中华文化撷英 - 机械原理.docx

1、中中 华华 文文 化化 撷撷 英英 机 械 原 理黄兵明主编 北京银冠电子出版有限公司 图 书 在 版 编 目 (CIP)数 据 中 华 文 化 撷 英 /黄 兵 明 主 编 北 京 ： 北 京 银 冠 电 子 出 版 有 限 公 司 ， 2003ISBN7-900060-29-4中 黄 文化知识普及读物中国 Z228.527中国版本图书馆 CIP 数据核字(2003)第 007295 号北京银冠电子出版有限公司发行 (北 京 海 淀 区 增 光 路 45 号 100037) 全国各地新华书店经销北京双青印刷厂印刷开 本 ： 78710921/32 印 张 ： 512 字 数 ： 4900 千

2、字2003 年 12 月第 1 版 2003 年 12 月第 1 次印刷 印 数 ： 1 500 册版 号 ： ISBN7-900060-29-4/Z03定 价 ： 9998.00 元 (1CD,含 配 套 书 ) I目 录 课程介绍 .1学习方法 .2第十二届全国机构学学术研讨会在福州召开 .3机械原理必修内容和要求 .6第一章概论 .11第二章机构的结构分析 .12第三章平面机构的运动分析 .15第四章机构的力分析 .16第五章机构的型综合 .19第六章平面连杆机构 .20国际机构学与机器科学世界分组报告会 .33多自由度多环空间机构学的理论研究 .35机械原理 1课程介绍机 械 原 理

3、及 机 械 设 计 是 一 门 在 基 础 课 与 专 业 课 之间起着桥梁作用的专业基础课。它比物理、数学、 力 学 更 接 近 于 工 程 实 际 ， 但 又 不 同 于 各 专 业 课 。 它 主 要 研 究 各 种 机 械 所 具 有 的 共 性 问 题 ， 而 专 业 课 则 研 究 某 一 机 械 的 特 殊 问 题 .通 过 该 门 课 程 机 械 基 础 知 识 的 学 习 ， 可 使 学 生 掌 握 机 构 和 机 器 的 分 析 方 法 进 而 了 解 机 械 的 性 能 ， 更 合 理 地 使 用 机 械 ， 并 掌 握 机 构 和 机 器 的 设 计 方 法 进 行 机

4、 械 综 合 设 计 和 创 新 设 计 。 从 进 入 这 门课开始，学生就从单一学科（或单一技术为主体） 的课程学习过渡到综合运用多种学科（或多门技术） 并 考 虑 多 方 面 因 素 以 解 决 机 械 工 程 问 题 为 主 的 课 程 学 习 ， 它 是 逐 步 实 现 向 “工 程 综 合 ”及 工 程 应 用 实 践 转 变 的 机 械 类 各 专 业 十 分 重 要 的 主 干 技 术 基 础 课 。 机 械 原 理 部 分 主 要 研 究 分 析 机 构 的 运 动 学 、 动 力 学 问 题 及 机 械 系 统 的 方 案 设 计 问 题 ； 机 械 设 计 部 分 主 要

5、 研 究 以 一 般 通 用 零 件 的 设 计 为 核 心 的 设 计 性 问 题 ， 并 论 述 它 们 的 基 本 设 计 理 论 与 设 计 方 法 。 总 之 ， 该 门 课 是 为 了 培 养 综 合 设 计 能 力 和 工 程 实 践 能 力 打 下 坚 实 的 、 关 键性的、必不可少的基础。 鉴 于 本 门 课 的 性 质 、 所 以 在 教 学 过 程 中 ， 要 注 重 实 验 教 学 和 工 程 设 计 训 练 ， 以 培 养 学 生 综 合 运 用 所 学机械原理 2的 理 论 方 法 和 知 识 去 分 析 ， 解 决 工 程 实 际 问 题 的 能 力。 本 课

6、程 使 用 “多 媒 体 ”手 段 教 学 、 信 息 量 大 ， 并 且动、静结合，比较直观，使学生看起来简单易懂。 本 门 课 的 先 修 课 程 ， 有 高 数 、 物 理 、 力 学 、 机 械 制 图 、 工 程 材 料 及 热 处 理 互 换 性 与 技 术 测 量 等 。 要 很 好 的 运 用 已 学 的 先 修 课 程 ， 在 平 时 的 学 习 中 ， 联 系 实 际 、 举 一 反 三 、 勤 于 动 脑 、 动 手 是 学 好 本 门 课 的 唯 一 方法。 学习方法本 课 程 是 一 门 与 工 程 实 际 密 切 相 关 的 课 程 。 所 以， 学习该课程时要注意

