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1、机械原理考试大纲课1、绪论 济内容同济大学四平路机械原理的研究对象及基本概念3362 3039机械原理课程的内容及在教学中的地位、任务和作用正门对面机械原理学科的的发展趋势kaoyangj基本要求021-明确本课程的研究对象和内容。研明确本课程的地位、任务和作用。济对本学科的发展趋势有所了解。考重点、难点 网络督察本章重点是 “ 本课程研究的对象和内容” 。对零件、构件、机器、机构、机械等名词和概念要弄得很清楚，对机器与机构的特征和区别要清楚。比如：零件与构件的不同之处在于零件是机器有制造单元而构件是机器的运动单元，这些都应熟练掌握。正门2、平面机构的结构分析正门内容 同济研究机构结构的目的正
2、门对面运动副、运动链和机构021-平面机构运动简图kaoyantj 平面机构的组成原理和结构分析研基本要求336 26038能计算平面运动链的自由度并判断其具有确定运动的条件。共济能绘制机构运动简图。200092能进行机构的组成原理和结构分析。重点、难点何谓约束？约束数与自由度数的关系如何？平面低副（转动副和移动副）和高副各具有几个约束，其自由度为多少？平面机构自由度F= 。要注意式中n 为活动构件数而不是所有构件数，为平面低副数，为平面高副数。为使 F 计算正确，必须正确判断n、 、 的数目，因此要注意该机构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束等。对于复合铰链，只要注意到，计算运动副数目时不弄
3、错就行了；局部自由度常出现在有滚子的部分；而虚约束的出现较难掌握，应认真领会书中所列可能出现虚约束的几种情况。能正确分析机构的组成原理，平面连杆机构的高副低代，杆组级别判断。3、平面机构的运动分析内容研究机构运动分析的目的和方法用相对运动图解法求机构的速度和加速度用解析法机构的位置、速度和加速度基本要求能用图解法对机构进行运动分析。能用解析法对机构进行运动分析。重点、难点相对运动图解法（又称向量多边形法）为本章的重点内容。所讨论的问题有两类。一类是在同一构件上两点间的速度和加速度的关系；一类是组成移动副两构件的重合点间的速度和加速度的关系。这两类问题都可以通过建立矢量方程式，作速度多边形和加速
4、度多边形来解题。要注意一个矢量方程只能解两个未知数，若超过两个则要通过与其它点之间新的矢量方程式来联立求解。在解题时要充分利用速度、加速度影像原理，以期达到简捷、准确的目的。关于后一类问题，是否存在哥氏加速度是其中的关键，判断方法如下：1）两构件组成移动副，但只有相对移动，而无共同转动时，重合点间加速度关系中无哥氏加速度。2）若两构件组成移动副，即有相对移动又有共同转动时，重合点间加速度关系中必存在哥氏加速度。4、平面连杆机构及其设计内容平面连杆机构的特点及其设计的基本问题平机四杆机构的基本型式及其演化平面四杆机构的主要工作特性基本要求了解铰链四杆机构的基本型式、演化和应用。对曲柄存在条件、传
5、动角、死点和极位、行程速度变化系数等有明确的概念 。能按行程速度变化系数设计四杆机构。重点、难点连杆机构设计的两类基本问题是：1）实现已知的运动规律；2）实现已知的轨迹。本章要弄清的一些基本概念：如整转副、摆动副、机架、连架杆、连杆、曲柄、摇杆等等。重点要掌握以下几个问题：1）铰链四杆机构有曲柄条件最长杆与最长杆之长度和小于其它两杆之和（简称“ 杆长之和条件 ” ，是具有二个整转副构件和条件）；最短杆为连架杆或机架。这两个条件必须同时满足，否则在机构中不存在曲柄，因而只能是双摇杆机构。2）压力角和传动角关系压力角 在不计摩擦和构件惯性力的情况下，机构从动件所受驱动力的方向线与受力点速度的方向线
