1、 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 1 咨询专线：010-62682299 哈尔滨工业大学 839机械设计基础 （强化课程内部讲义） 海文考研专业课教研中心 http:/ 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 2 咨询专线：010-62682299 目录 第一部分 序言 . 1 考研专业课复习计划安排 . 2 第二部分 哈尔滨工业大学机械设计基础初试科目深度解析 3 第三部分 初试
2、科目各章节知识点深度剖析 . 9 第一本书机械原理 . 9 第一章 机构的结构分析 . 10 1.1 本章知识点串讲 . 10 1.2 本章重难点总结 10 1.3 本章典型题库 . 17 第二章 平面连杆机构的分析与设计 . 22 2.1 本章知识点串讲 . 22 2.2本章重难点总结 . 22 2.3 本章典型题库 . 36 第三章 凸轮机构与设计 . 48 3.1 本章知识点串讲 48 3.2 本章重难点总结 48 3.3本章典型题库 . 62 第四章 齿轮机构设计 . 64 4.1 本章知识点串讲 . 64 4.2 本章重难点总结 . 65 4.3本章典型题库 . 78 第五章 轮系及
3、传动比计算 . 94 5.1本章知识点串讲 . 94 5.2 本章重难点总结 . 94 5.3 本章典型题库 . 101 第六章 其它常用机构 114 6.1本章知识点串讲 114 6.2 本章重难点总结 114 第七章 机械的运转及其速度波动的调节 119 7.1 本章知识点串讲 119 7.2 本章重难点总结 119 7.3 本章典型题库 . 129 第八章 机械的平衡 . 136 8.1本章知识点串讲 . 136 8.2本章重难点总结 . 136 8.3本章典型题库 . 149 第二本书机械设计 . 155 第一章 螺纹连接 . 156 1.1 本章知识点串讲 . 156 1.2 本章重
4、难点总结 156 1.3 本章典型题库 . 175 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 3 咨询专线：010-62682299 第二章 带传动 . 180 2.1 本章知识点串讲 . 180 2.2 本章重难点总结 . 180 2.3 本章典型题库 . 187 第三章 齿轮传动和蜗杆传动 . 191 3.1 本章知识点串讲 191 3.2 本章重难点总结 191 3.3 本章典型题库 . 208 第四章 轴及轴毂连接 . 212 4.1 本章知识点串讲 . 212 4.2 本章重难点总结
5、 . 212 4.3 本章典型题库 . 222 第五章 滚动轴承 . 225 5.1本章知识点串讲 . 225 5.2 本章重难点总结 . 225 5.3 本章典型题库 . 236 第六章 摩擦学基本知识和滑动轴承 . 241 6.1本章知识点串讲 . 241 6.2 本章重难点总结 . 241 7.3 本章典型题库 . 251 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 1 咨询专线：010-62682299 第一部分 序言 为了更好的发挥本强化课程（含核心考点及真题精讲，以下简称“强化” ）
6、讲义和配套的强化课程对 专业课复习的指导作用，提高考研同学专业课的复习效率，请认真阅读以下三点说明： 一、非统考专业课命题的总体特征 统考专业课有教育部统一颁发的考试大纲 ，但非统考专业课教育部没有制定相应科目的考试大纲， 是不是说非统考专业课的命题就没有可参考的官方权威依据了呢？不是，根据教育部关于招收攻读硕士 学位研究生统一入学考试初试自命题工作的指导意见（试行） ，该指导意见中对非统考专业课命题工 作做了非常细致的要求，是我们解析非统考专业课命题原则的政策依据。 下面，我们解读其中和考研专业课命题和考试最为相关的内容，以飨考生。 意见中指出，专业课的考试内容“应结合大学本科和硕士研究生培
