提出的要求也越來越苛刻。有的需要用于宇宙，有的要在深海作業(yè)，有的小到能沿人體的血管爬行，有的又是龐然大物，有的速度數(shù)倍于聲速，有的又要作亞微米級甚至納米級的微位移，如此等等。處于機(jī)械工程發(fā)展前沿的機(jī)械原理學(xué)科，為了適應(yīng)這種情況，新的研究課題與日俱增，新的研究方法日新月異。

為了適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，當(dāng)前在自控機(jī)構(gòu)，機(jī)器人機(jī)構(gòu)、仿生機(jī)構(gòu)、柔性及彈性機(jī)構(gòu)和機(jī)電光液廣義機(jī)構(gòu)等的研制上有很大進(jìn)展。在機(jī)械的分析與綜合中，也由只考慮其運(yùn)動性能過渡到同時考慮其動力性能的影響；考慮到機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)時構(gòu)件的振動和彈性變形，運(yùn)動副中的間隙和構(gòu)件的誤差對機(jī)構(gòu)運(yùn)動及動力性能的影響；以及如何對構(gòu)件和機(jī)構(gòu)進(jìn)一步作好動力平衡的問題等。

在連桿機(jī)構(gòu)方面，重視了對空間連桿機(jī)構(gòu)，多桿多自由度機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)的彈性動力學(xué)和連桿機(jī)構(gòu)的動力平衡的研究；在齒輪機(jī)構(gòu)方面，發(fā)展了齒輪嚙合原理，提出了許多性能優(yōu)異的新型齒廓曲線和新型傳動，加快了對高速齒輪、精密齒輪、微型齒輪的研制；在凸輪機(jī)構(gòu)方面，十分重視對凸輪結(jié)構(gòu)的研究，為了獲得動力性能好的凸輪機(jī)構(gòu)，在凸輪機(jī)構(gòu)推桿運(yùn)動規(guī)律的開發(fā)、選擇和組合上作了很多工傷。此外，為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械高速度、快節(jié)拍、優(yōu)性能的需要、還發(fā)展了高速高定位精度的分度機(jī)構(gòu)、具有優(yōu)良綜合性能的組合機(jī)構(gòu)以及各種機(jī)構(gòu)的變異和組合等。

目前，在機(jī)械的分析和綜合中日益廣泛地應(yīng)用了計算機(jī)，發(fā)展并推廣了計算機(jī)輔助設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、考慮誤差的概率設(shè)計、提出了多種便于對機(jī)械進(jìn)行分析和綜合的數(shù)學(xué)工具，編制了許多大型通用或?qū)Ｓ玫挠嬎愠绦?。此外，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測試手段的日臻完善，也加強(qiáng)了對機(jī)械的實(shí)驗(yàn)研究。

總之，作為機(jī)械原理學(xué)科，其研究領(lǐng)域鹽十分廣闊，內(nèi)涵豐富。在機(jī)械原理的各個領(lǐng)域，每年都有大量內(nèi)容新穎的文獻(xiàn)資料涌現(xiàn)。但是，作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，將只有研究有關(guān)機(jī)械的一些最基本的原理和方法。

1、生產(chǎn)的發(fā)展促進(jìn)了機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展。而學(xué)科的發(fā)展又反過來為生產(chǎn)的發(fā)展提供了有利條件，促進(jìn)了生產(chǎn)的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了更好地滿足生產(chǎn)實(shí)際的需要和機(jī)械自動化的要求,就需要不斷創(chuàng)新一些新型機(jī)構(gòu),因而以機(jī)構(gòu)創(chuàng)新為主要內(nèi)容的機(jī)構(gòu)學(xué)得到了迅速發(fā)展。例如多桿多自由度的平面連桿機(jī)構(gòu)、空間機(jī)構(gòu)、各種組合機(jī)構(gòu)（包括各種含有撓性構(gòu)件的組合機(jī)構(gòu)）、機(jī)、電、液一體化的機(jī)構(gòu)都在研究之中，有些已得到應(yīng)用。同時機(jī)器人、機(jī)械手等仿生機(jī)械得到較快的發(fā)展,包括高溫、高壓、有毒、有放射性等特殊條件

下工作的機(jī)器人和機(jī)械手。例如宇宙飛船上用于收回衛(wèi)星的機(jī)械臂；在核電站安裝設(shè)備的機(jī)器人；在深海海底作業(yè)的機(jī)器人等。此外,微技術(shù)的發(fā)展,還創(chuàng)造了一些微型機(jī)械。如可在人的腹腔內(nèi)進(jìn)行外科手術(shù)的手術(shù)刀,甚至可在人的血管中爬行的微型機(jī)器人等都已經(jīng)使用。

2、為了對這些新型機(jī)械的分析及設(shè)計,機(jī)械原理學(xué)科近年來也發(fā)展了許多新的理論和方法,并引入了一些不同的數(shù)學(xué)及力學(xué)工具,特別是計算機(jī)的推廣應(yīng)用,為機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展提供了極有利的條件。計算機(jī)輔助分析、計算機(jī)輔助設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計（包括多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計）都得到迅速發(fā)展,并且漸趨成熟。

3、由于機(jī)械向高速度、高精度、高負(fù)荷、高效率等方向發(fā)展，也給機(jī)械原理學(xué)科提出了一些新的課題，開辟了一些新的研究領(lǐng)域。例如，對于高速重載機(jī)械來說，不僅要研究其運(yùn)動性能，還要研究其動力性能，有時還要考慮構(gòu)件的彈性形變、質(zhì)量分布、連接間隙及機(jī)械中摩擦等對機(jī)械工作的影響，考慮機(jī)械的振動、沖擊和平衡問題。

隨著宇航技術(shù)、核技術(shù)、海洋開發(fā)、醫(yī)療器械、工業(yè)機(jī)器人及微技術(shù)等高新科學(xué)技術(shù)的興起和計算機(jī)的普及應(yīng)用 ,極大地促進(jìn)了機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展,創(chuàng)立了不少新的理論和研究方法,開拓了一些新的研究領(lǐng)域。

1、在機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)理論方面,主要是機(jī)構(gòu)的類型綜合、桿數(shù)綜合和機(jī)構(gòu)自由度的計算。對平面機(jī)構(gòu)來說,雖然機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的分析與綜合研究得比較成熟,但仍有一些新的發(fā)展。例如將關(guān)聯(lián)矩陣、圖論、拓?fù)鋵W(xué)、網(wǎng)絡(luò)理論等引入對結(jié)構(gòu)的研究;用拆副、拆桿、甚至拆運(yùn)動鏈的方法將復(fù)雜桿組轉(zhuǎn)化為簡單桿組,以簡化機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析和力分析;仿照機(jī)構(gòu)組成原理對機(jī)構(gòu)功能原理的研究;關(guān)于機(jī)構(gòu)中虛約束的研究及無虛約束機(jī)制的綜合;以及組合機(jī)構(gòu)的類型綜合等。近年來對空間機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析與綜合的研究也有不少的進(jìn)展,特別是在機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)方面取得了較多成就。

2、在機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析和力分析方面,主要是大力發(fā)展了計算機(jī)輔助分析方法的研究,并且已經(jīng)研制了一些應(yīng)用軟件。對于高級別平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析及力分析問題,可以采用型轉(zhuǎn)化法或選不同的構(gòu)件為機(jī)架以降低機(jī)構(gòu)級別的方法進(jìn)行,也可以采用分解合成的分析方法。對空間機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析及力分析則多采用按桿組分析的方法。另外,為了便于利用計算機(jī)進(jìn)行分析,建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析及力分析的邏輯體系,并期望將機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動分析、動力分析構(gòu)成一個整體的系統(tǒng)。

3、在機(jī)器動力學(xué)方面,大力發(fā)展了機(jī)構(gòu)彈性動力學(xué)的研究,包括低副機(jī)構(gòu)和高副機(jī)構(gòu)。在某些高速重載的高副機(jī)構(gòu)中還考慮了熱變形的問題，還開展了對機(jī)械中的摩擦、機(jī)械效率以及功率傳遞等問題的研究；發(fā)展了對運(yùn)動副間隙引起的沖擊、動載荷、振動、噪聲及疲勞

失效等問題的研究；對機(jī)構(gòu)運(yùn)動精度及誤差的研究。對于平面機(jī)構(gòu)平衡問題的研究,得出了一般n桿機(jī)構(gòu)可以用n/2 個配重達(dá)到平衡的結(jié)論。對空間機(jī)構(gòu)平衡問題的研究,也得到了不少的成果。此外,還研究了具有變質(zhì)量構(gòu)件和在運(yùn)動過程中結(jié)構(gòu)有變化的機(jī)構(gòu)的平衡問題,機(jī)構(gòu)在非穩(wěn)定狀態(tài)及瞬變過程中的時間、位移、速度和加速度等的動力響應(yīng)的計算問題等。

4、在機(jī)構(gòu)學(xué)方面,對平面連桿機(jī)構(gòu)的研究仍在繼續(xù)深入,并轉(zhuǎn)而注重于多桿多自由度平面連桿機(jī)構(gòu)的研究,提出了這類機(jī)構(gòu)的分析和綜合的一些方法。研究了提高機(jī)構(gòu)動力性能為目標(biāo)的綜合方法,多精確點(diǎn)的四桿機(jī)構(gòu)的綜合方法(如點(diǎn)位縮減法)等。由于電子計算機(jī)的普遍應(yīng)用,連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計得到了迅速發(fā)展,包括多目標(biāo)優(yōu)化。并且編制了一些表征機(jī)構(gòu)主要尺度參數(shù)與其運(yùn)動、動力性能之間關(guān)系的數(shù)表及圖譜,編制了大量適用范圍廣、節(jié)省機(jī)時、使用方便的機(jī)構(gòu)分析與綜合的軟件。

