【正文】 BQwBRBQRBQRB P=hRAiAB計算傳動比iABnA=n1，nB=nH。故iAB=i1H iHn1nH2013=zzn=23=180。40=83nHz1z239。10180。10n3=0，iH13=n1nH=n1/nH1n=8H1i1H=iAB=9P=hQRB10R=180。80= AiAB320180。9711在如圖742所示的行星輪系中，已知各輪齒數(shù)Z1，Z2，Z2’，比i1Ｈ。解：iHn1nH=z2z3z414=n4nHz1z239。z339。n4=0，n1/nH1z2z3z41=z1z239。z339。iz2z3z41H=1z1z239。z339。Z3，Z3’和Z４，試求傳動第五篇：機(jī)械原理13章包含課后答案第一章 緒 論一、教學(xué)要求（1）明確本課程研究的對象和內(nèi)容，及其在培養(yǎng)機(jī)械類高級工程技術(shù)人才全局中的地位、任務(wù)和作用。（2）對機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀有所了解。二、主要內(nèi)容1．機(jī)械原理課程的研究對象機(jī)械原理（Theory of Machines and Mechanisms）是以機(jī)器和機(jī)構(gòu)為研究對象，是一門研究機(jī)構(gòu)和機(jī)器的運(yùn)動設(shè)計和動力設(shè)計，以及機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計的技術(shù)基礎(chǔ)課。機(jī)器的種類繁多，如內(nèi)燃機(jī)、汽車、機(jī)床、縫紉機(jī)、機(jī)器人、包裝機(jī)等，它們的組成、功用、性能和運(yùn)動特點(diǎn)各不相同。機(jī)械原理是研究機(jī)器的共性理論，必須對機(jī)器進(jìn)行概括和抽象 內(nèi)燃機(jī)與機(jī)械手的構(gòu)造、用途和性能雖不相同，但是從它們的組成、運(yùn)動確定性及功能關(guān)系看，都具有一些共同特征：（1）人為的實物（機(jī)件）的組合體。（2）組成它們的各部分之間都具有確定的相對運(yùn)動。（3）能完成有用機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。機(jī)構(gòu)是傳遞運(yùn)動和動力的實物組合體。最常見的機(jī)構(gòu)有連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、開式鏈機(jī)構(gòu)等。它們的共同特征是：（1）人為的實物（機(jī)件）的組合體。（2）組成它們的各部分之間都具有確定的相對運(yùn)動。2．機(jī)械原理課程的研究內(nèi)容機(jī)構(gòu)的分析1）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析（機(jī)構(gòu)的組成、機(jī)構(gòu)簡圖、機(jī)構(gòu)確定運(yùn)動條件等）； 2）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析（機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件的位移、速度和加速度分析等）；3）機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析（機(jī)構(gòu)的受力、效率、及在外力作用下機(jī)構(gòu)的真實運(yùn)動規(guī)律等）；機(jī)構(gòu)的綜合（設(shè)計）：創(chuàng)新的過程1）常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計與分析（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、常用間歇機(jī)構(gòu)等）； 2）傳動系統(tǒng)設(shè)計（選用、組裝、協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)）通過對機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握對已有的機(jī)械進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和動力分析的方法，以及根據(jù)運(yùn)動和動力性能方面的設(shè)計要求設(shè)計新機(jī)械的途徑和方法。3 機(jī)械原理課程的地位和作用機(jī)械原理是以高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)及理論力學(xué)等基礎(chǔ)課程為基礎(chǔ)的，研究各種機(jī)械所具有的共性問題；它又為以后學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計和有關(guān)機(jī)械工程專業(yè)課程以及掌握新的科學(xué)技術(shù)成就打好工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。因此，機(jī)械原理是機(jī)械類各專業(yè)的一門非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是從基礎(chǔ)理論課到專業(yè)課之間的橋梁，是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育的最基本的課程。在教學(xué)中起著承上啟下的作用，占有非常重要的地位。4 機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)方法,注重素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。在學(xué)習(xí)本課程時，應(yīng)把重點(diǎn)放在掌握研究問題的基本思路和方法上，著重于創(chuàng)新性思維的能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。2．