7、养目标确定，以进入研究生学 习必备的专业基础知识、基本理论和基本技能为考查重点，突出考查分析问题及解决问题的能力。各考试 科目应涵盖三门以上本科阶段主干专业基础课程” 。 由此可见，非统考专业课的考查范围既涉及学科的基础知识、基本理论和技能，更突出考查学生的分 析问题及解决问题的能力。这样设计考试内容的目的，该意见中明确表明是为了“使本学科专业的优 秀本科毕业生获得及格或及格以上的成绩” ，也就是为了保证研究生选拔的质量。 因而，在试卷结构设计上，为了拉开区分度，试卷结构会按照学科专业特点，设计多种题型、一定比 例的题量和不同层级的难度。对考生来说，需要明确知道该科目考试的题型种类、题量比例、
8、各题型做题 时间分配比例。此外，更为重要的，从学科知识点上来说，考生更需要掌握学科知识的基本点、重点、难 点、高频考点，以及实际解决问题的综合能力。 二、如何高效发挥强化课程的指导作用 经过基础阶段专业课的学习，考生应该对考研的基本信息有了比较清楚的认识，更重要的是，考生对 专业课各科目的原理、公式、概念等学科核心基础知识应该有了一定程度的记忆、理解和掌握。并且，也 已经厘清学科各章节知识点之间的逻辑脉络，建立起了系统、整体性的学科结构和知识框架脉络。换言之， 只有考生在趋近或部分超过该水平的状态下，强化课程才能发挥更好的指导作用。 如何最高效发挥强化课程的指导作用？这就需要考生明确的是，该强
9、化课程、讲义和手头其他复习材 料只能作为强化指导材料，核心研读的学习材料依旧是研招单位指定或默认的参考书、真题，只有通过多 遍研读教材，结合强化课程的讲授，才能构建起完整的专业课知识体系，透彻理解专业课的内在知识逻辑 结构，并在精细研究历年真题之后，对重要的知识点达到理解、记忆、掌握和应用，这样，才能真正达到 考研强化复习的目的，最终达到目标院校目标专业硕士研究生入学考试的水平和选拔标准。 三、强化课程授课内容与功能概述 承继专业课基础阶段的学习与逻辑，强化课程授课内容从总体上来说，是以历年真题和硕士点内部政 策体现出来的专业课命题趋势、特点和考测逻辑为脉络，分级解析学科重点、难点和高频考点，
10、并通过真 题和典型题目详解使考生从重难点知识掌握到答题技巧得以全面强化，帮助考生高效构建应试系统框架和 提升应试能力。 为达到以上功能，该强化课程首先对目标院校及目标专业的初试科目进行深度解析，梳理出有效复习 与考核范围；第二，对考生在强化阶段专业课的复习提供了指导意见，结合公共课的复习状态，从专业课 的学习内容到学习进程管理，都提出了合理的学习规划方案；第三，通过初试科目各章节知识点深度剖析、 重难点总结和典型题练习，梳理出了学科相应的重点、难点、常考知识点，并通过配套练习，帮助考生全 面构建、理解、掌握和运用专业课的知识体系和逻辑结构。第四，通过对真题的回顾、练习、比较、解析， 以及将真题
11、中考察的知识点回归至教材的分析中，我们可以得出真题的题型结构、题量比例、考查知识点 出处、频次、考查知识点难度分级等对考生至关重要的复习备考指导信息。 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 2 咨询专线：010-62682299 考研专业课复习计划安排 万学海文专业课标准课程，是基于科学的推理、先进的教学技术和 20 年来实践经验总结的结果，不 论是其课程结构设置、教学资源研发还是考研信息沉淀，都完全是以考生“学习需求”为导向，即“为什 么学” 、 “怎么学” 、 “学什么”三个问题来展开
12、形成的考研专业课标准课程结构，依次为专业课基础课程、 强化课程、真题精讲课程和冲刺课程。 专业课标准课程中的基础讲义，整体包括八部分内容，如专业内涵介绍、就业分析、报录比、分数线、 复习资料、真题剖析、参考书目对应的重点知识点分析以及每章节基础阶段的知识点讲解等。该部分帮助 考生了解目标院校目标专业相关内部信息之外，同时也明确告知，基础阶段考生的复习内容和所要完成的 任务，在此基础上，强化讲义将下发给各位考生。 专业课标准课程中的强化讲义，整体包括五部分内容，如最新招生简章&招生目录&参考书目的变化， 此阶段复习计划，各章节知识点剖析以及真题和真题答案。该阶段是考生专业课是否能得高分的关键时间
13、 段，不论是其复习方法、复习资料还是复习时间安排，都尤为关键，下面将给各位考生提出如下复习建议， 希望同学能在此基础上，结合第四部分内容，圆满完成强化阶段的复习。 首先，同学们应该严格按照学校公布的考试大纲，把每一个知识点都过一下，教材一定要用官方指定 的，这一点很重要!第一轮的复习一定要注意全面，大纲上的每个知识点都要看到。哈工大机电学院初试考 机械原理和机械设计，用的教材都是工大自己编的，是很不错的，工大的教材有他自己的风格，这和工大 的校训有关，从教材中你可以感觉到工大人的严谨和专注。第一遍的复习要采取抓住重点，逐个攻破的方 法，具体说就是先把历年真题考到的知识点全部找出来，列一张表，按