5、在凸輪機(jī)構(gòu)方面,高速凸輪的彈性動力學(xué)是一個受到普遍重視的研究課題,并且已研究得比較深入。推桿運(yùn)動規(guī)律的選擇和擬合,凸輪機(jī)構(gòu)尺度參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計,凸輪機(jī)構(gòu)工作過程中的振動、減振和穩(wěn)定性的研究,也都受到重視,并已取得不少研究成果。

6、在齒輪機(jī)構(gòu)方面,首先是齒輪嚙合原理的研究,再如新型齒廓的選用(如圓弧、拋物線等非漸開線齒廓),輪齒的修正和修形等課題的研究,也都取得不少的新成就。

7、在輪系方面,一些新型齒輪機(jī)構(gòu)(如內(nèi)齒行星輪傳動、活齒齒輪傳動、行星摩擦傳動、非圓齒輪周轉(zhuǎn)輪系、錐齒輪諧波傳動、摩擦式諧波傳動等)的研制，周轉(zhuǎn)輪系效率的研究，考慮摩擦?xí)r的功率流及考慮輪齒彈性變形時的功率流的計算問題的研究，周轉(zhuǎn)輪系均載裝置的研究等，都已取得一些研究成果。此外，應(yīng)用圖論、網(wǎng)絡(luò)理論和其他一些新的數(shù)學(xué)工具和計算技術(shù)來研究輪系的類型綜合及運(yùn)動分析和力分析問

題也得到大力開展，并取得一些成績。除上述連桿、凸輪和齒輪三大常用的基本機(jī)構(gòu)以外，組合機(jī)構(gòu)的研究近年來也發(fā)展得十分迅速。對齒輪—連桿、凸輪—連桿等類型的組合機(jī)構(gòu)的分析和綜合，已有較詳細(xì)的研究。

近年來機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展是非常迅猛的。不論在基本原理方面，還是在研究方法方面，都有較大的進(jìn)展。在機(jī)構(gòu)的類型方面也有一些新的創(chuàng)造，有些已突破傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)學(xué)的范疇，而進(jìn)入所謂“廣義機(jī)構(gòu)學(xué)的”領(lǐng)域，創(chuàng)造了具有氣、液、光、電等環(huán)節(jié)的機(jī)構(gòu)。當(dāng)前尚有由三本基本機(jī)構(gòu)組成的組合機(jī)構(gòu)，和包括撓性構(gòu)件組合機(jī)構(gòu)。對空間組合機(jī)構(gòu)的研究也已進(jìn)行了不少工作。此外，對于一些具有特殊運(yùn)動及動力性能的組合機(jī)構(gòu)也有所研究。隨著機(jī)械向高速、重載方向的發(fā)展，機(jī)械動力學(xué)的研究發(fā)展很快。由于電子計算機(jī)的普遍應(yīng)用，機(jī)構(gòu)的計算機(jī)輔助分析和計算機(jī)輔助設(shè)計得到較快發(fā)展。從機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展可以看出，生產(chǎn)發(fā)展 的需要是學(xué)科發(fā)展的主要動力。而學(xué)科的發(fā)展又反過來促進(jìn)了生產(chǎn)的發(fā)展，提高了生產(chǎn)的水平。可以期望，隨著生產(chǎn)對技術(shù)現(xiàn)代化的要求不斷提高，機(jī)械原理學(xué)科也會繼續(xù)迅速的得到發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：機(jī)械原理課程設(shè)計

機(jī)械原理 課程設(shè)計說明書

設(shè)計題目：牛頭刨床的設(shè)計

機(jī)構(gòu)位置編號：11 3

方案號：II

班 級： 姓 名： 學(xué) 號：

年 月 日

目錄

一、前言………………………………………………1

二、概述

§2.1課程設(shè)計任務(wù)書…………………………2 §2.2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求……………………2

三、設(shè)計說明書

§3.1畫機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖……………………3 §3.2導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析…………………4 §3.3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析3號點(diǎn)……11 §3.4刨頭的運(yùn)動簡圖………………………15

§3.5飛輪設(shè)計………………………………17

§3.6凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計…………………………19 §3.7齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計…………………………24

四、課程設(shè)計心得體會……………………………26

五、參考文獻(xiàn)………………………………………27

一〃前言

機(jī)械原理課程設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析與設(shè)計的訓(xùn)練，是本課程的一個重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計以及應(yīng)用計算機(jī)對工程實(shí)際中各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計能力的一門課程。其基本目的在于： 

⑴．進(jìn)一步加深學(xué)生所學(xué)的理論知識培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決有關(guān)本課程實(shí)際問題的能力。

⑵.使學(xué)生對于機(jī)械運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的分析設(shè)計有一較完整的概念。

⑶.使學(xué)生得到擬定運(yùn)動方案的訓(xùn)練并具有初步設(shè)計選型與組合以及確定傳動方案的能力。

⑷.通過課程設(shè)計，進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)算、繪圖、表達(dá)、運(yùn)用計算機(jī)和查閱技術(shù)資料的能力。

⑸.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，理論聯(lián)系實(shí)際，獨(dú)立思考與分析問題能力和創(chuàng)新能力。

機(jī)械原理課程設(shè)計的任務(wù)是對機(jī)械的主體機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)、飛輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)，進(jìn)行設(shè)計和運(yùn)動分析、動態(tài)靜力分析，并根據(jù)給定機(jī)器的工作要求，在此基礎(chǔ)上設(shè)計凸輪，或?qū)Ω鳈C(jī)構(gòu)進(jìn)行

運(yùn)動分析。

二、概述

§2.1課程設(shè)計任務(wù)書

工作原理及工藝動作過程 牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，如圖(a）所示，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)1-2-3-4-5帶動刨頭5和削刀6作往復(fù)切削運(yùn)動。工作行程時，刨刀速度要平穩(wěn)，空回行程時，刨刀要快速退回，即要有極回作用。切削階段刨刀應(yīng)近似勻速運(yùn)動，以提高刨刀的使用壽命和工件的表面 加工質(zhì)量。切削如圖所示。

§2.2.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求

三、設(shè)計說明書(詳情見A1圖紙)

§3.1、畫機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖

以O(shè) 4為原點(diǎn)定出坐標(biāo)系，根據(jù)尺寸分別定出O 2點(diǎn)B點(diǎn)，C點(diǎn)。確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動時的左右極限位置。曲柄位置圖的作法為，取1和8’為工作行程起點(diǎn)和終點(diǎn)所對應(yīng)的曲柄位置，1’和7’為切削起點(diǎn)和終點(diǎn)所對應(yīng)的曲柄位置，其余2、3?12等，是由位置1起，順ω2方向?qū)⑶鷪A作12等分的位置，如下圖：

§3.2 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析

11位置的速度與加速度分析 1）速度分析

取曲柄位置“11”進(jìn)行速度分析。因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動副相連，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與ω2一致。

曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）

取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得

υA4= υA3+ υA4A3 大小 ?

√ ? 方向 ⊥O4B ⊥O2A ∥O4B 取速度極點(diǎn)P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如下圖

由圖得

υA4=0.567m/s

υA4A3 =0.208m/s

用速度影響法求得

VB5=VB4=VA4*04B/O4A=1.244m/s 又

ω4=VA4/O4A=2.145rad/s 取5構(gòu)件為研究對象,列速度矢量方程,得

vC = vB+ vCB 大小

? √ ? 方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC 取速度極點(diǎn)P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊行如

上圖。則圖知，vC5= 1.245m/s

Vc5b5=0.111m/s

ω5=0.6350rad/s

2）加速度分析

取曲柄位置“11”進(jìn)行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動副相連，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s, aA3n=aA2n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0425m/s2 取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對象，列加速度矢量方程得：

aA4 = aA4n + aA4τ

= aA2n

+ aA4A2k

+

aA4A

2大小:

?

ω42lO4A

?

√

2ω4υA4 A2

?

方向: ? A→O4 ⊥O4B A→O2

⊥O4B

∥O4B 取加速度極點(diǎn)為P＇,加速度比例尺μa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多邊形如下圖所示.由圖可知

aA4=2.593m/s2 用加速度影響法求得

aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =5.690 m /s2 又

ac5B5n =0.0701m/s2 取5構(gòu)件為研究對象,列加速度矢量方程,得

ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ 大小

?

√

w52 Lbc

? 方向

∥XX √

c→b

⊥BC 作加速度多邊形如上圖，則

″

aC5B5τ= C5′C5·μa =2.176m/s2

aC5 =4.922m/s2

3號位置的速度與加速度分析 1)速度分析

取曲柄位置“3”進(jìn)行速度分析，因構(gòu)件2和3在A處的轉(zhuǎn)動副相連，故VA3=VA2，其大小等于w2〃lO2A，方向垂直于O2 A線，指向與w2一致。

曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）取構(gòu)件3和4的重合點(diǎn)A進(jìn)行速度分析，列速度矢量方程，得，VA4

=VA3

+ VA4A3

大小

?