6、之间所夹之锐角。传动角 压力角的余角。3）行程速比系数K 系数 K 只适用于取曲柄为原动件的连杆机构，如曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构及曲柄导杆机构等。K1 代表机构具有急回特性。也就是当曲柄的极位夹角0时，机构存在急回特性。给定了机构的有关尺寸，就可以根据定义求出极位夹角 。设计的几何关系为：当从动件处于两个极限位置时，其曲柄和连杆共线（重合一直线和延长一直线）。5、凸轮机械及其设计内容凸轮机构的应用和分类从动件的运动规律按给定运动规律设计凸轮轮廓曲线 作图法基本要求了解凸轮机构的和应用。对从动件的运动规律、凸轮机构压力角和自锁有明确的概念。重点、难点及学习注意事项凸轮机构是以其从动件的位移或摆
7、角来实现给定的运动规律的。因此，从地劝件的运动规律是设计凸轮轮廓的主要依据。要搞清等速、等加速等减速、简谐、摆线四种运动规律，弄清解析表达式中推程部分的位移、速度、加速度三个公式。实际上只要记住位移表达式就可以了，速度和加速度公式只是位移公式的简单求导过程。对这几种运动规律的位移、速度和加速度线图要有所了解，柔性冲击与刚性冲击的概念以及分别在什么运动规律中发生。掌握反转法，能按给定位移线图绘制滚子从动件盘形凸轮轮廓。掌握压力角的概念，并在作图中能够表达出来。6、齿轮机构及其设计内容齿轮机构的应用和分类齿廓啮合基本定律渐开线及渐开线齿廓渐开线齿轮和各部分名称及标准齿轮的尺寸渐开线直齿圆柱齿轮的啮
8、合传动渐开线齿廓的展成加工及根切现象变位齿轮平等轴斜齿圆柱齿轮机构蜗杆机构及圆锥齿轮机构基本要求掌握齿廓啮合基本定律、渐开线性质、渐开线齿轮啮合的特点。掌握标准直齿圆柱齿轮的参数与几何尺寸的关系，并能进行几何设计。掌握渐开线轮齿的展成原理、根切现象、最少齿数。了解变位和变位齿轮传动的概念。了解斜齿圆柱齿轮、蜗杆、蜗轮和直齿圆锥齿轮的特点，并能对它们进行几何设计重点、难点本章内容较多，名词术语多、概念多、符号多、公式多，理论系统性强，几何关系复杂。因此在学习过程中，要认真领会各章节的基本内容，特别是渐开线的性质和极坐标参数方程要牢记，结合书中的图对渐开线方程要有深刻理解并能灵活应用。因为我们所研
9、究的齿轮的齿廓是渐开线，因此，一对渐开线齿廓啮合传动时的性质要牢记，这些性质对讨论齿轮机构的几何关系具有非常重要的作用，必须深刻领会其几何意义。如：既是啮合线，又是两基圆的内公切线、两齿廓在啮合点的公法线和齿廓之间力的作用线（不计摩擦时）；一对渐开线齿廓的趴合过程相当于其节圆作纯滚动；啮合角恒等于节圆压力角，它决定了一对渐开线齿廓不认经在哪点啮合，也不论中心距如何变化，两齿廓间的正压力始终切于基圆；渐开线齿轮传动具有可分性。熟记齿轮各部分的名称和符号。掌握渐开线标准直齿轮的基本参数（模数m、分度圆压力角 、齿数 Z、齿顶高系数和顶隙系数）与几何尺寸的关系，特别是齿数、模数及压力角与尺寸的关系，
10、及标准齿轮的特征及标准齿条的特点。一对齿廓的啮合传动过程，要弄清以下几个重要结论：1）实际啮合线、理论啮合线、啮合起始点、终点和齿廓工作段。2）正确啮合条件：弄清和 的结论是如何得来的。3）标准中心距安装：无侧隙（无侧隙啮合传动的条件），顶隙为标准值。其时分度圆与节圆重合。注意节圆与分度圆这两个不同的概念。每个齿轮都有一个大小完全确定的分度圆，而节圆是在一对齿轮啮合传动时，以齿轮的轴心为圆心过两齿轮啮合的节点所作的圆，对于单个齿轮来讲，因无节点，所以也就无所谓节圆。因此，节圆只有在两齿轮啮合传动时才存在，而且其大小将随两轮中心距的改变面改变。注意重要关系式：，这里要注意啮合角和压力角是两个不同
11、的概念。啮合角是在一对渐开线齿轮啮合传动时啮合线与过节点所作两轮节圆的公切线之间所夹的锐角，它在数什上等于渐开线齿廓在节圆上一点处的压力角。当以标准中心距安装时，因节圆与分度圆重合，所以啮合角也就与压力角相等。当以非标准中心距安装时，要知道哪些参数发生了变化。4）连续传动条件，重合度定义。关键还是要牢记前面的渐开线性质，要能推导重合度的公式。用范成法加工齿轮是以一对齿轮或齿条与齿轮作无侧隙啮合传动的原理为依据的。通常以齿条插刀切制齿轮来了解范成法切削加工原理。这里要了解两个重要因素：1）运动条件：分度圆的线速度等于刀具的移动速度即。2）刀具与轮坯的相对位置：在齿轮加工过程中，轮坯的分度圆（节圆