7、理论联系实际， 要注意观察、 分 析 和 比 较 现 实 生 活 中 各 种 各 样 构 思 巧 妙 和 设 计 新 颖 的 机 构 。 综 合 运 用 先 修 课 程 中 所 学 的 相 关 知 识 技 能 ， 结 合 各 个 教 学 实 践 环 节 ， 进 行 机 械 工 程 技 术 人 员 的基本训练，逐步提高自己的理论水平，构思能力， 工 业 洞 察 力 和 判 断 力 ， 特 别 是 不 断 增 殖 的 汲 取 、 融 会 和 分 析 问 题 及 解 决 问 题 的 能 力 ， 为 顺 利 过 渡 到 专 业 课 程 的 学 习 及 进 行 专 业 产 品 和 设 备 的 设 计 打

8、 下 宽 而 坚 实 的 基 础 。 本 课 程 运 用 多 媒 体 电 子 教 材 ， 它 通 过 人 机 交 互 方 式 ， 为 学 生 创 造 一 种 轻 松 、 活 泼 、 自 主 学 习 的 环 境 ， 从 而 培 养 学 生 的 形 象 思 维 能 力 、 创 新 能 力 ， 提机械原理 3高教学质量和教学效果。 第十二届全国机构学学术研讨会在福州召 开第十二届全国机构学学术研讨会于 2000 年 11 月4 日8 日 在 福 州 市 召 开 。 来 自 全 国 40 余所高校和部分企业的 70 多位代表出席了本届会议。发表论文总计 78 篇 ， 到 会 宣 读 论 文 50 篇

9、。 内 容 涉 及 机 械 产 品 创 新 、 连 杆 机 构 、 齿 轮 凸 轮 机 构 、 机 器 人 、 机 械 动 力 学 、 机 构 应 用 及 教 学 等 六 大 方 面 ， 既 有 机 构 学 基 本 理 论 的 研究新成果，也有新产品新装置的介绍。 机 构 传 动 分 会 常 务 副 主 任 委 员 吴 晓 铃 同 志 专 程 到 会 指 导 工 作 ， 并 宣 读 机 械 传 动 分 会 关 于 新 一 届 机 构 学专业委员会组成人员名单的聘任函。 会 议 由 谢 存 禧 副 主 任 委 员 主 持 。 邹 慧 君 主 任 委 员 首 先 致 开 幕 词 ， 认 为 在 我

10、 国 即 将 加 入 WTO 之 际 ， 必 须 将 机 构 学 与 机 械 产 品 创 新 设 计 紧 密 结 合 起 来 。 德 高 望 重 的 张 启 先 院 士 作 了 简 短 的 致 辞 ， 认 为 机 构 学 发 展 大 有 希 望 。 希 望 通 过 本 次 会 议 把 我 国 机 构 学 发 展 得 更 好，并为新技术发展提供动力，搞好我国机械工业。 开 幕 式 之 后 ， 张 启 先 院 士 首 先 作 大 会 报 告 “谈 谈 机 构 学 的 发 展 和 应 用 棗 扬 弃 传 统 机 构 学 ， 发 展 现 代 机 构 学 ”高 屋 建 瓴 地 阐 述 了 机 构 学 的

11、 发 展 方 向 。 机 构 学机械原理 4的 总 趋 势 是 ： 传 统 机 构 学 中 的 一 部 分 不 适 应 时 代 发 展 要 求 的 内 容 呈 “夕 阳 ”萎 缩 状 态 ， 而 引 入 光 、 电 、 控 制等新技术形成的现代机构学大为发展， 一派 “朝阳” 兴 盛 的 景 象 。 我 们 要 扬 弃 传 统 机 构 学 。 以 “应 用 需 求 牵 引 ， 引 入 高 新 技 术 ， 学 科 交 叉 ， 努 力 创 新 ”为 指 导 思 想 来 发 展 现 代 机 构 学 。 选 择 当 前 和 未 来 应 用 领 域 深 入 开 展 偏 重 机 构 学 的 跨 学 科 研