√

?

方向

⊥O4B

⊥O2A

∥O4B 取速度極點(diǎn)P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm，作速度多邊形如下圖

VA4=pa4〃μv= 0.487m/s VA4A3=a3a4〃μv= 0.356 m/s w4=VA4?lO4A=1.163rad/s VB=w4×lO4B= 0.675m/s

取5構(gòu)件作為研究對象，列速度矢量方程，得

υC =

υB

+

υCB

大小

?

√

? 方向 ∥XX(向右)

⊥O4B

⊥BC

取速度極點(diǎn)P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多邊形如上，則

Vc5=0.669m/s

Vcb=0.102m/s

W5=0.589rad/s 2）.加速度分析

取曲柄位置“3”進(jìn)行加速度分析。因構(gòu)件2和3在A點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動副相連，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s，9 aA2n=aA3n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0426m/s2 取3、4構(gòu)件重合點(diǎn)A為研究對象，列加速度矢量方程得：

aA4 =aA4n+ aA4τ = aA3n + aA4A3K + aA4A3v 大小: ? ω42lO4A ? √ 2ω4υA4 A3 ? 方向 ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B（沿導(dǎo)路）取加速度極點(diǎn)為P＇,加速度比例尺μa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多邊形下圖所示：

則由圖知：

aA4 =P′a4′〃μa =3.263m/s2 aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =4.052 m/ s2 取5構(gòu)件為研究對象,列加速度矢量方程,得

ac = aB + acBn+ a cBτ

大小 ? √ ω5l2CB ? 方向 ∥X軸 √ C→B ⊥BC 其加速度多邊形如上圖，則 ac =p ′c〃μa =4.58m/s2 §3.3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析 3號點(diǎn) 取3號位置為研究對象：

①.5-6桿組共受五個力，分別為P、G6、Fi6、R16、R45, 其中R45和R16 方向已知，大小未知，切削力P沿X軸方向，指向刀架，重力G6和支座反力R16 均垂直于質(zhì)心，R45沿桿方向由C指向B，慣性力Fi6大小可由運(yùn)動分析求得，方向水平向左。選取比例尺μ=(40N)/mm，受力分析和力的多邊形如圖所示：

已知：

已知P=9000N，G6=800N，又ac=ac5=4.58m/s2 那么我們可以計算 FI6=-G6/g×ac =-800/10×4.5795229205 =-366.361N 又ΣF=P + G6 + FI6 + F45 + FRI6=0，方向 //x軸 → ← B→C ↑ 大小 9000 800 √ ？ ？ 又

ΣF=P + G6 + Fi6 + R45 + R16=0，方向

//x軸

→

←

B→C

↑ 大小

8000

620

√

？

？ 由力多邊形可得：F45=8634.495N

N=950.052 N 在上圖中，對c點(diǎn)取距，有

ΣMC=-P〃yP-G6XS6+ FR16〃x-FI6〃yS6=0 代入數(shù)據(jù)得x=1.11907557m ②.以3-4桿組為研究對象（μ=50N/mm）

已知： F54=-F45=8634.495N，G4=220N aB4=aA4〃 lO4S4/lO4A=2.261m/s2 , αS4=α4=7.797ad/s2

可得：

FI4=-G4/g×aS4 =-220/10×2.2610419N=-49.7429218N MS4=-JS4〃aS4=-9.356 對O4點(diǎn)取矩：

MO4= Ms4 + Fi4×X4 + F23×X23-R54×X54-G4×X4 = 0 代入數(shù)據(jù)，得：

MO4=-9.356-49.742×0.29+F23×0.4185+8634.495×0.574+220×0.0440=0 故：

F23=11810.773N Fx + Fy + G4 + FI4 + F23 + F54 = 0 方向： ？ ？ √ M4o4 √ √ 大?。?√ √ → √ ┴O4B √

解得：

Fx=2991.612N Fy=1414.405N 方向豎直向下

③.對曲柄分析，共受2個力，分別為F32,F12和一個力偶M,由于滑塊3為二力桿，所以F32=F34，方向相反，因?yàn)榍?只受兩個力和一個力偶，所以F12與F32等大反力。受力如圖：

h2=72.65303694mm,則，對曲柄列平行方程有，ΣMO2=M-F32〃h2=0 即

M=0.0726*11810.773=0，即M=858.088N〃M

§3.4刨頭的運(yùn)動簡圖

§3.5飛輪設(shè)計

1.環(huán)取取曲柄AB為等效構(gòu)件，根據(jù)機(jī)構(gòu)位置和切削阻力Fr確定一個運(yùn)動循的等效阻力矩根據(jù)個位置時

值，采用數(shù)值積分中的梯形法，計算曲柄處于各的功

??。因?yàn)轵?qū)動力矩可視為

，確定等效驅(qū)動力常數(shù)，所以按照

矩Md。

2.估算飛輪轉(zhuǎn)動慣量 由

確定等效力矩。

§3.6凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計

1.已知：擺桿為等加速等減速運(yùn)動規(guī)律，其推程運(yùn)動角?o?=10o，回程運(yùn)動角?0'=70o，擺桿長度=70遠(yuǎn)休止角001lo9D=135mm，最大擺角?max=15o，許用壓力角[?]=38.2.要求:(1)計算從動件位移、速度、加速度并繪制線圖。（2）確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸，選取滾子半徑，劃出凸輪實(shí)際輪廓線，并按比例繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。

3.設(shè)計步驟：

1、取任意一點(diǎn)O2為圓心，以作r0=45mm基圓；

2、再以O(shè)2為圓心，以lO2O9/μl=150mm為半徑作轉(zhuǎn)軸圓；

3、在轉(zhuǎn)軸圓上O2右下方任取一點(diǎn)O9;

4、以O(shè)9為圓心，以lOqD/μl=135mm為半徑畫弧與基圓交于D點(diǎn)。O9D即為擺動從動件推程起始位置，再以逆時針方向旋轉(zhuǎn)并在轉(zhuǎn)軸圓上分別畫出推程、遠(yuǎn)休、回程、近休，這四個階段。再以11.6°對推程段等分、11.6°對回程段等分（對應(yīng)的角位移如下表所示），并用A進(jìn)行標(biāo)記，于是得到了轉(zhuǎn)軸圓山的一系列的點(diǎn)，這些點(diǎn)即為擺桿再反轉(zhuǎn)過程中依次占據(jù)的點(diǎn)，然后以各個位置為起始位置，把擺桿的相應(yīng)位置

?畫出來，這樣就得到了凸輪理論廓線上的一系列點(diǎn)的位置，再用光滑曲

線把各個點(diǎn)連接起來即可得到凸輪的外輪廓。

5、凸輪曲線上最小曲率半徑的確定及滾子半徑的選擇

（1）用圖解法確定凸輪理論廓線上的最小曲率半徑min?：先用目測法估計凸輪理論廓線上的min?的大致位置（可記為A點(diǎn)）；以A點(diǎn)位圓心，任選較小的半徑r 作圓交于廓線上的B、C點(diǎn)；分別以B、C為圓心，以同樣的半徑r畫圓，三個小圓分別交于D、E、F、G四個點(diǎn)處，如下圖9所示；過D、E兩點(diǎn)作直線，再過F、G兩點(diǎn)作直線，兩直線交于O點(diǎn)，則O點(diǎn)近似為凸輪廓線上A點(diǎn)的曲率中心，曲率半徑?min?OA?；此次設(shè)計中，凸輪理論廓線的最小曲率半徑?min? 26.7651mm。

凸輪最小曲率半徑確定圖（2）凸輪滾子半徑的選擇（rT）

凸輪滾子半徑的確定可從兩個方向考慮： 幾何因素——應(yīng)保證凸輪在各個點(diǎn)車的實(shí)際輪廓曲率半徑不小于1~5mm。對于凸輪的凸曲線處???C?rT，對于凸輪的凹輪廓線???C?rT（這種情況可以不用考慮，因?yàn)樗粫l(fā)生

失真現(xiàn)象）；這次設(shè)計的輪廓曲線上，最

小的理論曲率半徑所在之處恰為凸輪

上的凸曲線，則應(yīng)用公式：???min?rT?5?rT??min?5?21.7651mm；滾

子的尺寸還受到其強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的限制，不能做的太小，通常取rT?(0.1?0.5)r0

及4.5?rT?22.5mm。綜合這兩方面的考慮，選擇滾子半徑可取rT=15mm。

然后，再選取滾子半徑rT，畫出凸輪的實(shí)際廓線。設(shè)計過程 1.凸輪運(yùn)動規(guī)律 推程0≤2φ≤δo /2時：

???2?max1??2??20????4?max?1?2????0,?0???0??2???4?max?2 ????1??20

推程δo /2≤φ≤δo時：

????2?max1?max?(?2??20??)0????4?max?1?(?????20??)0???0?2,??0???4?max?2????1???20

回程δo+δs01≤φ≤δo+δs+δ'o/2時：

????2?max1??max2??'2?0????4?max?1??????'2?0??0,?0'??2???4?max?2????1???'20

回程δo+δs+δ’o/2≤φ≤δo+δs+δ’o時：????2?max1(?0'??)2??'20????4?max?1??(?????'20'??)0???0'?2,??0'???4?max?2????1??'20

