1、试卷结构试卷结构 考试时间180分钟，满分150分1、题型结构：1）填空题 20分 2）简答题 20分 3）分析计算题 90分 4）结构设计题 20分2、内容结构：1）机械原理部分 70分 2）机械设计部分 80分 第1页，共29页。参考书目参考书目 1、机械原理 王知行等 高等教育出版社 2、机械原理（第4版）孙 桓 高等教育出版社 第2页，共29页。连杆机构分析与设连杆机构分析与设计计唐德威唐德威2004年年11月月5日日第3页，共29页。本章节考试大纲平面机构运动分析的解析法；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；平面机构的动态静力分析；平面四杆机构的
2、基本形式、演化及其基本知识；平面四杆机构的设计。第4页，共29页。1、铰链四杆机构中、铰链四杆机构中有曲柄的条件有曲柄的条件一、基本知识与概念一、基本知识与概念2、压力角与传动、压力角与传动角角最小传动角最大压力角第5页，共29页。3、极位夹角、极位夹角 4、急回运动、急回运动曲柄和连杆处于两次共线位置时所夹的锐角在曲柄等速回转情况下，通常把摇杆往复摆动速度快慢不同的运动称为急回运动。第6页，共29页。5、行程速比系数、行程速比系数为了衡量摇杆急回作用的程度，通常把从动件往复摆动平均速度的比值（大于1）称为行程速比系数，并用K来表示，即 度从动件慢速行程平均速度从动件快速行程平均速K极位夹角为
3、 18011KK第7页，共29页。6、机构的死点位置、机构的死点位置所谓机构的死点位置就是指从动件的传动角=0时机构所处的位置。7、速度瞬心的定义、速度瞬心的定义相对作平面运动的两构件上瞬时相对速度等于零的点或者说绝对速度相等的点（即等速重合点）称为速度瞬心。又把绝对速度为零的瞬心称为绝对瞬心，不等于零的称为相对瞬心。第8页，共29页。8、机构中速度瞬心数目、机构中速度瞬心数目具有m个构件的机构，其速度瞬心的数目K为Km m()12 9、机构中速度瞬心位置的确定、机构中速度瞬心位置的确定有运动副相连接的两个构件无运动副相连接的两个构件采用三心定理第9页，共29页。10、三心定理、三心定理三个作
4、平面运动的构件的三个速度瞬心必在同一条直线上 11、移动副的摩擦和自锁、移动副的摩擦和自锁总反力Rij（即Fij和Nij的合力）与导路法线方向成角，称为摩擦角 tgFNfijij第10页，共29页。结论：1）只要驱动力作用在摩擦角之外（）时，滑块不能被推动的唯一原因是驱动力不够大，不能克服工作阻力，而不是自锁；2）而当驱动力P作用在摩擦角之内（时，P力在摩擦圆以外，MMf，轴颈则加速转动；3）而当e时，P力作用在摩擦圆以内，无论驱动力P力增加到多大，轴颈都不会转动，这种现象称为转动副的自锁。转动副的自锁条件为：驱动力作用线在摩擦圆以内，即ea，BC与CE垂直。ABCDE1234试求：1、从动件
5、3的两个极限位置（画图表示）2、机构的极位夹角（写出表达式）3、机构的行程速比系数K（写出表达式）第22页，共29页。FGDE3C2B1A4B1B2C1C2E1E2112233解解：1、机构的两个极限位置如图粉色与蓝色线的位置如示。即：AB1C1E1D与AB2C2E2D的两个位置，其画图方法如下：第23页，共29页。以D为圆心，以c为半径画圆M，由几何关系可知，E点应始终在M这个圆上。以A为圆心，以a+b为半径画圆N，则一个极限位置的C点应在N这个圆上。由几何关系可知，在此极限位置时，E点与C点应分别为这两个圆M和N公切线的切点。由于所画出的两个圆不相切，也不相交，所以E点只能在圆M的下方。由
6、此机构原图如示的位置可知，C点只能在圆N的上方。因此，在这个极限位置时，E、C点应在圆M和N的一条内公切线上，该公切线应分别切于M圆的下方与N圆的上方，其两个切点就分别为E点和C点，记此极限位置时的E点与C点分别为E1点与C1点，并在图中以粉色线条画出。连接C1点与A点，交以A为圆心，以a为半径的圆P于B1点，连接E1点与D点，则AB1C1E1D即为一个极限位置。第24页，共29页。以A点为圆心，以b-a为半径作圆Q，则另一个极限位置的C点应在圆Q上。由几何关系可知，在此极限位置时，E点与C点应分别为这两个圆M和Q公切线的切点。由于所画出的两个圆不相切，也不相交，所以E点只能在圆M的下方。由此
7、机构原图如示的位置可知，C点只能在圆Q的上方。因此，在这个极限位置时，E、C点应在圆M和Q的一条内公切线上，该公切线应分别切于M圆的下方与Q圆的上方，其两个切点就分别为E点和C点，记此极限位置时的E点与C点分别为E2点与C2点，并在图中以蓝色线条画出。连接C2点与A点，并延长C2A交圆P于B2点，连接E2点与D点，则AB2C2E2D即为一个极限位置。第25页，共29页。2、由图中的几何关系可知，机构的极位夹角=C2AG-C1AF令AF长度为e，由于DFE1 AFC1，所以AFDFCBABDE1111eedbaccbadbae)(dcbaAFCBABAFC1111cos)arccos(1dcba
8、AFC第26页，共29页。令AG长度为f，由于DGE2 AGC2，所以AGDGACDE22acbdabe)(dacbAGACAGC22cos)arccos(2dacbAGCAFCAGC12)arccos()arccos(dcbadabc第27页，共29页。3、行程速比系数K)arccos()arccos()arccos()arccos(dcbadabcdcbadabcK第28页，共29页。例4 图示的曲柄滑块机构，若已知各杆件的尺寸和各转动副的半径r，以及各运动副的摩擦系数f，作用在滑块上的水平阻力为Q，试通过对机构图示位置的受力分析（不计各构件重量及惯性力），确定作用在点B并垂直于曲柄的平衡力P的大小和方向。第29页，共29页。