14、年份排好队，这样哪个知识点在哪 一年考过，一共考了多少次就一目了然了，当然了考的多的知识点就是重点了，对于那些每年都考的，就 得特别当心了。接下来就是逐个击破，专门抽出一整块时间，专心的研究一个知识点，一定要研究透了， 把所有的问题方方面面全考虑到。每个章对应一个知识点，一定要自己写总结把学到的东西归类整理。 另外，专门针对考研的辅导教材有机械原理试题精选与答题技巧 （焦映厚主编） 、 机械设计试题 精选与答题技巧 （姜洪源主编） ，都是很有参考价值的教材，建议人手一本。 时间安排 预期完成任务 配合教材 备注 2012.72012.9 基础知识复习 课本 辅导教材 强化班讲义 对照大纲， 全
15、面掌握每一 个知识点，并做笔记 2012.102012.11 真题精解，强化知识点 真题 讲义 课本 辅导教材 逐个题目解析，触类旁 通；做笔记 2012.12考试 查缺补漏，最后冲刺 真题 笔记 教材 心态平和，准备迎战 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 3 咨询专线：010-62682299 第二部分 哈尔滨工业大学机械设计基础初试科 目深度解析 2.1 哈尔滨工业大学机械设计基础初试参考书分析 年份 初试科 目代码 初试科目名称 参考书目 作者、出版社、出版年份 是否招生 简章指
16、定 2011 839 机械设计基础 机械原理 王知行, 邓宗全； 高等教育出 版社；2006；第 2 版 是 机械原理 孙桓，陈作模；高等教育出版 社；2006；第7 版 是 机械设计 王黎钦，陈铁鸣；哈尔滨工业 大学出版社；2010；第5 版 是 机械设计 濮良贵, 纪铭刚； 高等教育出 版社；2006；第 7 版 是 2012 839 机械设计基础 机械原理 王知行, 邓宗全； 高等教育出 版社；2006；第 2 版 是 机械原理 孙桓，陈作模；高等教育出版 社；2006；第7 版 是 机械设计 王黎钦，陈铁鸣；哈尔滨工业 大学出版社；2010；第5 版 是 机械设计 濮良贵, 纪铭刚；
17、高等教育出 版社；2006；第 7 版 是 由上表得知， 2012 相对 2011 没有任何变化，而 2013 年考试大纲至今还没有出来，根据往年资料可知 工大专业课考试大纲每年变化不大，可能会有些许略微改动，建议同学按照往年大纲复习即可。 2.2 哈尔滨工业大学机械设计基础初试参考书知识点分析 初试专业课机械设计基础总共包括_2_本书，共 150 分，第 1 本书包括_8_章，占 70 分；第 2 本 书包括_6_章，占 80 分。 1、 第 1 本书机械原理 ：70 分 章节 章节名称 重点 难点 必考点 考试题型 分值 第 1 章 机构的结构分析 分析计算 10 第 2 章 平面连杆机构
18、分析与设计 分析计算 13 第 3 章 凸轮机构及其设计 分析计算 10 第 4 章 齿轮机构设计 分析计算 11 第 5 章 轮系传动比计算 分析计算 11 第 6 章 其它常用机构 填空 3 第 7 章 机械的运转及其速度波动的调节 分析计算 2 11 第 8 章 机械的平衡 填空、 计算 2 11 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 4 咨询专线：010-62682299 2、第 2 本书机械设计 ：80 分 章节 章节名称 重点 难点 必考点 考试题型 分值 第 1 章 螺纹连接
19、 分析计算 15 第 2 章 带传动 填空、简答 8 第 3 章 齿轮传动和蜗轮传动 填空、简 答、计算 22 第 4 章 轴及轴毂连接 填空、结构 设计 20 第 5 章 滚动轴承 填空、简 答、计算 16 第 6 章 摩擦学基本知识和滑动轴承 填空、结构 设计 5 2.3 哈尔滨工业大学机械设计基础初试参考书重难点汇总分析（大纲） 序 号 难易程度 （最大为） 1 机构的结构分析 机构的组成要素 2 机构自由度的计算及其意义 3 机构具有确定运动的条件 4 平面机构的组成原理 5 平面连杆机构分析与 设计 平面机构速度分析的速度瞬心法 6 运动副中的摩擦、机械效率的计算、机械的自锁 7 平
