第2章 机构的结构分析
1.学习要求
1)搞清构件、运动副、约束、自由度及运动链等重要概念。 2)能绘制比较简单的机械的机构运动简图。
3)能正确计算平面机构的自由度,并能判断其是否具有确定的运动;对空间机构自由度的计算有所了解。 4)对虚约束对机构工作性能的影响及机构结构合理设计问题的重要性有所认识。 52.学习的重点及难点
本章的重点:构件、运动副、运动链等的概念,机构运动简图的绘制,机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。
本章的难点:机构中虚约束的判定问题。至于平面机构中的高副低代则属于拓宽知识面性质的内容。 3. 基本概念题)对平面机构的组成原理有所了解。 1)何谓构件?构件与零件有何区别?
2)何谓高副?何谓低副?在平面机构中高副和低副一般各带入几个约束? 3)何谓运动链?运动链与机构有何联系和区别?
4)何谓机构运动简图?它与机构示意图有何区别?绘制机构运动简图的目的和意义是什么?绘制机构运动简图的主要步骤如何?
5)何谓机构的自由度?在计算平面机构的自由度时应注意哪些问题?
6）机构具有确定运动的条件是什么? 若不满足这一条件,机构将会出现什么情况? 4. 运动简图绘制题
4-1 试画出图示泵机构的机构运动简图,并计算其自由度。
5. 自由度计算题
计算下列各图所示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束所在位置
第三章 平面机构的运动分析
1.学习要求
1)正确理解速度瞬心(包括绝对瞬心及相对瞬心)的概念,并能运用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心的位置。
2)能用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析。3)能用矢量方程图解法或解析法对Ⅱ级机构进行运动分析。 2.学习的重点及难点
本章的学习重点是对Ⅱ级机构进行运动分析。难点是对机构的加速度分析,特别是两构件重合点之间含有哥氏加速度时的加速度分析。 3. 基本概念题
1)何谓速度瞬心?相对瞬心与绝对瞬心有何区别? 2)何谓三心定理?
3)速度瞬心法一般适用于什么场合?能否利用速度瞬心法对机构进行加速度分析? 4)何谓速度影像和加速度影像,应用影像法必须具备什么条件?要注意哪些问题?
5)既然每一个构件与其速度图和加速度图之间都存在影像关系,那末整个机构也存在影像关系,对吗?机构中机架的影像在图中的何处? 4. 运动分析题
4-1 图示机构构件l等速转动，角速度为。分别用相对运动图解法和解析法求构件3上D点的速度和加速度.
4-4 用瞬心法求点M和点C的速度
第四章 平面机构的力分析
1.基本要求
1)了解机构中作用的各种力的分类及机构力分析的目的和方法。2)能对几种最常见的运动副中的摩擦力进行分析和计算。3)能对Ⅱ级机构进行动态静力分析。 2.学习的重点及难点学习的重点是:
1)构件惯性力的确定及质量代换法。2)几种常见运动副中摩擦力及总反力的确定。3)用图解法和解析法对平面机构作动态静力分析 3. 基本概念题
1)何谓驱动力?何谓阻抗力?何谓有效阻力?何谓有害阻力?
2)何谓质量的动代换和静代换?各需满足哪些条件?各有何优缺点? 3)为什么要研究机械中的摩擦?试举例说明摩擦对机械工作的利弊。 4)构件所受的摩擦力的方向总与构件运动的绝对速度方向相反,对吗? 5)何谓当量摩擦系数?何谓当量摩擦角?为何要引进当量摩擦的概念? 为什么槽面摩擦大于平面摩擦?是否因为槽面摩擦的摩擦系数 f大于平面摩擦的摩擦系数所致?
6)何谓摩擦圆?摩擦圆的大小与哪些因素有关?在转动副 中如何确定其总反力的方位? 4. 受力分析题
4－1 画出凸轮1对推杆2的总作用力 4－2 画出轴1所受的总反力
4－4 图中所示为1：l的比例尺绘制的机构简图。已知圆盘与杠怦接触处的摩擦角＝30度，各转动副的摩擦圆半径 P＝ 5 mm。悬挂点D处的摩擦忽略不计。设重物 Q＝ 150 N，试画出构件2所受各力的方向。
第五章 机械的效率和自锁
基本概念题
1)何谓机械效率? 机械效率的计算公式有哪几种形式?
2)何谓机械的自锁现象?对于机械自锁时,其效率η≤0应如何理解? 3）移动副和转动副的自锁条件各是什么？ 4)所谓自锁机构是否就是不能运动的机构?
5)机构正、反行程的机械效率是否相同?其自锁条件是否相同?为什么? 6)串联、并联及混联机组的效率如何计算?从中得出了什么重要结论?
第六章 机械的平衡
1.学习要求
1)掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法,明确转子许用不平衡量的意义。 2)了解平面四杆机构的平衡原理。
. 基本概念题
1)为什么要对回转构件进行平衡?
2)对于作往复移动或平面运动的构件,能否在构件本身将其惯性力平衡?
3)何谓动平衡?何谓静平衡?它们各需要满足什么条件?哪一类构件只需要进行静平衡?哪一类构件必须进行动平衡?
4)要求进行动平衡的回转构件,如果只进行静平衡,是否一定能减轻偏心质量造成的不良影响? 5)何谓质径积?为什么要提出“质径积”这个概念?质径积是什么量?
6)经过平衡以后的回转构件,当其运转速度发生波动时是否仍有动载荷产生?