2.依據(jù)上述運(yùn)動方程繪制角位移ψ、角速度ω、及角加速度β的曲線，由公式得出如下數(shù)據(jù)關(guān)系（1）角位移曲線：

（2）角速度ω曲線:

（3）角加速度曲線:

4）、求基圓半徑ro及l(fā)O9O2

3.由所得數(shù)據(jù)畫出從動桿運(yùn)動線圖

§3.7齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計 1、設(shè)計要求：

計算該對齒輪傳動的各部分尺寸，以2號圖紙繪制齒輪傳動的嚙合圖，整理說明書。

2.齒輪副Z1-Z2的變位系數(shù)的確定

齒輪2的齒數(shù)Z2確定：

ｉo＇＇2=40＊Z2／16＊13=n0＇＇／no2=7.5

得Z2=39

取x1=-x2=0.5

x1min=17-13／17=0.236 x2min=17-39／17=-1.29

計算兩齒輪的幾何尺寸：

小齒輪

d1=m＊Z1=6＊13=78mm

ha1=（ha*+x1）*m=（1+0.5）*6=9mm

hf1=（ha*+c*-x1）*m=（1+0.25-0.5）*6=4.5mm

da1=d1+2*ha1=78+2*9=96

df1=d1-2*h f1=78-9=69

db1=d1*cosɑ=78*cos20?=73.3

四 心得體會

機(jī)械原理課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)活動中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)。作為一名機(jī)械設(shè)計制造及其自動化大三的學(xué)生，我覺得有這樣的實(shí)訓(xùn)是十分有意義的。在已經(jīng)度過的生活里我們大多數(shù)接觸的不是專業(yè)課或幾門專業(yè)基礎(chǔ)課。在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)理論面，如何去面對現(xiàn)實(shí)中的各種機(jī)械設(shè)計？如何把我們所學(xué)的專業(yè)理論知識運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中呢？我想這樣的實(shí)訓(xùn)為我們提供了良好的實(shí)踐平臺。

一周的機(jī)械原理課程設(shè)計就這樣結(jié)束了，在這次實(shí)踐的過程中學(xué)到了很多東西，既鞏固了上課時所學(xué)的知識，又學(xué)到了一些課堂內(nèi)學(xué)不到的東西，還領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問題時顯示出的優(yōu)秀品質(zhì)，更深切的體會到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機(jī)制，最重要的還是自己對一些問題的看法產(chǎn)生了良性的變化。

其中在創(chuàng)新設(shè)計時感覺到自己的思維有一條線發(fā)散出了很多線，想到很多能夠達(dá)到要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，雖然有些設(shè)計由于制造工藝要求高等因素難以用于實(shí)際，但自己很欣慰能夠想到獨(dú)特之處。這個過程也鍛煉了自己運(yùn)用所學(xué)知識對設(shè)計的簡單評價的技能。

五、參考文獻(xiàn)

1、《機(jī)械原理教程》第7版

主編：孫桓

高等教育出版社

2.《機(jī)械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》主編:戴娟

高等教育出版社

3.《理論力學(xué)》主編：尹冠生

西北工業(yè)大學(xué)出版社

第三篇：機(jī)械原理教案

課程教案

（按章編寫）

課程名稱：機(jī)械原理

適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及自動化等機(jī)械類專業(yè) 年級、學(xué)年、學(xué)期：2010級，2011-2012學(xué)年第一學(xué)期 教材：《機(jī)械原理》，鄒慧君 張春林 李杞儀主編，高等教育出版社，2006

《機(jī)械原理》，黃錫鎧 鄭文緯主編，高等教育出版社，1999

任課教師：胡昌軍

編寫時間：2011年08月 機(jī)械原理課程教案

緒 論

緒 論

一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

1.認(rèn)識和了解機(jī)器及其基本功能結(jié)構(gòu)—機(jī)構(gòu)；了解機(jī)構(gòu)的基本功能和結(jié)構(gòu)特征；對機(jī)構(gòu)、可動聯(lián)接、構(gòu)件、零件等有明確的概念和具體的認(rèn)識。

2.了解本課程的研究對象、主要內(nèi)容以及在機(jī)械設(shè)計和人才培養(yǎng)中的地位和作用；了解學(xué)習(xí)本課程的要求和方法

通過“緒論”的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能為后繼內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下一定的感性認(rèn)識和理性認(rèn)識基礎(chǔ)；明確本課程的內(nèi)容與作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配

第一節(jié) 機(jī)器的功能結(jié)構(gòu)及機(jī)構(gòu)（1學(xué)時）第二節(jié) 機(jī)械原理課程的定位與任務(wù)

第三節(jié) 機(jī)械原理課程的主要內(nèi)容、基本要求與學(xué)習(xí)方法（第二、三節(jié)共0.5學(xué)時）

三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.從機(jī)器及機(jī)械系統(tǒng)的總體去認(rèn)識機(jī)構(gòu)。

2.機(jī)構(gòu)的基本功能特征—傳遞與變換運(yùn)動；機(jī)構(gòu)的基本功能結(jié)構(gòu)—構(gòu)件及可動聯(lián)接。3.本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求，注意突出其系統(tǒng)綜合性和創(chuàng)新性。

四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬

介紹本學(xué)科領(lǐng)域的現(xiàn)狀及發(fā)展前沿。

五、教學(xué)方式與手段及教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題

充分利用多媒體教學(xué)手段，通過典型機(jī)器案例的功能分析、結(jié)構(gòu)分析及工作過程（特別是其運(yùn)動傳遞、變換與做功的過程）分析，具體、形象、生動地認(rèn)識了解機(jī)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)與運(yùn)動學(xué)特征，認(rèn)識典型常用機(jī)構(gòu)。

應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)知識和培養(yǎng)培養(yǎng)能力是相輔相成的，但后者比前者更重要。本課程的教學(xué)內(nèi)容較多而教學(xué)時數(shù)相對較少，因此在講授本課程時，著重講重點(diǎn)、講難點(diǎn)、講思路、講方法。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時，應(yīng)把重點(diǎn)放在掌握研究問題的基本思路和方法上，著重于能力的培養(yǎng)。這樣，就可以利用自己的能力去獲取新的知識。

六、主要參考書目 黃茂林，秦偉主編．機(jī)械原理．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機(jī)械原理教程．北京：清華大學(xué)出版社，1999 3 王知行，劉廷榮主編．機(jī)械原理．北京：高等教育出版社，2000

七、相關(guān)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)

參觀機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗(yàn)室，認(rèn)識及了解典型機(jī)器和機(jī)構(gòu)。

機(jī)械原理課程教案

緒 論

八、課外學(xué)習(xí)要求

學(xué)生通過自學(xué)了解本學(xué)科（機(jī)械學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)）領(lǐng)域的現(xiàn)狀及發(fā)展方向、機(jī)械工程在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用。

九、思考題 0-1~0-3 2 機(jī)械原理課程教案

第一章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

第一章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

1.從功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度認(rèn)識和了解運(yùn)動副與運(yùn)動副元素。

2.熟練掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制方法。能夠?qū)?shí)際機(jī)構(gòu)或機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖繪制成機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；能看懂各種復(fù)雜機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖；能用機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖表達(dá)自己的設(shè)計構(gòu)思。

3.了解運(yùn)動鏈和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)以及機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論和方法，掌握運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件。

4.熟練掌握機(jī)構(gòu)自由度的計算方法，從結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計的角度了解局部自由度及虛約束，能準(zhǔn)確識別出機(jī)構(gòu)中存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，并作出正確處理；

5.掌握機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析方法。了解高副低代的方法；會判斷桿組、桿組的級別和機(jī)構(gòu)的級別；學(xué)會將Ⅱ級、Ⅲ級機(jī)構(gòu)分解為機(jī)架、原動件和若干基本桿組的方法。

二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配

第一節(jié) 機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)及簡圖（1.5學(xué)時）

第二節(jié) 運(yùn)動鏈及機(jī)構(gòu)的自由度計算和機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制（2.5學(xué)時）第三節(jié)平面運(yùn)動鏈與機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1學(xué)時）

第四節(jié) 按基本桿組的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)綜合與結(jié)構(gòu)分析（1.5學(xué)時）

三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：

1.機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制。2.機(jī)構(gòu)自由度的計算。3.運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件。4.機(jī)構(gòu)的組成原理與結(jié)構(gòu)分析。難點(diǎn)：

1.機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制。

2.復(fù)合鉸鏈的準(zhǔn)確識別和虛約束的正確判斷。

四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬 空間單封閉形機(jī)構(gòu)自由度計算。

五、教學(xué)方式與手段及教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題 充分利用多媒體教學(xué)手段，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)。

本章是進(jìn)入整個機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的開篇。它不僅為學(xué)習(xí)各類機(jī)構(gòu)的運(yùn)動設(shè)計和動力設(shè)計打下必要的基礎(chǔ)，也為機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計和新機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計提供一條途徑。在教學(xué)過程中，應(yīng)注重突出重點(diǎn)，多采用啟發(fā)式教學(xué)以及教師和學(xué)生的互動。運(yùn)動簡圖是設(shè)計者交流設(shè)計思想所需要的一種工程語言，既要求簡潔，又要在討論和評價設(shè)計方案時，能夠正確表達(dá)設(shè)計思想，顯示出設(shè)計方案；保證機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)分析計算無誤。介紹繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖和 3 機(jī)械原理課程教案