20、面机构的受力分析 8 平面四杆机构的基本形式、演化及其基本知识 9 平面四杆机构的设计 10 凸轮机构及其设计 从动件运动规律的选择和凸轮轮廓的设计原理 11 尖顶、滚子直动从动件盘形凸轮设计 12 尖顶、滚子摆动从动件盘形凸轮设计 13 平底直动从动件盘形凸轮设计 14 盘形凸轮基本尺寸的确定 15 齿轮机构设计 齿廓啮合基本定律、共轭齿廓的形成、渐开线的性质 16 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 17 渐开线齿廓的加工原理、根切与变位 18 一对渐开线齿轮的啮合传动 19 斜齿圆柱齿轮传动的基本参数与几何尺寸的计算 20 轮系传动比计算 轮系传动比的计算 21 行星轮系各轮齿数
21、和行星轮数目的确定 22 其它常用机构 棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、万向铰链机 构的特点与应用 23 机械的运转及其速度 波动的调节 机械系统等效动力学模型的建立， 24 机械周期性速度波动的调节 25 机械的平衡 刚性转子的静平衡、动平衡的计算与试验 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 5 咨询专线：010-62682299 26 螺纹连接 螺纹及螺纹连接的基本知识 27 螺栓连接的预紧与防松 28 单个螺栓连接的强度计算 29 螺栓组连接结构设计 30 螺栓连接的受力分析 3
22、1 提高螺栓组连接强度的措施 32 带传动 带传动的类型、工作原理、特点及应用 33 普通 V带与 V带轮的规格和基本尺寸 34 带传动的理论基础（包括带传动的几何尺寸、受力分 析、应力分析、弹性滑动与打滑） 35 带传动的失效形式及设计准则 36 普通 V带传动的设计 37 齿轮传动（以圆柱齿 轮传动为重点） 齿轮传动的失效形式和设计准则 38 齿轮常用材料及热处理方式 39 齿轮传动的计算载荷 40 齿轮传动的受力分析 41 齿轮传动的承载能力计算（包括齿面接触疲劳强度计 算和齿根弯曲疲劳强度计算） 42 圆柱齿轮传动的设计（包括主要参数的选择与确定、 几何尺寸计算与结构设计） 43 圆锥
23、齿轮传动和蜗杆传动的受力分析 44 轴的分类及其受力、应力分析 45 轴的材料 46 轴及轴毂连接 轴径的初算 47 轴的结构设计 48 轴的弯扭联合强度计算 49 轴毂连接（重点是普通平键连接） 50 滚动轴承 滚动轴承的构造、类型、特点及其类型选择 51 滚动轴承的代号（重点是基本代号） 52 滚动轴承的失效形式及设计准则 53 滚动轴承承载能力的校核计算 54 滚动轴承部件的结构设计 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 6 咨询专线：010-62682299 55 摩擦学基本知识
24、和滑动轴承 摩擦和磨损的分类、机理、特性及其影响因素 56 液体动压润滑的基本原理及液体动压径向滑动轴承的 工作原理 57 润滑剂的种类、要性能指标及其影响因素 58 滑动轴承的结构、类型、特点 59 轴瓦材料与结构 60 非液体摩擦滑动轴承的计算等 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 7 咨询专线：010-62682299 附：2012年硕士研究生入学考试大纲 考试科目名称：机械设计基础 考试科目代码：839 一、考试要求： 要求考生系统深入地掌握机械原理和机械设计的基本知识、基本理论
25、和基本设计计算方法，并且能灵活运 用。重点考察分析与解决常用机构、通用机械零部件和简单机械装置设计问题的能力。 二、考试内容 1）机械原理部分 a）机构的结构分析 机构的组成要素，机构自由度的计算，机构自由度的意义及机构具有确定运动的条件，平面机构的组 成原理。 b）平面连杆机构分析与设计 平面机构速度分析的速度瞬心法，运动副中的摩擦、机械效率的计算、机械的自锁，平面机构的受力分析， 平面四杆机构的基本形式、演化及其基本知识，平面四杆机构的设计。 c）凸轮机构及其设计 从动件运动规律的选择和凸轮轮廓的设计原理，尖顶、滚子直动从动件盘形凸轮设计，尖顶、滚子摆 动从动件盘形凸轮设计，平底直动从动件
