機械原理複習概要

2022-10-07 04:33:04 字數 4871 閱讀 4684

平面機構的結構分析

1. 什麼是零件、構件、機構、機器、機械?它們有什麼聯絡?又有什麼區別?

機構應是由兩個以上實物體組合成的,把那些構成乙個運動單元的實物組合體稱為構件,而把那些不能再拆分的單個實物體稱之為零件,零件是單獨製造出來的稱為獨立的製造單元。構件可以是單個零件,也有可能因為裝配工藝的需要,而把若干個零件剛性連線成為乙個運動整體。構件是組成機構的乙個基本要素,是乙個運動單元。

2. 何謂運動副和運動副元素?運動副有哪些型別?各有幾個自由度?用什麼符號表示?

由兩個構件直接接觸而又能實現彼此間相對運動的可動連線被稱為運動副,而把兩構件直接接觸的表面稱為運動副元素。

工程中一般按以下四種方法對運動副進行分類:

1) 按運動副產生的約束數目分類。把產生乙個約束的運動副稱為ⅰ級副,而產生兩個約束的運動副稱為ⅱ級副。依此類推,分別還有ⅲ、ⅳ、ⅴ級副。

2) 按運動副的接觸形式分類。兩個構件的直接接觸形式不外乎是點接觸、線接觸的面接觸,當運動副元素為點和線接觸時,在載荷作用下,接觸區域內單位面積內承載力較大,應力值高,稱為高副。相對於高副而言,面與面接觸的運動因為應力值較低,稱為低副。

3) 按兩構件相對運動形式分類。兩構件組成運動副之後的相對運動若為平面運動,則稱為平面運動副。平面低副中最覺的兩種形式分別是:

(1)轉動副或迴轉副,人稱鉸鏈,此時,兩構件相對轉動。(2)移動副,相對運動為移動。

3.機構是如何組成的?它必須具備什麼條件?當原動件多於或少於機構的自由度時,機構將發生什麼情況?

機構是由乙個機架與乙個或幾個原動件,再加上若干從動件組合而成。

機構具有確定運動的條件是機構的自由度等於原動件的數目。當原動件數目少於機構的自由度時,機構運動是不確定的;而當原動件數目大於機構的自由度時,機構將出現運動干涉而無法確定。

4. 什麼是機構的自由度?如何計算?

自由度是機構維持確定運動所必需的獨立運動引數。

平面機構的自由度f計算公式:f=3xn-(2xpl+ph) pl與ph分別指低副與高副個數

5 .什麼是區域性自由度?出現在哪些場合?

什麼是復合鉸鏈?鉸鏈數和構件數有何關係?什麼是虛約束?

一般出現在哪些場合?具體計算機構自由度時如何正確去掉區域性自由度和虛約束?

不影響機構中其他構件運動的自由度稱為自由度。出現在增加滾輪的凸輪機構中。

復合鉸鏈是指兩個以上的構件因為轉動軸線重合而疊加在一起的情形。

虛約束是指實際上不起作用的虛假約束。(出現場合1、兩構件構成轉動副前、後運動軌跡重合。2、兩構件上兩點之間的距離恆定,不隨機構運動變化,髮用乙個構件通過轉動副連線該兩點時,會引入乙個虛約束。

3、兩構件構成多個轉動副,且所有轉動副的軸線重合。4、兩構件構成多個移動副,且所有移動副的導路平行。5、兩構件在多點接觸構成平面高副,且接觸點處的公法線方向彼此重合。

6、機構中存在對運動起重重約束作用的對稱結構。)

計算方法:1、把機構中產生區域性自由度和虛約束的構件及其運動副全部剔除,然後按公式f=3xn-(2xpl+ph)計算。2、將所有的活動構件n和區域性自由度f1及p1一併考慮按正式計算:

f=3xn-(2xpl+ph-p1)-f1.

平面機構的運動分析

1 .何謂速度瞬心?瞬心數目與構件數有何關係?通過運動副相聯兩構件的瞬心位置如何確定?

若兩個作平面運動構件上存在絕對速度相同的一對重合點,兩構件相對於該點作相對轉動,該點稱瞬時速度中心,即瞬心。

若機構有n個構件,則因為每兩個構件就有乙個瞬心,所以瞬心數目有n(n-1)/ 2個

確定方法:1、直接觀察法。通過轉動副連線,轉動中心為兩構件的瞬心。

通過移動副相連時,瞬心位於垂直於導軌方向無窮遠處。以高副相連時,且接點做純滾動時,接觸點為兩構件瞬心。以高副相連,既有滾動又有滑動時,瞬心處於接觸點的公法線上。

2、三心定律: 三個作平面運動的構件共有三個瞬心,且它們位於同一條直線上。

2 .何謂三心定律?如何利用它來求不直接相聯的兩個構件的瞬心?