第一章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

機(jī)構(gòu)自由度計算時，應(yīng)通過典型例題的分析，指出初學(xué)者容易犯的錯誤，并要求學(xué)生在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖和機(jī)構(gòu)自由度計算時，采用正確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟襟E。

六、主要參考書目 黃茂林，秦偉主編．機(jī)械原理．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機(jī)械原理教程．北京：清華大學(xué)出版社，1999 3 王知行，劉廷榮主編．機(jī)械原理．北京：高等教育出版社，2000 4 曹惟慶．機(jī)構(gòu)組成原理．北京：高等教育出版社，1983

七、相關(guān)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)

機(jī)械設(shè)計及結(jié)構(gòu)展示與分析實(shí)驗(yàn)。

八、課外學(xué)習(xí)要求

自學(xué)虛約束與過約束的設(shè)計及分析、運(yùn)動鏈結(jié)構(gòu)公式推導(dǎo)法、運(yùn)動鏈的演化與派生及運(yùn)動副元素與構(gòu)件的功能結(jié)構(gòu)演化等內(nèi)容。

九、習(xí)題

1-2，1-4，1-5，1-6 4 機(jī)械原理課程教案

第二章平面連桿機(jī)構(gòu)及其分析與設(shè)計

第二章平面連桿機(jī)構(gòu)及其分析與設(shè)計

一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

1.掌握平面連桿機(jī)構(gòu)的基本類型，掌握其演化方法。

2.掌握平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性，包括具有整轉(zhuǎn)副和存在曲柄的條件、急回運(yùn)動、機(jī)構(gòu)的行程、極限位置、運(yùn)動的連續(xù)性等；

3.掌握平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的方法，學(xué)會將復(fù)雜的平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析問題轉(zhuǎn)換為可用計算機(jī)解決的問題。

4.掌握連桿機(jī)構(gòu)的傳力特性，包括壓力角和傳動角、死點(diǎn)位置、機(jī)械增益等；能夠熟練地對移動副中的摩擦問題進(jìn)行分析計算；掌握轉(zhuǎn)動副中摩擦問題分析和計算方法；掌握機(jī)械效率的概念、效率的各種表達(dá)形式及機(jī)械效率的計算方法；正確理解自鎖的概念，掌握確定自鎖條件的方法。

5.掌握平面連桿機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)分析方法，學(xué)會合理選擇與設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)。6.了解平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本問題，掌握根據(jù)具體設(shè)計條件及實(shí)際需要，選擇合適的機(jī)構(gòu)型式；學(xué)會按2~3個剛體位置設(shè)計剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)、按2~3個連架桿對應(yīng)位置設(shè)計函數(shù)生成機(jī)構(gòu)及按K值設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)；對機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計的現(xiàn)代解析法有清楚的了解。

二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配 第一節(jié) 概述（1.5學(xué)時）

第二節(jié)平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性與分析方法（4.5學(xué)時）第三節(jié)平面連桿機(jī)構(gòu)的傳力特性與受力分析（3.5學(xué)時）第四節(jié)平面四桿機(jī)構(gòu)綜合的內(nèi)容與方法（4.5學(xué)時）

三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：

1.平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化方法。

2.平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性，包括存在整轉(zhuǎn)副的條件、從動件的急回運(yùn)動及運(yùn)動的連續(xù)性；平面連桿機(jī)構(gòu)的傳力特性，包括壓力角、傳動角、死點(diǎn)位置、機(jī)械增益。

3.平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的瞬心法、相對運(yùn)動圖解法和桿組法。

4.總反力的確定，移動副和轉(zhuǎn)動副中摩擦問題的分析方法，自鎖條件的判定和機(jī)械效率的計算。

5.按給定2~3個位置設(shè)計剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，按給定的2~3個對應(yīng)位置設(shè)計函數(shù)生成機(jī)構(gòu)，按K值設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)。

難點(diǎn)：

1.平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的相對運(yùn)動圖解法求機(jī)構(gòu)的加速度。2.總反力的正確確定。

3.機(jī)械的自鎖問題及移動副自鎖條件的求解。4.按給定的2~3個對應(yīng)位置設(shè)計函數(shù)生成機(jī)構(gòu)。

機(jī)械原理課程教案

第二章平面連桿機(jī)構(gòu)及其分析與設(shè)計

四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。

五、教學(xué)方式與手段及教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題 充分利用多媒體教學(xué)手段，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)。

在教學(xué)中應(yīng)注意要求學(xué)生對基本概念的掌握，如整轉(zhuǎn)副、擺轉(zhuǎn)副、連桿、連架桿、曲柄、搖桿、滑塊、低副運(yùn)動的可逆性、壓力角、傳動角、極位夾角、行程速度變化系數(shù)、死點(diǎn)、自鎖、摩擦角、摩擦圓、總反力、速度影像、加速度影像、裝配模式等；基本理論和方法的應(yīng)用，如影像法在機(jī)構(gòu)的速度分析和加速度分析中的應(yīng)用、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的剛化—反轉(zhuǎn)法等。在教學(xué)過程中，應(yīng)注意突出重點(diǎn)，多采用啟發(fā)式教學(xué)以及教師和學(xué)生的互動。

六、主要參考書目 黃茂林，秦偉主編．機(jī)械原理．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機(jī)械原理教程．北京：清華大學(xué)出版社，1999 3 華大年，華志宏，呂靜平．連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1995

七、相關(guān)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)

機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)參數(shù)測試實(shí)驗(yàn)，工業(yè)機(jī)器人認(rèn)識及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，機(jī)械創(chuàng)新展示與分析實(shí)驗(yàn)。

八、課外學(xué)習(xí)要求

自學(xué)運(yùn)動分析的相對運(yùn)動圖解法，機(jī)構(gòu)的合理選用，平面四桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和空間連桿機(jī)構(gòu)等內(nèi)容。

九、習(xí)題

第一次 2-1，2-2，2-8，2-10，2-13，2-16 第二次 2-5，2-6，2-18，2-19，2-21，2-24，2-26 第三次 2-27，2-28，2-29，2-30，2-32 6 機(jī)械原理課程教案

第三章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計

第三章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計

一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

1.了解凸輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、類型及應(yīng)用，學(xué)會根據(jù)工作要求和使用場合選擇凸輪機(jī)構(gòu)。

2.了解凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計過程，對凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)參數(shù)有明確的概念。3.掌握從動件常用運(yùn)動規(guī)律的特點(diǎn)及適用場合，了解不同運(yùn)動規(guī)律位移曲線的拼接原則與方法。

4.掌握凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸設(shè)計的原則，學(xué)會根據(jù)這些原則確定移動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的基圓半徑、滾子半徑和偏置方向，擺動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的擺桿長、中心距以及移動平底從動件平底寬度。

5.熟練掌握應(yīng)用反轉(zhuǎn)法原理設(shè)計平面凸輪廓線，學(xué)會凸輪機(jī)構(gòu)的計算機(jī)輔助設(shè)計方法。

二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配 第一節(jié) 概述

第二節(jié) 凸輪機(jī)構(gòu)的傳力特性

第三節(jié) 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計過程（第一、二、三節(jié)共1.5學(xué)時）

第四節(jié) 凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)參數(shù)和基本尺寸的設(shè)計（1學(xué)時）第五節(jié)平面凸輪輪廓曲線的設(shè)計（1.5學(xué)時）第六節(jié) 凸輪機(jī)構(gòu)從動件的設(shè)計（1學(xué)時）

三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：

1.凸輪機(jī)構(gòu)的型式選擇。2.從動件運(yùn)動規(guī)律的選擇及設(shè)計。

3.盤形凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的設(shè)計，凸輪輪廓曲線設(shè)計的圖解法和解析法。3.從動件的設(shè)計，包括高副元素形狀選擇，滾子半徑和平底寬度的確定。難點(diǎn)：

凸輪輪廓曲線設(shè)計的圖解法

四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬 空間凸輪機(jī)構(gòu)與高速凸輪機(jī)構(gòu)簡介。

五、教學(xué)方式與手段及教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題 充分利用多媒體教學(xué)手段，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)。

在教學(xué)過程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)的概念及其選用設(shè)計；應(yīng)用反轉(zhuǎn)法原理進(jìn)行凸輪輪廓曲線的圖解法設(shè)計時凸輪轉(zhuǎn)角的分度，要注意從動件反轉(zhuǎn)方向；正確確定偏置移動從動件凸輪機(jī)構(gòu)在反轉(zhuǎn)過程中從動件所依次占據(jù)的位置線；滾子從動件凸輪機(jī)構(gòu)理論輪廓曲線與實(shí)際輪廓曲線的聯(lián)系和區(qū)別等。要注意突出重點(diǎn)，多采用啟發(fā)式教學(xué)以及教 7 機(jī)械原理課程教案

第三章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計

師和學(xué)生的互動。

六、主要參考書目 黃茂林，秦偉主編．機(jī)械原理．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機(jī)械原理教程．北京：清華大學(xué)出版社，1999 3 石永剛，徐振華．凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計．上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1995

七、相關(guān)的實(shí)踐性環(huán)節(jié) 凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動參數(shù)測試實(shí)驗(yàn)。

八、課外學(xué)習(xí)要求

學(xué)生通過自學(xué)了解空間凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)和高速凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題。