12、 究 ， 大 力 发 展 适 应 知 识 经 济 新 时 代 的 现 代 机 构 学 。 黄 真 副 主 任 委 员 在 大 会 报 告 中 ， 首 先 详 细 介 绍 了 两 个 国 际 会 议 “国 际 设 计 工 程 技 术 会 议 及 工 程 中 的 信 息 和 计 算 机 会 议 ”和 “纪 念 Ball 著 作 发 表 一 百 周 年 会 议 ”的 情 况 ， 之 后 以 “不 断 创 新 迎 接 二 十 一 世 纪 的 挑 战 棗 我 们 在 并 联 机 器 人 机 构 学 研 究 上 的 学 术 成 绩 ”为 题 细 致 介 绍 了 在 并 联 机 器 人 领 域 所 做 的

13、创 造 性 的 研 究 工 作 和 研 究 过 程 中 的 经 验 与 心 得 ， 并 对 后 来 者 提 出 了 殷 切 的 希 望 。 邹 慧 君 主 任委员作了题为“面向二十一世纪机构学发展展望” 的 大 会 报 告 。 提 出 面 向 二 十 一 世 纪 的 机 构 学 将 会 在 方 案 创 新 设 计 理 论 、 方 法 及 其 智 能 化 ， 现 代 机 构 类 型 综 合 和 设 计 方 法 ， 微 机 构 和 微 动 机 构 的 研 究 和 应 用 ， 机 器 人 机 构 的 深 入 研 究 和 应 用 ， 传 统 机 构 分 析 和 综 合 方 法的深入研究以及机构分析综合

14、的商品化软件开发， 机 械 动 力 学 及 动 力 性 能 测 试 等 领 域 内 获 得 更 加 活 跃机械原理 5的 、 更 加 广 泛 的 研 究 。 认 为 机 构 学 的 发 展 变 化 将 是 没 有穷尽的。 赵匀教授以 “机构动力学和机构创新研究” 为 题 ， 深 入 介 绍 了 驱 动 力 、 非 定 向 摩 擦 力 和 矩 、 动 力 学 方 程 求 解 方 法 、 机 构 综 合 与 动 力 学 分 析 关 系 、 机 构 创 新 等 成 果 。 对 于 插 秧 机 的 研 制 ， 赵 教 授 指 出 插 秧 机 开 发 其 核 心 力 技 术 难 题 实 质 上 是 机

15、构 学 问 题 。 只 有 从 机 构 学 的 理 论 高 度 出 发 ， 才 能 从 根 本 上 解 决 产 品 的 创 新问题。 在 分 组 会 议 中 ， 首 先 就 大 会 报 告 进 行 了 热 烈 的 讨 论 ， 取 得 了 共 识 。 与 会 者 一 致 认 为 ， 机 构 学 不 会 消 亡 ， 但 机 构 学 必 须 以 时 代 需 要 为 背 景 进 行 发 展 。 机 构 学 的 发 展 必 须 深 入 实 际 ， 与 国 家 建 设 紧 密 结 合 ， 与 企 业 需 要 紧 密 结 合 ， 与 时 代 特 征 紧 密 结 合 。 机 构 学 的 研 究 只 有 在 与

16、 实 际 需 要 紧 密 结 合 的 前 提 下 才 会 大 发 展 ， 而 且 肯 定 会 大 发 展 。 机 构 学 者 的 深 入 研 究 和 企 业 生 产 实 际 的 广 泛 参 与 是 机 构 学 健 康 发 展 的 两 个 基 本 条 件 。 在 分 组 讨 论 中 ， 与 会 者 宣 讲 了 各 自 的 论 文 ， 展 开 了 热 烈 的 交 流 。 本 次 会 议 在 产 品 创 新 设 计 、 广 义 机 构 、 自 适 应 机 构 、 空 间 机 构 微 小 化 设 计 、 两 自 由 度 五 杆 机 构 、 四 杆 机 构 综 合 、 凸 轮 CAD/CAM、 电 子

17、凸 轮 、 对 称 结 构 Stewart 平台机器人的位置正解、虚轴机床、机器人 工 作 空 间 、 机 器 人 快 速 成 型 、 弹 性 连 杆 机 构 动 平 衡 和机械原理 6振 动 主 动 控 制 、 受 控 五 杆 机 构 动 力 学 轨 迹 综 合 等 理 论 研 究 ， 稀 土 旋 孔 机 、 托 网 绞 机 、 内 燃 机 配 气 机 构 、 三 叶 外 圆 弧 转 子 罗 茨 鼓 风 机 、 汽 车 转 向 泵 定 子 叶 片 机 构 、 直 线 与 筒 形 减 速 器 、 脉 动 式 无 级 变 速 器 、 盘 式 制 动 器 、 外 科 手 术 机 构 臂 、 糖 果