26、盘形凸轮设计，盘形凸轮基本尺寸的确定。 d）齿轮机构设计及轮系传动比计算 齿廓啮合基本定律、共轭齿廓的形成、渐开线的性质，渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计 算，渐开线齿廓的加工原理、根切与变位，一对渐开线齿轮的啮合传动；斜齿圆柱齿轮传动的基本参数与 几何尺寸的计算；轮系传动比的计算，行星轮系各轮齿数和行星轮数目的确定。 e）其它常用机构 棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、万向铰链机构的特点与应用。 f）机械的运转及其速度波动的调节 机械系统等效动力学模型的建立，机械周期性速度波动的调节。 g）机械的平衡 刚性转子的静平衡、动平衡的计算与试验。 2）机械设计部分 a）螺纹连接 螺纹及螺
27、纹连接的基本知识，螺栓连接的预紧与防松，单个螺栓连接的强度计算，螺栓组连接结构设计， 螺栓连接的受力分析，提高螺栓组连接强度的措施。 b）带传动 带传动的类型、工作原理、特点及应用，普通 V 带与 V 带轮的规格和基本尺寸，带传动的理论基础（包 括带传动的几何尺寸、受力分析、应力分析、弹性滑动与打滑） ，带传动的失效形式及设计准则，普通 V 带传动的设计。 c）齿轮传动（以圆柱齿轮传动为重点） 齿轮传动的失效形式和设计准则，齿轮常用材料及热处理方式，齿轮传动的计算载荷，齿轮传动的受力分 析，齿轮传动的承载能力计算（包括齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算） ，圆柱齿轮传动的 设计（包括主
28、要参数的选择与确定、几何尺寸计算与结构设计） ；圆锥齿轮传动和蜗杆传动的受力分析。 d）轴及轴毂连接 轴的分类及其受力、应力分析，轴的材料，轴径的初算，轴的结构设计，轴的弯扭联合强度计算，轴毂连 接（重点是普通平键连接） 。 e）滚动轴承 滚动轴承的构造、类型、特点及其类型选择，滚动轴承的代号（重点是基本代号） ，滚动轴承的失效形式 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 8 咨询专线：010-62682299 及设计准则，滚动轴承承载能力的校核计算，滚动轴承部件的结构设计。 f）摩擦学基本
29、知识和滑动轴承 摩擦和磨损的分类、机理、特性及其影响因素；液体动压润滑的基本原理及液体动压径向滑动轴承的工作 原理；润滑剂的种类，主要性能指标及其影响因素；滑动轴承的结构、类型、特点；轴瓦材料与结构；非 液体摩擦滑动轴承的计算等。 填空（10） 、简答（20） ：V带设计、轴承承载、轴的类型、轴毂连接、螺纹连接、齿轮设计等。 设计计算（30） ：螺纹连接受力分析；轴、齿轮、轴承受力分析。 结构设计（20） ：轴系改错、画螺纹连接图（或改错） 、轴承结构图、齿轮定位等。 三、试卷结构 a)考试时间:180 分钟，满分 150 分(机械原理部分 70 分、机械设计部分 80 分) b)题型结构：填
30、空题 20 分、简答题 20 分、分析计算题 90 分、结构设计题 20 分 四、参考书目 王知行, 邓宗全主编. 机械原理，第 2版. 北京: 高等教育出版社, 2006 孙桓等主编. 机械原理, 第 7 版. 北京: 高等教育出版社, 2006 王黎钦，陈铁鸣主编. 机械设计，第 5 版. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2010 濮良贵, 纪铭刚主编. 机械设计, 第 7 版. 北京: 高等教育出版社, 2006 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 9 咨询专线：010-6268
31、2299 第三部分 初试科目各章节知识点深度剖析 第一本书机械原理 本书总计包括 8 个章节，占 70 分，其中重点章节是齿轮机构设计及轮系传动比计算、机构的结构分析、 平面四杆机构分析与设计、机械的运转及其速度波动调节、机械的平衡等。该部分内容各个章节比较独立、 联系不是很大，可以分开来学习掌握，各个击破，重点放在机构设计计算上，需要记忆的的东西不多，但 要学好这部分内容需要很强的抽象思维能力，能够理解各个机构运转的方式及其配合关系。 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 10 咨询专线