九、習(xí)題

3-1，3-3，3-5，3-6，3-7，3-8，3-11，3-12 8

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第四章 輪系及其設(shè)計

第四章 輪系及其設(shè)計

一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

1.了解各類輪系的組成和運(yùn)動特點(diǎn)，學(xué)會判斷一個已知輪系屬于何種輪系。

2.熟練掌握各種輪系傳動比的計算方法，會確定主、從動輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系；掌握周轉(zhuǎn)輪系的傳動特性與類型和結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

3.了解各類輪系的功能，學(xué)會根據(jù)各種要求正確選擇輪系類型。4.了解行星輪系效率的概念及其主要影響因素。

5.了解復(fù)合輪系的組合方法，學(xué)會分析復(fù)合輪系的組成，正確計算其傳動比。6.了解行星輪系設(shè)計的幾個基本問題；了解幾種其它類型行星傳動的原理及特點(diǎn)。

二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配 第一節(jié) 輪系的分類

第二節(jié) 定軸輪系及其設(shè)計（第一、二節(jié)共1學(xué)時）第三節(jié) 周轉(zhuǎn)輪系及其設(shè)計（3.5學(xué)時）第四節(jié) 復(fù)合輪系及其設(shè)計(0.5學(xué)時)第六節(jié) 少齒差傳動簡介（1學(xué)時）

三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：

1.輪系傳動比的計算。2.輪系的設(shè)計。難點(diǎn)：

復(fù)合輪系傳動比計算

四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬 新型少齒差傳動

五、教學(xué)方式與手段及教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題 充分利用多媒體教學(xué)手段，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)。

在教學(xué)過程中應(yīng)注意強(qiáng)調(diào)應(yīng)用反轉(zhuǎn)法原理求解周轉(zhuǎn)輪系傳動比方法的實(shí)質(zhì)、轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的概念、正確劃分基本輪系的方法。要注意突出重點(diǎn)，多采用啟發(fā)式教學(xué)以及教師和學(xué)生的互動。

六、主要參考書目 黃茂林，秦偉主編．機(jī)械原理．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機(jī)械原理教程．北京：清華大學(xué)出版社，1999 3 曲繼方，安子軍，曲志剛．機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計．北京：科學(xué)出版社，2001

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第四章 輪系及其設(shè)計

七、相關(guān)的實(shí)踐性環(huán)節(jié) 參觀機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗(yàn)室。

八、課外學(xué)習(xí)要求

自學(xué)定軸輪系的傳動效率計算、定軸輪系設(shè)計中的幾個問題、封閉型輪系的功率流等內(nèi)容。

九、習(xí)題

4-1，4-2，4-5，4-6，4-7，4-9，4-13，4-14，4-18

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第五章 其它常用機(jī)構(gòu)

第五章 其它常用機(jī)構(gòu)

一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

了解槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪式間歇機(jī)構(gòu)及螺旋機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動特點(diǎn)和適用場合。

二、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配 第一節(jié) 間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu) 第二節(jié) 螺旋機(jī)構(gòu)

第三節(jié) 摩擦傳動機(jī)構(gòu)（第一、二、三節(jié)共1學(xué)時）

三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：

1.槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪式間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)及螺旋機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動特點(diǎn)。

2.簡單螺旋機(jī)構(gòu)與復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)位移與轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。3.摩擦傳動機(jī)構(gòu)傳動比的計算。

四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬 液動、氣動機(jī)構(gòu)及電磁傳動機(jī)構(gòu)。

五、教學(xué)方式與手段及教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題 充分利用多媒體教學(xué)手段，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)。

本章教學(xué)應(yīng)側(cè)重于概念分析，簡要介紹這些機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動特點(diǎn)和適用場合。通過學(xué)習(xí)，開闊眼界和思路，擴(kuò)大知識面，為機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計提供一些基礎(chǔ)知識。在教學(xué)過程中，應(yīng)注意突出重點(diǎn)，多采用啟發(fā)式教學(xué)以及教師和學(xué)生的互動。

六、主要參考書目 黃茂林，秦偉主編．機(jī)械原理．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機(jī)械原理教程．北京：清華大學(xué)出版社，1999

七、相關(guān)的實(shí)踐性環(huán)節(jié) 機(jī)電流體傳動控制實(shí)驗(yàn)。

八、課外學(xué)習(xí)要求

自學(xué)液動機(jī)構(gòu)、電磁傳動機(jī)構(gòu)等內(nèi)容。

九、思考題 5-1~5-4

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第六章 機(jī)械動力學(xué)

第六章 機(jī)械動力學(xué)

一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

1.明確認(rèn)識慣性力、慣性力矩對機(jī)械工作的穩(wěn)定性、動載荷和輸入力矩的影響，了解機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析的方法。

2.了解機(jī)械平衡的目的及其分類，掌握機(jī)械平衡的方法。熟練掌握剛性轉(zhuǎn)子的平衡設(shè)計方法，了解平衡試驗(yàn)的原理及方法，了解平面機(jī)構(gòu)慣性力平衡的方法。

3.掌握機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程的三個階段，機(jī)械系統(tǒng)的功、能量和原動件運(yùn)動速度的特點(diǎn)。了解作用在機(jī)械中的力與某些運(yùn)動參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。

4.掌握建立單自由度機(jī)械系統(tǒng)等效動力學(xué)模型以確定機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動規(guī)律的基本思路及建立運(yùn)動方程式的方法，能求解等效力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量均是機(jī)構(gòu)位置函數(shù)時機(jī)械的運(yùn)動方程式。

5.了解周期性速率波動的調(diào)節(jié)方法，掌握飛輪調(diào)速原理及飛輪的設(shè)計方法，能求解等效力矩是機(jī)構(gòu)位置函數(shù)時飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。

二、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配

第一節(jié) 機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析 2學(xué)時 第二節(jié) 機(jī)械的平衡 1.5學(xué)時

第三節(jié) 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié) 4.5學(xué)時

三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：

1.剛性轉(zhuǎn)子靜平衡、動平衡的原理及平衡設(shè)計方法。

2.單自由度機(jī)械系統(tǒng)等效動力學(xué)模型的建立及機(jī)械系統(tǒng)真實(shí)運(yùn)動規(guī)律的求解。3.機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動的波動及其調(diào)節(jié)方法。難點(diǎn)：

1.剛性轉(zhuǎn)子動平衡計算

2.等效力（力矩）、等效質(zhì)量（等效轉(zhuǎn)動慣量的計算）

四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬

機(jī)械系統(tǒng)的計算機(jī)輔助運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)。

五、教學(xué)方式與手段及教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題 充分利用多媒體教學(xué)手段，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)。

在教學(xué)過程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)，機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動規(guī)律是由其各構(gòu)件的尺寸、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量和作用在各構(gòu)件上的力等許多參數(shù)決定的。只有根據(jù)這些參數(shù)確定出機(jī)械原動件的真實(shí)運(yùn)動規(guī)律，才能進(jìn)而對其進(jìn)行運(yùn)動分析，確定各構(gòu)件的真實(shí)運(yùn)動規(guī)律。了解機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動情況，是對機(jī)械進(jìn)行動力學(xué)研究與分析所必需的。要注意突出重點(diǎn)，多采用啟發(fā)式教學(xué)以及教師和學(xué)生的互動。

機(jī)械原理課程教案

第六章 機(jī)械動力學(xué)

六、主要參考書目 黃茂林，秦偉主編．機(jī)械原理．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機(jī)械原理教程．北京：清華大學(xué)出版社，1999 3 唐錫寬，金德聞．機(jī)械動力學(xué)．北京：高等教育出版社，1984

七、相關(guān)的實(shí)踐性環(huán)節(jié) 剛性回轉(zhuǎn)體平衡實(shí)驗(yàn)。

八、課外學(xué)習(xí)要求

自學(xué)機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析的圖解法等內(nèi)容。

九、習(xí)題

6-1，6-4，6-5，6-7，6-8，6-11，6-14

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第七章 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計

第七章 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計

一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

1.了解機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的整個過程，明確機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計階段的設(shè)計目的及工作內(nèi)容。

2.了解機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計中應(yīng)具有的現(xiàn)代設(shè)計觀念以及機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計的特點(diǎn)，逐步學(xué)會在機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計和原動機(jī)選擇過程中，正確靈活運(yùn)用這些設(shè)計思想。

3.了解機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計的過程和具體設(shè)計內(nèi)容，學(xué)會根據(jù)機(jī)械預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能要求，進(jìn)行功能原理設(shè)計的創(chuàng)新構(gòu)思；學(xué)會根據(jù)工作原理提出的工藝動作要求，創(chuàng)造性地構(gòu)思出合適的運(yùn)動規(guī)律。

4.掌握執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計的原則，學(xué)會運(yùn)用選型和構(gòu)型的方法進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式的創(chuàng)新設(shè)計。

5.了解執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計的目的和原則，掌握機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圖的繪制方法。6.了解方案評價的意義、評價準(zhǔn)則、評價指標(biāo)和評價方法。

二、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配

第一節(jié) 機(jī)械總體方案設(shè)計（1學(xué)時）

第二節(jié) 現(xiàn)代設(shè)計觀念與創(chuàng)新設(shè)計簡介（1學(xué)時）第三節(jié) 機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計（3學(xué)時）第五節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計舉例（1學(xué)時）

（注：課內(nèi)只安排2學(xué)時，著重介紹第一、三節(jié)的部分內(nèi)容，其余內(nèi)容安排在課程設(shè)計進(jìn)行時講授）

三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：

1.機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計階段的設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計思想。