12、）与刀具的节线相切对滚。要加工出标准齿轮，就必须以刀具的中线作为节线，使轮坯的分度圆与刀具的中线相切。根切是用范成法加工齿轮时出现的不可忽视的现象。要了解根切的原因以及不发生根切的条件，要会推导公式（关键还是要弄清基圆、分度圆、齿顶圆及啮合线等之间的关系）。通过对标准齿轮局限性分析，引出了变位齿轮。阅读这一节要了解齿轮变位的目的和变位齿轮不发生根切的条件。了解变位齿轮、变位系数的含义。对于斜齿圆柱齿轮，要注意搞清法面参数与端面参数以及与螺旋角之间的关系，记住以法面参数为标准值。弄清平行轴斜齿轮传动的正确啮合条件，内、外啮合时螺旋角所要满足的条件。了解斜齿轮的重合度比直齿圆柱齿轮大。与直齿相比其
13、中心距的有什么特点。弄清斜齿轮的当量齿轮与当量齿数。蜗轮蜗杆传动象一个螺旋机构，而在它的主平面内又相当于齿条与齿轮啮合。了解直径系数q 这个参数，正确啮合条件。能正确判断蜗杆与蜗轮的转向关系。直齿圆锥齿轮与直齿圆柱齿轮相比，多了圆锥角、齿顶角和齿根角，一些计算公式都有所变化，圆锥齿轮的几何尺寸计算都是按大端进行的。要弄清背锥的含义，弄清当量齿轮与当量齿数。了解正确啮合条件。7、轮系及其设计内容轮系及其分类定轴轮系的传动比及应用周转轮系的组成及传动比复合轮系的传动比及应用行星轮系各轮齿数和行星轮数的选择基本要求了解轮系的分类和应用。掌握基本轮系(定轴轮系、单一的差动轮系和单一的行星轮系)与组合轮
14、系的传动比计算。了解行星轮系的运动设计基本知识。重点、难点本章主要是讨论轮系传动比的计算，首先要掌握定轴轮系和周转轮系的定义、周转轮系的分类以及传动比的计算。关键在于弄清周转轮系传动比计算中的符号问题和混合轮系中基本轮系的区分。符号一搞错，结果就肯定出差错。混合轮系传动比的计算，关键在于正确区分周转轮系部分，因此必须掌握区分轮系的方法，再通过同一轴上的齿轮转速相同的特点，找出几个等式相互之间的关系，问题就迎刃而解。8、其它常用机构内容万向联轴节螺旋机构棘轮机构槽轮机构不完全齿轮机构凸轮式间歇运动机构非圆齿轮机构基本要求了解几种其它基本机构的工作原理、运动特点及其应用。重点、难点万向联轴节螺旋机
15、构槽轮机构9、平面机构的力分析和机器的机械效率内容研究机构力分析的目的和方法构件惯性力的确定运动副中摩擦力的确定不考虑摩擦力的机构力分析速度多边形杠杆法考虑摩擦力的机构力分析机器的运动和功能关系机器的机械效率和自锁瞬时效率计算及自锁分析示例基本要求掌握运动副中的摩擦力计算。能对简单的机械分析其效率及自锁条件。能用速度多边形杠杆法求平衡力或平衡力矩。重点、难点本章节与理论力学有相同部分，要弄清摩擦系数与摩擦角、当量摩擦系数与当量摩擦角以及摩擦圆的概念。弄清移动副中的摩擦力与转动副中的摩擦力以及与总反力的关系，要充分理解总反力这一概念，以及总反力作用方向的确定。能熟练作出力三角形，关键在于力三角形
16、中各个角度的确定，角度对了，那么力也就算对了。掌握用速度多边形杠杆法求平衡力或平衡力偶距的方法，这一原理在后面的章节“ 机器的运转及其速度波动的调节 ” 中还要用到。也可以在后面用到时反过来再学习这一部分内容。掌握机械效率的定义以及用功、功率、力或力矩之比的表达式；能计算串联、并联和混联的机械效率。理解自锁的条件，在解题时能运用自如。特别在斜面传动的效率上，能够确定滑块正反行程的效率与自锁条件，以及在螺旋和蜗杆蜗轮传动效率上运用，关键在于作出正确的力三角形。效率都是通过力的形式来进行计算。在进行效率的计算过程中，也有捷径可走，如已列出正行程的效率表达式，那么，反行程的效率表达式只要把摩擦角改成 -就行了。这样就节省大量时间。10、平面机构的平衡和机器的运转及其速度波动的调节内容平衡的目的和分类刚性回转件的平衡研究机器运转及其速度波动调节的目的