32、：010-62682299 第一章 机构的结构分析 本章节包括 5 个知识点：机构的组成要素，机构自由度的计算，机构自由度的意义及机构具有确定运 动的条件，平面机构的组成原理。 ，其中必须掌握的知识点是自由度的计算及机构具有确定运动的条件。 在复习过程中，首先要根据大纲要求了解知识点，熟悉教材内容（知识点、例题） ；然后根据本课程 讲义，重点掌握相应内容；最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、易错点到布置作业， 完成相应知识点的掌握过程。 1.1 本章知识点串讲 【知识点 1】机构的组成要素 【知识点 2】机构自由度的计算 【知识点 3】机构自由度的意义 【知识点 4】具有确定运动
33、的条件 【知识点 5】平面机构的组成原理 基本要求 1 掌握组成机构的零件、构件、运动副、运动链及机构的基本概念和联系。掌握运动副的常用类型及特 点。 2 掌握常用机构构件和运动副的简图符号及机构运动简图的绘制方法。 3 掌握机构自由度的意义和机构具有确定运动的条件；掌握平面机构自由度的计算公式并正确识别出机 构中存在的复合铰链、局部自由度和虚约束，并作出正确处理。 4 掌握机构的组成原理和结构分析方法，重点掌握用基本杆组机构进行机构的结构分析。了解高副低代 的方法；会判断杆组、杆组的级别和机构的级别；学会根据机构组成原理，用基本杆组、原动件和机 架创新构思新机构的方法；学会将级、 级机构分解
34、为机架、原动件和若干基本杆组的方法。 1.2 本章重难点总结 1.2.1 重难点知识点汇总 （一） 、本章重点 本章的重点是有关机构组成中的构件、运动副、运动链及机构等概念；机构具有确定运动的条件，机 构运动简图的绘制和平面机构自由度的计算；机构的组成分析和机构的级别判别。 1机构组成的基本概念及机构具有确定运动的条件 零件：从制造的观点分析机械时，零件是组成机械的最小单元体。任何机械都由许多零件组合而成的。 如内燃机中的连杆由连杆体、连杆头、轴瓦、螺杆、螺母和轴套等零件组成。 内燃机中的连杆由连杆体、连杆头、轴瓦、螺栓、螺母和轴套等零件组成。 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中
35、国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 11 咨询专线：010-62682299 构件：从运动的观点分析机械时，构件是参加运动的最小单元体。构件可以是一个零件，也可以是由 多个零件组成的刚性系统。 为了使多个构件组成一个系统后相互之间具有确定的运动，构件与构件需要一种既直接接触又有相对 运动的联接，这种联接称为运动副。运动副可按其接触形式分为高副（即点或线接触的运动副）和低副（面 接触的运动副） 。 运动副：两构件直接接触所形成的可动联接。 运动副元素：两构件直接接触而构成运动副的点、线、面部分。 运动链是两个或两个以上构件通过运动副联接
36、而构成的相对可动的系统。如果运动链中构件构成首末 封闭的系统，则称为闭式链；否则，运动链的各构件未构成首末封闭的系统，称为开式链。 在运动链中，如果将某一个构件加以固定，而让另一个或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动 时，如果运动链中其余各构件都有确定的相对运动，则此运动链成为机构。 构件的自由度：构件所具有的独立运动的数目。两个构件构成运动副后，构件的某些独立运动受到限 制，这种限制称为约束。 机构的自由度是机构具有确定位置时所必须给定的独立运动参数数目。在机构中引入独立运动参数的 方式，通常是使其原动件按给定的某一运动规律运动，所以，可以认为机构的自由度数也就是机构应当具 有的原动件数
37、目。 机构的自由度、机构原动件的数目和机构的运动有着密切的关系：(1) 若机构自由度，则机 构不能动；(2) 若且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的，因此，机构具有确定运 动的条件是：机构的原动件数等于机构的自由度数；(3) 若0，而原动件数，而原动件数F，则构件间不能运动或产生破坏。 2机构运动简图的绘制 为了便于研究机构的运动，可以撇开构件、运动副的外形和具体构造，而只用简单的线条和符号代表 构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动情况。这样绘制出能够准确表达机构 运动特性的简明图形就称为机构运动简图。机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性，可以根据运