18、 包 装 机 折 纸 机 构 、 旋 转 式 伽 玛 刀 、 新 型 切 丝 机 、 连 杆 式 自 动 定 心 装 置 等 产 品 设 计 研 究 ， 机 构 原 理 教 学 的 思 维 方 法 、 机 构 仿 真 分 析 软件等多方面取得了新的成就。 新 一 届 机 构 学 专 业 委 员 会 举 行 了 工 作 会 议 。 决 定 下一届会议由浙江工程学院承办。 会 议 期 间 还 有 广 州 大 学 、 浙 江 工 程 学 院 、 河 北 工 业 大 学 、 哈 尔 滨 工 业 大 学 对 各 自 的 软 件 、 产 品 、 CAI 教学、研究作了介绍，引起与会人员的浓厚兴趣。 机械原

19、理必修内容和要求一、绪论 构件、机构、机器、机械； 什 么 是 机 构 分 析 、 机 构 综 合 （ 结 构 、 尺 度 、 动 力 综合）？机构的尺度综合分为哪些类型？ 什 么 是 机 构 综 合 的 准 点 法 及 其 结 构 误 差 ？ 减 小 结构误差的有效途径是什么？ 二、机构的结构分析 运动副、运动链、机构； 机械原理 7如何对运动副进行分类？ 机 构 的 自 由 度 、 机 构 具 有 确 定 运 动 的 条 件 、 局 部自由度、复合铰利链、虚约束； 杆组、机构及其分类的方法。 高副低代及其条件、方法。 三、平面机构的运动分析 II 级 机 构 的 运 动 分 析 :画 出

20、矢 量 多 边 形 ?列 出 矢 量 方 程 ?写 出 坐 标 方 程 ?对 时 间 求 导 得 速 度 、 加 速 度 方 程?能用坐标转动法求角速度、角加速度。 速 度 瞬 心 ： 定 义 、 相 对 瞬 心 、 绝 对 瞬 心 、 三 心 定 理；应用。 四、机构的力分析 机 构 的 力 分 析 的 目 的 、 什 么 是 平 衡 力 、 力 分 析 的静定条件、摩擦角、摩擦圆的概念； 能对 II 级组熟练地写出力平衡方程及其对应的 矩阵式；能对简单受力的机构进行力分析求解； 什 么 是 机 械 效 率 、 写 出 其 表 达 式 ； 什 么 是 机 械 自 锁 、 写 出 其 表 达

21、式 ； 对 简 单 受 力 的 机 构 能 计 算 其 机 械 效率、分析其机械自锁。 五、机构的型综合 机械原理 8能 根 据 运 动 链 代 号 画 出 其 结 构 图 或 根 据 运 动 链结 构 图 写 出 其 代 号 ； 确 定 运 动 链 各 类 连 杆 、 计 算 其 机机械原理 9构的自由度；能由运动链变换机构。 六、平面连杆机构 有 曲 柄 条 件 、 低 副 运 动 的 可 逆 性 、 压 力 角 、 传 动角、极位夹角、行程速比系数； 位 移 矩 阵 ?平 动 矩 阵 、 转 动 矩 阵 ； QJ=DQ1的 意 义 ； 用 位 移 矩 阵 法 求 转 动 构 件 和 移

22、动 构 件 运 动 副 坐标时各采用什么约束条件？ 机 构 综 合 的 代 数 式 法 ： 能 理 解 、 运 用 公 式 对 简 单 机构进行设计。 七、优化方法及机构优化设计 目 标 函 数 、 设 计 变 量 、 约 束 条 件 、 设 计 点 、 设 计空 间 、 最 优 点 、 最 优 值 、 最 优 解 、 可 行 区 、 数 学 模 型 等 概 念 ； 搜 索 迭 代 的 一 般 格 式 式 ， 复 合 形 法 或 随 机 法 的搜索方向的计算方法； 能 根 据 机 构 的 简 单 设 计 要 求 写 出 优 化 设 计 的 数 学模型表达式。 八、凸轮机构 什 么 是 凸 轮