三心定律: 三個作平面運動的構件共有三個瞬心,且它們位於同一條直線上。

平面連桿機構及其設計

1. 何謂平面連桿機構?它有何特點?能夠實現哪些運動轉換?

平面連桿機構是由若干構件通過低副**動副和移動副)連線而成的平面機構。

其特點是原動件的運動都要經過乙個不直接與機架相連的中間機構才能傳動到輸出構件。該中間機構稱為連桿。**換見下題)

2.鉸鏈四桿機構的基本形式有哪幾種?各有什麼特性?這些特性在生產中有何用處?哪些特性對工作不利?如何消除其影響?

三種型別:曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構

曲柄搖桿機構可以將曲柄的連續轉動變為搖桿的往復擺動(或相反)。如縫紉機中應用

雙曲柄機構一般形式中如在沖壓過程中,主動曲柄勻速轉動,從動曲柄作變速運動,可

使沖壓行程慢速前進而使回程快速返回。若相對的兩桿平行相等,則為平行四邊形機構,其特徵是兩曲柄以相同的速度賦役轉動,另乙個是連桿作平動。若相對的杆長度相等但不平行則為反平行四邊形機構,其特點是兩邊架桿轉動方向相反,它可以使兩扇車門同時開啟或關閉。

雙搖桿機構是指兩個邊架桿都是搖桿。若兩搖桿長度相等,則形成等腰梯形機構。應用有汽車等前輪的轉向機構

2. 四桿機構的演化形式有哪些?它們是通過什麼途徑演化而來的?在工程上有哪些實際應用?

1)改變構件的開關和運動尺寸。2)改變運動副的尺寸。3)選用不同的構件為機架。

4.在鉸鏈四桿機構中,轉動副成為周轉副的條件是什麼?

必要條件1)最短杆長度+最長杆長度<=其餘兩桿長度之和,即桿長條件。2)組成該周轉副的兩桿中必有一桿為最短桿。

當四桿機構各桿的長度滿足桿長條件時,有最短桿參與構成的轉動副都是周轉副,而其餘的轉動副則不是整轉副。

5.鉸鏈四桿機構的形式和尺寸之間關係如何?曲柄存在條件是什麼?

四桿機構有曲柄的條件是各桿的長度就滿足桿長條件,且其最短桿為邊架桿或機架。

滿足桿長的四桿機構中當以最短桿的相鄰桿為機架時 ,機構為曲柄搖桿機構;當以最短桿為機架時則為雙曲柄機構;如以最短桿的對邊為機架 ,則機構為雙搖桿機構;

如果四桿機構各桿長度不滿足桿長條件,則無周轉副,此時不論以哪個構件為機架,均為雙搖桿機構。

6 .四桿機構中的極位和死點有何異同?

機構處於兩個極位時,原動件所在的兩個位置裼所夾的銳角θ稱為極位夾角。

機構的死點與極位實際上是機構的同一位置,所不同的是機構的原動件不同(當原動件與連桿共線時為極位)

7. 何謂行程速比係數k?它描述了機構的什麼特性?它與極位夾角有何關係?

當機構存在極位夾角θ時,機構便具有急回運動的特徵,為了表明急回運動的程度,用行程速比係數k來衡量。k=v1/v2=180 +θ/180-θ

8. 曲柄搖桿機構、曲柄滑塊機構及擺動導桿機構是否都存在急回特性?什麼情況下沒有急回特性?

同上9.曲柄搖桿機構中,當以曲柄為原動件時,是否存在死點?

存在死點。當主動件通過連桿作用在從動件上的力恰好通過其迴轉中心時,會使從動件出現不能轉動的「頂死」。

10.曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構、曲柄滑塊機構和擺動導桿機構等各在什麼條件下會出現死點?機構在死點位置會出現什麼後果?可採取哪些措施解決?

…機構在死點位置時不能運動。可以使用兩組以上的同樣機構組合,使各組機構的死點相互錯開排列的方法;也可以採用安裝飛輪加大慣性的方法,借慣性作用使機構闖過死點。

11 . 機構的壓力角和傳動角是如何定義的?它們對傳力效能有何影響?設計四桿機構時,對傳動角有何要求?