38、 动简图对机构进行运动分析和动力分析。 机构示意图：为了表明机械的组成状况和结构特征，不严格按比例绘制的简图。 表 4-2 中给出了绘制机构运动简图时一些常用的代表符号（摘自 GB4460-84） 。 轴与轴承间构成运动副，轴的外圆 柱面与轴承内孔为运动副元素。 凸轮与滚子间构成运动副，凸轮与滚子 接触部分为运动副元素。 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100% 考研专业课频道http:/ 12 咨询专线：010-62682299 表4-2 常用机构示意图代表符号 绘制机构运动简图时应注意的问题： (1) 必须搞清楚机械
39、的实际构造和运动情况。首先确定机构的原动件和执行件，两者之间为传动部份，由 此确定出组成机构的所有构件，然后确定构件间运动副的类型。 (2) 恰当地选择投影面。一般选择与多数构件的运动平面相平行的面为投影面，必要时也可以就机械的不 同部分选择两个或两个以上的投影面，然后展开到同一平面上。 (3) 做完上述准备工作之后， 便可选择适当的比例尺， 根据机构的运动尺寸定出各运动副之间的相对位置， 然后用规定的符号画出各类运动副，并将同一构件上的运动副符号用简单线条连接起来，这样便可绘制出 机构的运动简图。总之，绘制机构运动简图要以正确、简单、清晰为原则。 3机构自由度的计算 确定运动链中各构件相对于
40、其中某一构件的位置所需的独立参变量的数目称为运动链的自由度。 平面机构自由度的计算公式： F =3n2PLPH ( 4- 1) 式中 n机构中活动构件数目；PL机构中低副的数目； PH机构中高副的数目。 在计算机构自由度时，应特别注意处理好以下三种情况： 两运动构件形成的运动副 两构件之一为机架时所形成的运动副 转 动 副 移 动 副 构 件 二副元素构件 三副元素构件 多副元素构件 凸 轮 及 其 它 凸轮机构 棘轮机构 带传动 齿 轮 机 构 外齿轮 内齿轮 圆锥齿轮 蜗杆蜗轮 839 机械设计基础 海文专业课强化课程讲义 中国绝对第一的专业课辅导平台 专业课钻石卡高级辅导成功率趋近100
41、% 考研专业课频道http:/ 13 咨询专线：010-62682299 （1） 复合铰链 由两个以上构件在同一处构成的重合转动副称为复合铰链。解决问题的方法：若有 K个构件在同一处 组成复合铰链，则其构成的转动副数目应为（K-1）个。 （2）局部自由度 在一些机构中某些构件所产生的不影响整个机构运动的局部运动的自由度称为局部自由度。 局部自由度经常发生的场合：滑动摩擦变为滚动摩擦时添加的滚子；轴承中的滚珠。 解决的方法：计算机构自由度时，设想将滚子与安装滚子的构件固结在一起，视为一个构件。 （3）虚约束 在运动副所加的约束中，有些约束所起的限制作用可能是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为
42、 虚约束。计算机构自由度时，应在计算结果中加上虚约束数，或先将产生虚约束的构件和运动副去掉，然 后再进行计算。 （二） 、本章难点 本章难点是机构自由度计算中有关虚约束的识别和处理问题。 常见的虚约束有以下几种情况： 1. 当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合时，则只有一个移动副起约束作用，其余都是虚 约束； 2. 当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只有一个转动副起作用，其余转动副都是虚约束； 3. 如果机构中两活动构件上某两点的距离始终保持不变，此时若用具有两个转动副的附加构件来连接这 两个点，则将会引入一个虚约束；必须注意，为使两动点间的距离始终保保持不变，除要求它们具有相同 的轨迹之外，还必须有相同的运动规律。 4. 机构中对运动起重复限制作用的对称部分也往往会引入虚约束。 1.2.2 例题讲解 【例题 1】 如例 1-1 (a)图所示是牛头刨床设计方案草图。设计思路为：动力由曲柄 1 输入，通过滑块 2 使摆动导杆 3 作往复摆动，并带动滑枕 4 作往复移动，以达到刨削的目的。试问图示的构件组合是否能达 到此目的？ 如果不能，该如何修改？ 解题要点： （1）增加一个低副和一个活动构件；