23、机 构 ？ 按 从 动 件 型 式 、 凸 轮 的 形 状 如何对凸轮机构进行分类？ 凸 轮 机 构 从 动 件 的 常 用 运 动 规 律 中 的 等 速 、 等 加速 等 减 速 、 正 弦 加 速 、 余 弦 加 速 等 运 动 规 律 的 动 力 性 能各有什么特点？ 机械原理 10能 根 据 公 式 计 算 凸 轮 实 际 廓 线 上 点 的 坐 标 值 。 能 根据公式分析压力角、 基圆半径、 偏距方位间的关系； 如 何 建 立 平 底 从 动 件 凸 轮 机 构 的 凸 轮 廓 线 点 的 坐 标 方程及平底尺寸的计算式。 九、直齿圆柱齿轮机构 渐 开 线 的 形 成 、 特 性

24、 及 渐 开 线 方 程 ； 什 么 是 分 度圆 、 节 圆 ？ 齿 轮 传 动 的 节 点 有 什 么 运 动 特 性 ？ 什 么 是 压 力 角 、 啮 合 角 ？ 能 写 出 齿 顶 高 和 齿 根 高 的 一 般 计 算 公式，并解释其中各符号的意义及计算方法。 什 么 是 齿 廓 啮 合 基 本 定 律 ？ 什 么 是 齿 轮 传 动 的 可分性、重合度？ 什 么 是 标 准 齿 轮 、 正 变 位 齿 轮 、 负 变 位 齿 轮 、 零 变 位 非 标 准 齿 轮 ？ 什 么 是 正 传 动 、 负 传 动 、 等 变 位 齿 轮传动？它们的啮合参数各有什么特点？ 什 么 是 齿

25、 轮 的 根 切 ？ 什 么 是 最 少 齿 数 、 最 小 变 位 系数？判断齿轮是否根切的条件是什么？ 能 根 据 给 出 的 公 式 计 算 齿 轮 的 几 何 尺 寸 ， 进 行 齿 轮传动设计。 十、其它齿轮机传动 斜 齿 圆 柱 齿 轮 的 哪 个 面 的 参 数 为 标 准 参 数 ?斜 齿圆 柱 齿 轮 传 动 的 哪 个 面 的 计 算 公 式 与 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 相 当 ?斜 齿 与 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 比 较 有 什 么 优 缺机械原理 11点?什么是斜齿圆柱齿轮的当量齿轮、当量齿数？ 蜗 轮 蜗 杆 传 动 的 传 动 特 点 是 什 么 ？

26、 什 么 是 蜗 轮蜗 杆 传 动 的 主 截 面 ， 其 齿 形 有 什 么 特 点 ？ 设 计 蜗 轮 蜗 杆 的 尺 寸 时 为 什 么 要 提 出 蜗 杆 直 径 系 数 ？ 圆 锥 齿 轮 传 动 用 于 何 种 运 动 传 递 ？ 什 么 是 圆 锥 齿 轮 的 背 锥 、 当 量齿轮、当量齿数？ 十一、齿轮系 什么是平面定轴轮系、 空间定轴轮系、 周转轮系、行 星 轮 系 、 差 动 轮 系 、 复 合 轮 系 ？ 什 么 是 周 转 轮 系 的 转 化 机 构 ？ 如 何 列 出 转 化 机 构 的 速 比 公 式 、 其 速 比 特 性是什么？能对复合轮系进行速比计算。 十三

27、、机械运转及调速 什 么 是 机 器 的 等 效 量 、 等 效 动 力 学 模 型 ？ 求 解 等效量的原理是什么？ 飞 轮 的 作 用 是 什 么 ？ 它 适 用 于 哪 种 运 转 类 型 的机器？ 什 么 是 周 期 性 运 转 机 器 的 最 大 盈 亏 功 ？ 能 根 据 给出的图形计算飞轮转动惯量。 十四、机械的平衡 什 么 是 刚 性 转 子 的 静 平 衡 、 动 平 衡 ？ 各 需 几 个 平机械原理 12衡面？平衡条件是什么？ 能进行刚性转子的动平衡计算。 机械原理 13第一章概论第一节 本课程的研究内容 什么是机器、机构？ 机器的三特征： 由一系列的运动单元体所组成。