2.機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計的內(nèi)容和全過程，執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計的具體方法。

四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬 機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計方法。

五、教學(xué)方式與手段及教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題 充分利用多媒體教學(xué)手段，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)。

在教學(xué)過程中，要強(qiáng)調(diào)機(jī)械總體方案設(shè)計是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計中十分重要的一環(huán)，產(chǎn)品的功能是否齊全、性能是否優(yōu)良，在很大程度上取決于總體方案設(shè)計階段的工作；執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計是機(jī)械總體方案設(shè)計的核心，對機(jī)械系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能以及工作質(zhì)量的優(yōu)劣和產(chǎn)品在市場上的競爭力，都起著決定性的作用。要注意突出重點(diǎn)，多采用啟發(fā)式教學(xué)以及教師和學(xué)生的互動。

機(jī)械原理課程教案

第七章 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計

六、主要參考書目 黃茂林，秦偉主編．機(jī)械原理．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 2 申永勝主編．機(jī)械原理教程．北京：清華大學(xué)出版社，1999

七、相關(guān)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)

機(jī)械創(chuàng)意組合設(shè)計實(shí)驗(yàn)，機(jī)械運(yùn)動方案創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗(yàn)。

八、課外學(xué)習(xí)要求

自學(xué)現(xiàn)代設(shè)計觀念與創(chuàng)新設(shè)計、機(jī)械傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計和原動機(jī)的選擇、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計舉例等內(nèi)容。

九、思考題 7-1~7-3 15

第四篇：機(jī)械原理問答題

1.構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是什么？若此條件不滿足，將會產(chǎn)生什么結(jié)果？

機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是F＞0，且F等于原動件數(shù)。F＞0時，如原動件數(shù)目少于自由度數(shù)，則運(yùn)動不能確定；如原動件數(shù)目多于自由度數(shù)，則機(jī)構(gòu)不能滿足所有原動件的給定運(yùn)動。F＝0時，構(gòu)件之間不可能存在相對運(yùn)動，是一個剛性桁架。F＜0時，構(gòu)件之間所受約束過多，成為超靜定桁架。

2.何謂平面連桿機(jī)構(gòu)？何謂平面四桿機(jī)構(gòu)？何謂鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)？

平面連桿機(jī)構(gòu)是許多構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動副和移動副）連接組成的平面機(jī)構(gòu)，有時也稱為低副機(jī)構(gòu)。由四個構(gòu)件組成的平面連桿機(jī)構(gòu)稱為平面四桿機(jī)構(gòu)。全部四個運(yùn)動副都是轉(zhuǎn)動副的平面四桿機(jī)構(gòu)，稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。

3.平面連桿機(jī)構(gòu)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

優(yōu)點(diǎn)：面接觸，承載能力高，耐磨損；制造簡便，易于獲得較高的制造精度。缺點(diǎn)：不易精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律；設(shè)計較為復(fù)雜；構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動副數(shù)較多時，效率較低。

4.剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡條件和動平衡條件是什么？

靜平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力平衡，離心慣性力的合力為零；動平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩同時平衡，離心慣性力系的合力及合力矩為零。

5.飛輪是如何調(diào)節(jié)周期性速度波動的？

飛輪實(shí)質(zhì)是一個能量儲存器。當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)盈功速度上升時，飛輪的角速度只做微小上升，他將多余的能量儲存起來；當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)虧功速度下降時，他將能量釋放出來，飛輪的角速度只做微小下降。

6.造成轉(zhuǎn)子動不平衡的原因是什么？如何平衡？

轉(zhuǎn)子的偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩不平衡。平衡方法：增加或減少配重使轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩同時平衡。

7.造成轉(zhuǎn)子不平衡的原因？平衡目的是什么？

原因：轉(zhuǎn)子質(zhì)心與其回轉(zhuǎn)中心存在偏距。平衡目的：使構(gòu)件的不平衡慣性力和慣性力矩平衡以消除或減小其不良影響。

8.何謂凸輪工作廓線的變尖現(xiàn)象和推桿運(yùn)動的失真現(xiàn)象？它對凸輪機(jī)構(gòu)的工作有何影響？如何加以避免？

凸輪理論廓線的曲率半徑ρ等于滾子半徑時，實(shí)際廓線的曲率半徑為零。于是工作廓線將出現(xiàn)尖點(diǎn)，尖點(diǎn)變尖現(xiàn)象。應(yīng)在滿足滾子強(qiáng)度條件下，減小其半徑大小。當(dāng)ρ

9.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件是什么？以不同構(gòu)件為機(jī)架時，各為何種機(jī)構(gòu)？

⑴最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；⑵取最短桿或最短桿相鄰桿為機(jī)架。取最短桿為機(jī)架時，為雙曲柄機(jī)構(gòu)。取最短桿相鄰桿為機(jī)架時，為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

10.何謂壓力角？何謂傳動角？它們的大小對連桿機(jī)構(gòu)工作有何影響？

在不計各桿質(zhì)量和運(yùn)動副中的摩擦的情況下，作用在從動件上的驅(qū)動力和該力作用點(diǎn)處從動件的絕對速度之間所夾的銳角，稱為壓力角，用α表示。壓力角的余角，稱為傳動角，用γ表示。α越小，γ越大，傳動越省力，機(jī)構(gòu)傳力性能越好，傳動效率越高。反之，α越大，γ越小，傳動越費(fèi)力，機(jī)構(gòu)傳力性能越差，傳動效率越低，并有可能自鎖。

11.凸輪輪廓曲線設(shè)計的基本原理是什么？如何選擇推桿滾子半徑？。

1）反轉(zhuǎn)法原理。2）在滿足強(qiáng)度條件下，保證凸輪實(shí)際輪廓曲線不出現(xiàn)尖點(diǎn)和失真，即小于凸輪理論輪廓的最小曲率半徑。

12.凸輪機(jī)構(gòu)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

優(yōu)點(diǎn)：只要正確地設(shè)計和制造出凸輪的輪廓曲線，就能把凸輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動準(zhǔn)確可靠地轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹A(yù)期的復(fù)雜運(yùn)動規(guī)律的運(yùn)動，而且設(shè)計簡單；凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、運(yùn)動可靠。缺點(diǎn)：凸輪與從動件之間為點(diǎn)或線接觸，故難以保持良好的潤滑，容易磨損；加工制造較復(fù)雜。

13.何謂凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角？壓力角的大小與凸輪機(jī)構(gòu)的傳力性能有何關(guān)系？

壓力角是不計摩擦?xí)r，凸輪對從動件的作用力（法向力）與從動件上受力點(diǎn)速度方向所夾的銳角。壓力角越小，凸輪機(jī)構(gòu)的傳力性能越好。

14.判定機(jī)械自鎖的條件有哪些？

1）驅(qū)動力位于摩擦錐或摩擦圓內(nèi)；2）機(jī)械效率小于等于0；3）工作阻力小于或等于0。

15.齒輪機(jī)構(gòu)有哪些主要優(yōu)缺點(diǎn)?

齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有：使用的圓周速度和功率范圍廣；效率較高；能保證恒定的傳動比；壽命長；工作平穩(wěn)，可靠性高；能傳遞任意夾角兩軸間的運(yùn)動。缺點(diǎn)有：制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高；不宜作遠(yuǎn)距離傳動。

16.機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析當(dāng)中的加速度多邊形具有哪些特點(diǎn)？

1）極點(diǎn)p’的速度為零；2)由極點(diǎn)向外放射的矢量代表絕對加速度，而連接倆絕對加速度矢端的矢量代表該兩點(diǎn)的相對加速度；3)加速度多邊形相似于同名點(diǎn)在構(gòu)件上組成的多邊形。

17.要使一對齒輪傳動時保持定角速比，則齒廓曲線應(yīng)滿足什么條件？

欲使兩齒輪瞬時角速比恒定不變，則無論齒廓在何處嚙合，過接觸點(diǎn)所作的齒廓公法線必須與連心線交于一個定點(diǎn)。

18.什么是齒輪的節(jié)圓？標(biāo)準(zhǔn)直齒輪在什么情況下其節(jié)圓與分度圓重合？

經(jīng)過節(jié)點(diǎn)、分別以兩嚙合齒輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的兩個相切的圓稱為節(jié)圓。當(dāng)兩標(biāo)準(zhǔn)齒輪按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝時其節(jié)圓與分度圓重合。

19.圓的漸開線是怎樣形成的？有哪些主要性質(zhì)？

當(dāng)一直線在一圓周上純滾動時，此直線上任意一點(diǎn)的軌跡稱為該圓的漸開線。這個圓稱為漸開線的基圓，該直線稱為發(fā)生線。

漸開線的性質(zhì)有：1)發(fā)生線在基圓上滾過的一段長度等于基圓上相應(yīng)被滾過的一段弧長。2)漸開線上任意一點(diǎn)的法線必與基圓相切。3)漸開線齒廓上各點(diǎn)的壓力角不等。離輪心越遠(yuǎn)，壓力角越大。4)漸開線的形狀取決于基圓的大小。5)基圓內(nèi)無漸開線。

