机械原理基本知识点

机械原理基本知识点2机器里每一个独立的运动单元体称为一个构件。两个构件直接接触而构成的可动的连接称为运动副。自由度：机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目。高副：点线接触，2自由度。低副：面接触，1自由度。机械运动简图和机构示意图。机构自由度：F=3n-(2Pl+Ph-p撇)-F撇（虚约束：重复约束）（局部自由度：产生局部运动而不影响其他构件的运动）复合铰链有n-1个转动副。低副：移动副，转动副.自由度为1机构具有确定运动条件：原动件数等于其所具有的自由度。基本杆组：最后不能再拆的最简单的自由度为零的构件组（2构三低，四狗六地）速度瞬心：互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点，即为两构件的速度瞬心。（Pij）三心定理：三个作彼此平面平行运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。科氏加速度----是动点的转动与动点相对运动相互耦合引起的加速度。科氏加速度的方向垂直于角速度矢量和相对速度矢量。4运动副中摩擦力的确定：ψ=arctanf.摩擦圆半径ρ=fv·r.运动副中法向反力和摩擦力的合力称为运动副中的总反力。总反力方向：1总反力与法向反力偏斜一摩擦角ψ。2总反力Fr21与法向反力偏斜的方向与构件1相对于构件2的相对速度V12的方向相反。构件组的静定条件：3n=2Pl+Ph总反力方位的确定：1不计摩擦时确定总反力的方向2计摩擦力时总反力与摩擦圆相切3轴承2对轴颈1的总反力对轴颈中心之距离的方向必与轴颈1相对于轴承2的相对较速度w12的方向相反。（可根据铰接处两者转向判断，摩擦力与之相反，或总反力看作推力，推动摩擦圆与铰接处转向相反。）5效率=理想比实际。串联等于相乘，并联分别计算功率，理论功率比实际功率。运动副自锁条件：作用在轴颈上的驱动力为单力F,且作用于摩擦圆之内，即a<ρ.(力矩小于最大摩擦力矩)移动副自锁条件：作用于滑块的驱动力作用在其摩擦角之内。6动平衡:惯性力与惯性力矩平衡。（必为静）静平衡：惯性力平衡。质径积mr.J=mr平方，E=jw平方/27各种原动机的作用力与其运动参数之间的关系称为原动机的机械特性。等效转动惯量；Je=∑【Mi(Vsi/w)平方+Jsi(wi/w)平方】δ=（Wmax-Wmin）/Wm飞轮转动惯量公式：Jf=900Wmax/π2n2δ2平方德尔塔Wmax最大盈亏功凸出..面积等效构件的速度不均匀系数：δ=Wmax/(Je·wm平方)δ=Wmax/(Je+Jf)wm平方8能做整周回转的为曲柄，一定范围内摆动的为摇杆。铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个为曲柄，另一个为摇杆，则称为曲柄摇杆机构。若两个连架杆都为摇杆，称为双摇杆机构。周转副条件：1最短杆长度+最长杆<=其余两杆长度和，此为杆长条件2组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。曲柄条件：1杆长满足杆长条件。2最短杆为机架或连架杆。机架时为双摇杆，连架杆时为曲柄摇杆机构。曲柄与连杆共线的位置为极位，两级位直线夹角为极位夹角，锐角。急回运动，行程速度变化系数，K=v2/v1=(180+θ)(180-θ)，极位夹角θ(曲柄的夹角)θ=180(k-1)/(k+1)K行程速度变化系数（行程速比系数）表明机会程度。θ越大，K越大，急回越明显。推杆在理论上将出现无穷大的加速度和惯性力，会使凸轮机构收到极大的冲击，称为刚性冲击。突变为有限值，引起的冲击较小，故称为柔性冲击。