28、各运动单元体之间都具有确定的相对运动。 能 转 换 机 械 能 或 完 成 有 用 的 机 械 功 以 代 替 或 减轻人们的劳动。 具有以上 1、2 两个特征的实体称为机构。 构 件 由 一 个 或 多 个 零 件 连 接 而 成 的 运 动 单元体。 零件机器中的制造单元体。 第二节 机构的分析与综合及其方法 机 构 分 析 ： 对 已 知 机 构 的 结 构 和 各 种 特 性 进 行 分 析。 机 构 综 合 ： 根 据 工 艺 要 求 来 确 定 机 构 的 结 构 形 式、尺寸参数及某些动力学参数。 机构综合的内容: 1、机构的结构综合 2、机构的尺度综合 3、机构的动力学综合。

29、机械原理 14机构的结构综合：主要研究机构的组成规律。 机械原理 15机 构 的 尺 度 综 合 （ 或 运 动 学 综 合 ） ： 研 究 已 知 机 构 如 何 按 给 定 的 运 动 要 求 确 定 其 尺 寸 参 数 .概 括 为 四 类： 刚 体 导 引 ： 当 机 构 的 原 动 件 做 简 单 运 动 时 ， 要 求刚体连续地变换其位置。 函 数 变 换 ： 使 机 构 某 从 动 件 的 运 动 参 数 为 原 动 件运动参数的给定函数。 轨 迹 复 演 ： 使 连 杆 上 某 点 的 轨 迹 能 近 似 地 与 给 定曲线复合。 瞬 时 运 动 量 约 束 ： 按 构 件 在

30、 某 些 特 定 位 置 时 的 运动量来设计机构的结构参数。 准点符合预定条件的几个位置。 只 要 求 几 个 位 置 处 符 合 给 定 条 件 的 机 构 综 合 方法称为准点法。 减小结构误差的途径是：合理确定准点的分布。可按契比谢夫零值公式配置准点。 第三节 学习本课的方法 1、注意基本理论与基本方法之间的联系 2、用工程观点学习理论与基本方法 3、注意加强感性认识和实践性环节 第二章机构的结构分析机械原理 16第一节 概述 机械原理 17构成机构的基本要素构件运动副运动链 运 动 副 ： 两 构 件 间 直 接 接 触 且 能 产 生 某 些 相 对 运动的联接称为运动副。 约束对

31、构件间运动的限制。 运动副元素运动副参加接触的部分。 平面机构中只有级副和级副。（为什么？） 低副副元素为面接触（如移动副、转动副）； 高副-副元素为点（线）接触。 运动链构件由运动副连接而成的系统。 机 构 选 定 机 架 ， 给 相 应 的 原 动 件 ， 其 余 构 件 作确定运动的运动链。 第二节 平面机构自由度 机 构 自 由 度 机 构 具 有 确 定 运 动 所 必 须 的 独立运动参数的数目。 高副提供一个约束，低副提供两个约束。 机 构 的 自 由 度 为 ： F=3n-（2 pl+ph） 。 （ 各 符 号 的意义） 机 构 具 有 确 定 运 动 的 条 件 1,F 0；

32、 2,F=原 动 件 数。 （ F 原 动 件 数 、 F原 动 件 数 时 会 出 现 什 么 情 机械原理 18况？） 主动件机构中传入驱动力（矩）的构件。 机械原理 19原 动 件 运 动 规 律 已 知 的 构 件 。 其 余 的 活 动 构 件统称从动件。 输出构件输出运动或动力的从动件 复 合 铰 链 两 个 以 上 的 构 件 构 成 的 同 轴 线 的转动副，其转动副个数等于构件数减 1。 局部自由度与机构整体运动无关的自由度。 虚约束对运动不起实际限制作用的约束。 第三节机构的组成 F=0 的不可再拆分的最简单的运动链基本杆 组。 机 构 的 组 成 原 理 由 若 干 基

33、本 杆 组 依 次 连 接 到原动件和机架上构成机构。 n=2；pl=3,级组。 n=4； pl=6,且具有一个含三个低副的中心构件的基本组级组。 n=4； pl=6,不含三个低副的中心构件的基本组级组。 机 构 的 级 别 是 以 其 中 含 有 的 杆 组 的 最 高 级 别 确 定的。 机构拆组的一般原则 机械原理 201、除掉虚约束和局部自由度，高副低代； 2、从远离原动件开始拆组,先级后级； 机械原理 213、杆与其上运动副一并拆下； 4、 剩 余 部 分 必 为 一 机 构 ， 最 后 为 机 架 、 原 动 件 . 第四节 平面机构的高副低代 高副低代将机构中的高副用低副代替。