20.漸開線齒廓嚙合的特點(diǎn)？

1）定傳動比；2）可分性；3）輪齒的正壓力方向不變

21.漸開線齒輪有哪些傳動特性？

1）漸開線齒廓滿足定角速比要求。2）漸開線齒輪傳動嚙合角不變，正壓力的大小和方向也不變，傳動過程比較平穩(wěn)。3）漸開線齒廓具有中心距的可分性。

22.什么是標(biāo)準(zhǔn)中心距？一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪的實(shí)際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化？

一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪安裝時他們的分度圓相切即各自分度圓與節(jié)圓重合時的中心距為標(biāo)準(zhǔn)中心距。當(dāng)實(shí)際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時，傳動比不變，嚙合角增大。

23.漸開線直齒圓柱齒輪/外嚙合斜齒圓柱齒輪輪傳動/直齒錐齒輪傳動/蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么？

兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等/兩斜齒輪的法面模數(shù)相等；兩斜齒輪的法面壓力角相等；兩斜齒輪的螺旋角大小相等，方向相反。/兩輪大端模數(shù)相等，兩輪壓力角相等，兩輪外錐距相等/蝸桿的軸向模數(shù)等于蝸輪的端面模數(shù)，蝸桿的軸向壓力角等于蝸輪的端面壓力角，蝸桿中圓柱上螺旋線的導(dǎo)程角等于蝸輪分度圓上的螺旋角，且螺旋線方向相同。

24.何謂漸開線齒輪的重合度？它對傳動有何影響？齒輪連續(xù)傳動的條件是什么？

實(shí)際嚙合線長度與基圓齒距的比值稱為重合度，以ε表示。重合度大對提高齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力都有重要意義齒輪連續(xù)傳動的條件是ε＞1。

25.什么叫根切？有何危害？

用展成法加工齒輪時，若刀具的齒頂線（或齒頂圓）超過理論嚙合線極限點(diǎn)N時，被加工齒輪齒根附近已加工出的漸開線齒廓將被切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。根切使齒輪的抗彎強(qiáng)度削弱、承載能力降低、嚙合過程縮短、傳動平穩(wěn)性變差，因此應(yīng)避免根切。

26.什么是機(jī)械的自鎖？移動副和轉(zhuǎn)動副自鎖的條件分別是什么？

自鎖：無論驅(qū)動力多大，機(jī)構(gòu)都不能運(yùn)動的現(xiàn)象。移動副條件：驅(qū)動力作用在摩擦錐里；轉(zhuǎn)動副條件：驅(qū)動力作用在摩擦圓里。

27.直齒圓柱齒輪傳動存在哪些主要缺點(diǎn)？斜齒圓柱齒輪傳動有何優(yōu)缺點(diǎn)？

直齒圓柱齒輪傳動在高速重載的情況下，會出現(xiàn)傳動不平穩(wěn)和承載能力差的情況。斜齒圓柱齒輪傳動運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲??；承載能力較高；不根切最少齒數(shù)小于直齒輪。主要缺點(diǎn)是有軸向力。

28.什么是周轉(zhuǎn)輪系？什么是周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系？

至少有一個齒輪的軸線的位置不固定，而繞其他固定軸線回轉(zhuǎn)的輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。在周轉(zhuǎn)輪系加上公共角速度-ωH后，行星架相對靜止，此時周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成定軸輪系，這個假想的定軸輪系即為轉(zhuǎn)化輪系。

29.螺旋角β對斜齒輪的傳動性能有何影響？其取值范圍如何？

螺旋角β對斜齒輪的傳動性能影響很大。β較小，優(yōu)點(diǎn)不突出；β太大，則軸向力太大。設(shè)計時一般取β=8°-20°。

第五篇：機(jī)械原理課程設(shè)計

機(jī)械原理課程設(shè)計

培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力是高等教育改革的一項(xiàng)重要任務(wù)．機(jī)械原理是機(jī)械類專業(yè)必修的一 門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是研究機(jī)械的工作原理、構(gòu)成原理、設(shè)計原理與方法的一門學(xué)科，特別是機(jī)械原理

課程中關(guān)于機(jī)械運(yùn)動方案的設(shè)計是機(jī)械工程設(shè)計中最具有創(chuàng)造性的內(nèi)容，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力起

著十分重要的作用．機(jī)械原理課程設(shè)計是機(jī)械原理教學(xué)的一個重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，以往我們在機(jī)械原理課程設(shè)

計中存在著很多不足，主要問題是學(xué)生完成課程設(shè)計后，在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)與實(shí)踐中，不能正確地選用和

設(shè)計機(jī)構(gòu)，特別是創(chuàng)造性設(shè)計能力與分析解決實(shí)際工作問題的能力、動手能力和適應(yīng)能力顯得不足．高等

學(xué)校工科本科《機(jī)械原理課程教學(xué)基本要求》中，對機(jī)械原理課程設(shè)計提出的要求是：“結(jié)合一個簡單的機(jī)

械系統(tǒng)，綜合運(yùn)用所學(xué)的理論和方法，使學(xué)生受到擬定機(jī)械運(yùn)動方案的訓(xùn)練，并能對方案中某些機(jī)構(gòu)進(jìn)行

分析和設(shè)計”．它要求針對某種簡單機(jī)械進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動簡圖設(shè)計，其中包括機(jī)器功能分析、工藝動作過程確

定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇、機(jī)械運(yùn)動方案評定、機(jī)構(gòu)尺度綜合等．依據(jù)這一基本精神，要求把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計、開拓能力作為一條主線貫穿于課程設(shè)計的始終，在深入掌握機(jī)械原理基本知識、強(qiáng)化學(xué)生運(yùn)算能力和繪圖

基本功的同時，開展創(chuàng)造性教育，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性設(shè)計能力．如何在機(jī)械原理課程設(shè)計中體現(xiàn)這種能力培

養(yǎng)，幾年來我們不斷地對課程設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計方法和設(shè)計手段等進(jìn)行了一些探索與實(shí)踐． 1 合理安排課程設(shè)計內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

對于機(jī)械原理課程設(shè)計的內(nèi)容選擇，以往教學(xué)中存在著兩種不同的看法：一種認(rèn)為選用已有的典型機(jī) 械，對其進(jìn)行比較系統(tǒng)的運(yùn)動分析與受力分析等，以加深學(xué)生對機(jī)械原理課程各章節(jié)內(nèi)容的理解和掌握；

另一種認(rèn)為根據(jù)某些功能要求，要求學(xué)生獨(dú)立地確定機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動方案，并對其中的某些機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)

計．前者側(cè)重于分析，后者則側(cè)重于設(shè)計．我們在課程設(shè)計內(nèi)容選擇問題上也進(jìn)行了多年探索，如以培養(yǎng)學(xué)

生的運(yùn)算、繪圖的基本技能和鞏固基本知識為主要目的，選用對典型機(jī)械進(jìn)行分析設(shè)計的題目，但是在后

續(xù)的課程教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)造性設(shè)計新機(jī)械的能力與分析解決實(shí)際工作問題的能力和適應(yīng)能力顯得不

足．我們也曾經(jīng)嘗試只給出設(shè)計題目，讓學(xué)生自己獨(dú)立地進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動方案確定和對其中某些機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)

計．雖然這種設(shè)計內(nèi)容能夠促使學(xué)生主動地進(jìn)行獨(dú)立思考，自覺地進(jìn)行一些相關(guān)資料的查詢，但是由于學(xué)

生沒有進(jìn)行過一次比較系統(tǒng)的設(shè)計過程訓(xùn)練，大多數(shù)學(xué)生不知從哪里下手，較難進(jìn)入設(shè)計狀態(tài)，設(shè)計

過程

中出現(xiàn)多次反復(fù)修改使得設(shè)計進(jìn)度非常緩慢．從最后的設(shè)計結(jié)果來看，只有少數(shù)學(xué)生比較理想，多數(shù)學(xué)生的設(shè)計都出現(xiàn)了一些錯誤，設(shè)計結(jié)果不能滿足題目要求，而且由于多次修改使得圖面質(zhì)量較差．經(jīng)過多年的探索與實(shí)踐，我們認(rèn)為在機(jī)械原理課程設(shè)計中，分析與設(shè)計都是很重要的兩個環(huán)節(jié)，對典型機(jī)械的分析__和學(xué)生獨(dú)立創(chuàng)新機(jī)械的設(shè)計對于學(xué)生來說都是不能缺少的．那么怎樣才能在有限的設(shè)計時間內(nèi)把這些內(nèi)

容都安排進(jìn)去而又同時能保證設(shè)計質(zhì)量呢?我們結(jié)合現(xiàn)有實(shí)際條件，交給學(xué)生的課程設(shè)計內(nèi)容是：先進(jìn)行

典型的機(jī)械分析，然后進(jìn)行創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計．我們選擇了牛頭刨床傳動方案作為課程設(shè)計題目，要求學(xué)生不

能照搬現(xiàn)有牛頭刨床傳動方案，每個學(xué)生必須至少提出一種新的傳動方案，并且提出的方案越多越好．學(xué)

生在方案構(gòu)思過程中，積極查閱資料，熱烈討論，表現(xiàn)出了極大的主動性，提出了很多方案，最后經(jīng)過歸納

得出l0種可以實(shí)現(xiàn)刨床運(yùn)動要求的方案，如圖I所示．在這一過程中，使學(xué)生突破了固有傳動方案模式，拓寬了方案構(gòu)思思路，得到了一次提高創(chuàng)新思維能力的訓(xùn)練．