機構的壓力角指連桿與從動件連線處主動件傳遞的力f與連線處速度方向所夾銳角α,而連桿與從動件之間的夾銳角γ為傳動角。

α與γ互為餘角。傳動角γ愈大對機構的傳力愈有利。

12 .曲柄搖桿機構的最大和最小傳動角出現在什麼位置?當搖桿主動時,其傳動角又如何?

出現極位時傳動角最小,連桿與從動杆垂直時傳動角最大。

……13.導桿機構的傳動角是多少

……14.曲柄滑塊機構的最大和最小傳動角出現在什麼位置?當滑塊主動時,其傳動角又如何?

……15 .四桿機構設計中的反轉法原理,其理論依據是什麼?

……16.按給定行程速比係數設計鉸鏈四桿機構時,如何確定鉸鏈a的位置?

計算極位夾角θ=180x(k-1)/(k+1)…

凸輪機構及其設計

1. 凸輪機構有哪些型別?特點如何?

按凸輪的形狀分1)盤形凸輪機構2)圓柱凸輪機構3)圓錐凸輪機構

按從動件與凸輪接觸處的幾何形狀分1)尖頂從動件凸輪機構2)滾子從動件凸輪機構3)平底從動件凸輪機構

按從動件的形式分1)移動從動件凸輪機構2)擺動從動件凸輪機構

按凸輪與從動件維持接觸的方式分1)力鎖合的凸輪機構2)形鎖合的凸輪機構①溝槽凸輪機構②等寬、等徑凸輪機構③主回凸輪機構

2 .凸輪機構從動件常用運動規律有哪幾種?有何特點?適用於哪些場合?

1) 等速運動規律: 從動件在推程或(回程)中速度保持不變。速度突變,剛性衝擊。運用於凸輪轉速很低的場合

2) 等加速等減速運動規律:讓從動件速度從0逐漸加速再逐漸減速到0。加速度與慣性力有突變,但是為有限值,柔性衝擊。適用於中、低速場合。

3) 余弦加速度運動規律: 將從動件的加速度規律設計成余弦變化規律,消除等減速運動變化過程串的慣性力的突變。

4) 正弦加速度運動規律:從動件的加速度規律是正弦變化。這種從動件的速度和加速度均沒有任何突變,沒有剛性衝擊也沒有柔性衝擊,可用用高速運動。

5) 組合型運動規律:組合。1)改進型。2)梯形。

(要避免從動件運動過程中發生衝擊,就要選用加速度曲線無突變的運動規律)

3.何謂剛性衝擊和柔性衝擊?它們出現在哪幾種常用運動規律中?

(如上)

4.何謂理論輪廓曲線?何謂實際輪廓曲線?為何要這樣區分?作圖時是否可以不畫理論輪廓曲線,而直接繪製實際輪廓曲線?

理論輪廓曲線是指在設計有滾子從動件的凸輪時將滾子中心點假想為尖頂從動件的尖頂,用反轉法做出的假想軌跡。而凸輪的實際輪廓曲線為一條與理論輪廓曲線法向等距的曲線,距離為滾子半徑。在滾子凸輪運動時滾子與凸輪的接觸點是變化的,直接繪製難以判斷接觸點。

5 .設計凸輪輪廓曲線時,採用了反轉法,其理論依據是什麼?

機械原理複習

機械原理複習大綱 機械本科 一 基本要求 測驗應試學生是否達到應有水平,要求學生掌握機構學和機器動力學的基本理論和基本知識,學會常用基本機械的分析和綜合。考試以基本概念 基本原理和基本方法為主。二 考試內容 第一章緒論 概念 機構 機器的特徵 第二章機構的構型分析 1 基本概念 構件 零件 運動副 ...

機械原理複習

一 選擇題 1 對於以曲柄為原動件的曲柄搖桿機構,當時,機構處於極限位置。a 曲柄與機架共線 b 搖桿與機架共線 c 曲柄與連桿共線 d 搖桿與連桿共線。2 曲柄搖桿機構中,曲柄為主動件,則傳動角是 a 搖桿兩個極限位置之間的夾角 b 連桿與搖桿之間所夾銳角 c 連桿與曲柄之間所夾銳角 d 搖桿與機...

機械原理複習整理

名詞解釋 1 衝裁 是在外力作用下,將執行原件衝擊入皮革的內部將其切斷。2 液壓傳動 利用液體作為工作介質,通過液壓油壓力和流量的變換來傳遞能量並進行控制的一門技術。3 正切 指讓刀具沿與刀具刃口垂直方向直切入材料。4 注射 注射是通過對原材料 塑料 橡膠 連續加熱 加壓,使其塑化而成黏流態 熔融後...