34、高副低代的替代条件： 1、机构的自由度不变； 2、高副 C 用具有两个铰链的构件代替，铰链的 中 心 分 别 位 于 高 副 接 触 点 的 曲 率 中 心 处 且 与 高 副 元 素的所属构件相连。 机 构 在 不 同 位 置 其 低 副 替 代 机 构 也 不 同 高 副低代的瞬时性。 第三章平面机构的运动分析第一节 概述 第二节 级机构的运动分析 运动分析的步骤： 建 立 机 构 的 位 置 方 程 式 ； 位 置 方 程 式 对 时 间 t 求导一次、两次得速度方程式、加速度方程。 一、铰链四杆机构的运动分析 将 坐 标 逆 时 针 方 向 旋 转 求 构 件 的 角 速 度 、 角

35、加 速度 二、曲柄滑块机构的运动分析 导 路 平 行 坐 标 轴 线 时 不 可 用 坐 标 旋 转 法 （ 为 什机械原理 22么？） 三、导杆机构的运动分析 第七节 速度瞬心及其位置确定 瞬 心 作 一 般 平 面 运 动 的 两 构 件 上 的 瞬 时 等 速重合点或瞬时相对速度为零的重合点。 绝对瞬心重合点的绝对速度为零. 相对瞬心重合点的绝对速度不为零。 k=N(N-1)/2k瞬心的数目； N机构的总构件数。 三 心 定 理 彼 此 作 平 面 运 动 的 三 个 构 件 有 三 个速度瞬心，它们位于同一条直线上。 第四章机构的力分析第一节 概述 机构的静力分析不计惯性力的机构力分析

36、。 机构的动力分析考虑惯性力的机构力分析。 如 将 惯 性 力 视 为 一 般 外 力 加 于 产 生 该 惯 性 力 的构件上，该机械视为处于静力平衡状态。 驱 动 力 凡 是 驱 使 机 械 产 生 运 动 的 力 。 阻 抗 力凡是阻止机械产生运动的力。 平 衡 力 与 作 用 在 机 械 上 的 已 知 外 力 相 平 衡机械原理 23的未知外力。 机构力分析的目的: 机械原理 24求运动副反力； 计算平衡力（矩）. 第二节 运动副反力及构件组静定条件 不论是否楔形滑块，R21 和 N21 之间的夹角可表示为 jv 楔 面 接 触 较 平 面 接 触 时 所 产 生 的 摩 擦 力 大

37、 。 （为 什么？） 摩擦圆以 r 为半径圆。 （r=rf） 对轴颈的总反力将始终切于摩擦圆。 （为什么？） 静 定 条 件 所 有 未 知 外 力 都 可 以 用 静 力 学 的 方法确定出来的条件。 其 条 件 为 ： 3n=2p。 所 有 的 基 本 杆 组 都 是 静 定 杆组。 第三节 不考虑摩擦的机构力分析 一、矩阵法 RRR级组的力分析 RPR级组的力分析 可 以 直 接 确 定 移 动 副 反 力 的 方 向 ， 不 必 按 X、Y 分解 二、机构力分析的等功率法 机 构 处 于 平 衡 状 态 时 ， 作 用 于 机 构 上 的 所 有 外 力机械原理 25的瞬时功率之和为零

38、。 机械原理 26用于只求平衡力（力矩）情况的简便方法 三、首解运动副法 “ 首 解 运 动 副 ”两 构 件 相 连 的 “内 运 动 副 ”,且构件上的所有外载荷均为已知。 两 构 件 分 别 对 外 运 动 副 中 心 求 矩 可 导 出 “首 解 运动副”反力的求解式。 四、直接求解法 应用有关二力杆和三力汇交的理论，直接求解。 第四节 考虑摩擦的机构力分析 第五节 机械效率与机械自锁 一、机械的效率 机械正常运转时 Wd=Wr+Wf 机械效率 h表示输入功在机械中有效利用的程 度。 h=Wr/Wd=1-Wf/Wd=Pr/Pd=F0/F=M0/M。 （各符号的 意义） （Wf 不 可 能 为 零 ， 故 h12)为提高机械效率应尽 量减小机械中的损耗。 理 想 机 械 不 存 在 摩 擦 和 损 耗 的 机 械 。 其 效 率 h0=1。 机械原理 27h=理想驱动力 F0（M0）与实际驱动力 F（M）之 比。