压力角α：推杆所受的正压力的方向（沿凸轮轮廓线在接触点的发现方向）与推杆上B点的速度方向之间夹角的锐角。连杆与从动杆夹角为传动角γ，与其互余的为压力角α。死点：连杆与曲柄共线时，传动角为零度，主动件通过连杆作用于从动件的力通过回转中心，出现顶死现象，称为死点。急回运动：当主动件曲柄等速转动时，从动件摇杆摆回的平均速度大于摆出的平均速度，摇杆的这种运动特性称为急回运动。9凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。优点：适当设计凸轮的轮廓曲线，可以得到各种预期的运动规律，响应快速，机构简单紧凑。缺点：凸轮轮廓与推杆之间为点线接触，易磨损，凸轮制造较困难。凸轮形状分类：盘形，圆柱推杆形状：尖顶推杆，滚子，平底推杆。接触方法：力集合封闭，几何封闭。以凸轮最小半径r0为半径所作的圆称为凸轮基圆，r0为基圆半径。推杆：最低到最高过程，相应转角δ为推程运动角。（回程，回程运动角与推程相等。）远休止：最高位置静止不动，对应角为..近休止：最低位置...推杆移动的高度h为推杆行程。10传动比等于齿数反比。i12=w1/w2=o2p/o1p齿轮啮合定律：互相啮合的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与连心线o1o2被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两线段成反比.齿廓公法线nn与两轮连心线O1O2交点p为节点。若P为定点，则传动比一定。节圆半径OP1,OP2节圆相切点P处速度相等。（节圆纯滚动）共轭齿廓齿顶圆ra,齿根圆rf,齿厚si,齿距pi=si+ei(齿槽宽）节度圆:r,s,e,p(齿距)齿顶高ha,齿根高hf,齿全高h=ha+hf齿数z模数m=p/π分度圆直径d=mz渐开线函数θk=tanαk-αkinvαk=θk两齿轮作定传动比的条件：无论两齿轮廓在何位量接触，做接触点所做的两齿轮公法线与两齿轮的连心线交于一定点。一对渐开线齿轮正确啮合的条件：两齿轮的模数和压力角(啮合角)分别相等。公式：齿轮压力角指其分度圆压力角，以α表示。α=arccos(rb/r)rb=r·cosα=mz/2·cosα。规定α=20.渐开线齿轮公式：（ha星齿顶系数1，c星顶隙系数0.25）分度圆半径d=mz齿顶高ha=ha星·m.齿根高hf=(ha星+c星)m齿全高h=(2ha星+c星)m齿顶圆直径da=(2ha星+z)m齿根圆直径df=(z-2ha星-2c星)m基圆直径db=dcosα基圆齿距pb=pcosα顶隙c=c星m节圆d撇=d(节度圆直径)标准中心距a=m(z1+z2)/2斜齿轮正确啮合条件1模数2压力角3外啮合β1=-β2内捏合β1=β2蜗杆方向判断：螺纹左高为左旋，右高为右旋，左旋用左手，右旋用右手，四肢指向蜗杆旋向，拇指反方向为涡轮速度方向。11轮系：定轴轮系，周转轮系（自由度为2差动轮系，自由度1行星轮系）：太阳轮，行星轮，基本构件h.传动比i=从动齿数连乘积比主动轮齿数连乘积。i(mn)H=wm-wh/wn-wh列方程。具有固定轮的行星轮系，设此轮为n,wn=0,i(mn)H=wm-wh/0-wh=1-imH,imH=1-i(mn)H12棘轮机构：单向间歇运动。槽轮分为外..和内..槽轮机构是由主动拨盘，从动槽轮，机架组成的。对于单销外槽轮机构来说，槽轮的槽数应不小于3，槽轮的运动系数τ总小于0.5.这种单销外槽轮机构槽轮运动时间总小于静止时间。外槽轮运动系数k=td/t=0.5-1/z.螺旋机构组成：螺杆，螺母，机架。将旋转运动转变为直线运动。优点：获得大的减速比，力的增益缺点：效率低S=lψ/(2π)lA-lB微动...lA+lB复式τεγλμρσωψαβδθ