7)既然机械的平衡和调速都是为了减轻机械中的动载荷,那末为什么说它们是两类不同性质的问题? 8)在工程上为什么要规定许用不平衡量?为什么说完全的绝对平衡是不可能的,也是不必要的?
第七章 机械的运转及其速度波动的调节
1)了解建立单自由度机械系统等效动力学模型及运动方程的方法。 2)能求解运动方程式。
3)了解飞轮调速原理,掌握飞轮转动惯量的简易计算法。 4)了解机械非周期性速度波动调节的基本概念和方法。 5)对考虑构件弹性时的机械动力学有所了解。
1)何谓“等效力”、“等效力矩”?何谓“等效质量”,“等效转动惯量”?转化时各应满足什么条件?如何进行转化?
2)在什么情况下me、Je为常数?
3)何谓周期性速度波动和非周期性速度波动?产生周期性速度波动和非周期性速度波动的原因是什么?为什么要加以调节?各可用什么办法来加以调节?
4）机器主轴做等速稳定运转的条件是什么？
5)何谓机器运转的“平均转速”和运转速度“不均匀系数”?[δ]是否选得越小越好?
7)机器安装了飞轮以后能否得到绝对匀速运转?飞轮能否用来调节非周期性速度波动?欲减小机器的周期性速度波动,转动惯量相同的飞轮应安装在机器的高速轴上还是安装在低速轴上? 7）如何确定最大盈亏功？
计算题
某机组在稳定运转时,一个运动循环对应于等效构件旋转一周。已知等效阻力矩Mr的变化曲线如图所示,等效驱动力矩为常数,等效构件的平均转速为100r/min,要求其转速误差不超过±1%。试求安装在等效构件上的飞轮转动惯量JF(其它构件的质量和转动惯量忽略不计)。并求该机组在运转中的最大转速nmax和最小转速nmin及其出现的位置。
第八章 平面连杆机构及其设计
1)平面四杆机构的基本型式是什么?它有哪些演化型式?
2)何谓曲柄?四杆机构具有曲柄的条件是什么?曲柄是否就是最短杆?
3)何谓行程速比系数?何谓急回作用?何谓极位夹角?三者之间的关系如何?
4)何谓连杆机构的压力角和传动角?研究传动角有何意义? 为什么说在曲柄摇杆机构中最小传动角出现在曲柄与机架共线的两位置之一?
5)在四杆机构中,死点和极位实际上是同一个位置,那末为什么有时叫它死点,有时又叫它极位,它们的区别在什么地方?
6)死点与自锁有什么区别?说明死点的危害及其克服方法,以及死点在机械工程中的应用情况。 设计题
4-1 图示为一由两个四杆机构串联而成的六杆机构的示意图,前一级四杆机构为曲柄摇杆机构,后一级为摇杆滑块机构。已知lCD=90mm, lAD =81mm,F1、F2为滑块的两个极位, S1=117mm,滑块行程S=82mm,摇杆摆角φ=60°行程速比系数K=1.5。试设计此六杆机构,并求出滑块的最小传动角γmin。
4-2平面六杆机构（其中CE、EF杆未画出），各杆尺寸由图中量出，A、D、F三铰链位于同一直线上。 用作图法作出CD杆的摆角；当要求CD杆以其摆角的角平分线对称左右摆动时，EF杆也能以图中FG为对称线作1350摆角的摆动（即以FG为角平分线，左、右摆动67.50）。用图解法设计满足这一要求的CE杆和EF杆的长度（简述作图步骤）。
4-3 已知铰链四杆机构中连杆BC上标线的三个预定位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及连架杆CD的固定铰链D的位置。试用作图法设计此四杆机构,并检查该机构是否存在曲柄及其最小传动角的大小。
4-4 试设计一图示的铰链四杆机构ABCD，已知和（由图中直接量取）的值，要求满足AB1、AB2与DE1、DE2两组对应位置，并要求满足摇杆CD在第2位置为极限位置。试用作图法设计该四杆机构。
第九章 凸轮机构及其设计
1)在凸轮机构设计中有哪几种常用的推杆运动规律?各有什么特点及优缺点?在选择推杆的运动规律时,主要应考虑哪些因素?
2)试补全图9-5所示各运动曲线,并指出哪些地方有刚性冲击?哪些地方有柔性冲击?在各段推杆作何种运动? 3)何谓凸轮机构的变尖现象和失真现象?它对凸轮机构的工作有何影响?如何加以避免? 4)在图9-2所示的凸轮机构中,是否有远休和近休存在?为什么?
5)何谓凸轮机构的压力角?压力角的大小在凸轮机构的设计中有何重要意义?
6)在凸轮已制作好后,再改变偏距大小、偏置方向或滚子大小会产生何种影响?偏置方向对凸轮机构压力角有何影响?
7)平底推杆凸轮机构的压力角为多少?是否恒为零?这种凸轮机构是否也存在自锁问题?为什么? 8)从受力的观点考虑,直动推杆的导轨长度l和悬臂尺寸b是大一些好,还是小一些好? 9)在什么情况下需考虑凸轮机构的弹性动力学问题?
在图示凸轮机构中,已知凸轮为一偏心圆盘。要求:1)给出此凸轮机构的名称;2)画出此凸轮机构的基圆(其半径以r 0表示)和凸轮的理论轮廓曲线;3)标出推杆的行程h,及在图示位置时推杆的位移s;4)标出此凸轮机构在图示位置时的压力角α及由图示位置再继续转过30°时的压力角α′;5)标出在图示位置时,瞬心P 13的位置。