重視邏輯思維的同時,加強(qiáng)形象思維能力的培養(yǎng)。從基礎(chǔ)課到技術(shù)基礎(chǔ)課，學(xué)習(xí)的內(nèi)容變化了，學(xué)習(xí)的方法也應(yīng)有所轉(zhuǎn)變；要理解和掌握本課程的一些內(nèi)容，要解決工程實際問題，要進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計，單靠邏輯思維是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須發(fā)展形象思維能力。3．注意把理論力學(xué)的有關(guān)知識運(yùn)用于本課程的學(xué)習(xí)中。在學(xué)習(xí)本課程的過程中，要注意把高等數(shù)學(xué)、物理、理論力學(xué)和工程制圖中的有關(guān)知識運(yùn)用到本課程的學(xué)習(xí)當(dāng)中。4．注意將所學(xué)知識用于實際,做到舉一反三。三、難點(diǎn)分析機(jī)器與機(jī)構(gòu)的概念、區(qū)別與聯(lián)系四、課后習(xí)題答案11 答：1）機(jī)構(gòu)是實現(xiàn)傳遞機(jī)械運(yùn)動和動力的構(gòu)件組合體。如齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等。2）機(jī)器是在組成它的實物間進(jìn)行確定的相對運(yùn)動時，完成能量轉(zhuǎn)換或做功的多件實物的組合體。如電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、起重機(jī)、汽車等。3）機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。4）。、用途、外型完全不同的機(jī)器。12 答：機(jī)構(gòu)和機(jī)器，二者都是人為的實物組合體，各實物之間都具有確定的相對運(yùn)動。但后者可以實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換而前者不具備此作用。13 答：1）機(jī)構(gòu)的分析：包括結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動分析、動力學(xué)分析。2）機(jī)構(gòu)的綜合：包括常用機(jī)構(gòu)設(shè)計、傳動系統(tǒng)設(shè)計。14 略第二章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一、教學(xué)要求。能夠?qū)嶋H機(jī)構(gòu)或機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖繪制成機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；能看懂各種復(fù)雜機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；能用機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖表達(dá)自己的設(shè)計構(gòu)思。能自如地運(yùn)用平面機(jī)構(gòu)自由度計算公式計算機(jī)構(gòu)自由度。能準(zhǔn)確識別出機(jī)構(gòu)中存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，并作出正確處理。4．了解機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析的方法。了解高副低代的方法；學(xué)會根據(jù)機(jī)構(gòu)組成原理，用基本桿組、原動件和機(jī)架創(chuàng)新構(gòu)思新機(jī)構(gòu)的方法。二、主要內(nèi)容 1機(jī)構(gòu)的組成 1．構(gòu)件與零件構(gòu)件：是運(yùn)動的單元體。構(gòu)件可以是一個零件，也可以是由多個零件組成的剛性系統(tǒng)。零件：是制造的單元體。2．運(yùn)動副及其分類運(yùn)動副：兩構(gòu)件直接接觸所形成的可動聯(lián)接。運(yùn)動副元素：兩構(gòu)件直接接觸的部分。自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目。約束：對構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動所加的限制。運(yùn)動副每引入一個約束，構(gòu)件就失去一個自由度。運(yùn)動副的分類：1）按運(yùn)動副引入的約束數(shù)分類引入1個約束的運(yùn)動副稱為1級副，引入2個約束的運(yùn)動副稱為2級副，引入3個約束的運(yùn)動副稱為3級副，引入4個約束的運(yùn)動副稱為4級副，引入5個約束的運(yùn)動副稱為5級副。2)按運(yùn)動副的接觸形式分：低副：構(gòu)件與構(gòu)件之間為面接觸。高副：構(gòu)件與構(gòu)件之間為點(diǎn)、線接觸。3)按相對運(yùn)動的形式分平面運(yùn)動副：兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動為平面運(yùn)動?？臻g運(yùn)動副：兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動為空間運(yùn)動。3．運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈?zhǔn)侵竷蓚€或兩個以上的構(gòu)件通過運(yùn)動副聯(lián)接而構(gòu)成的系統(tǒng)。閉式運(yùn)動鏈（閉鏈）：運(yùn)動鏈的各構(gòu)件構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)。開式運(yùn)動鏈（開鏈）：運(yùn)動鏈的各構(gòu)件未構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)。在運(yùn)動鏈中，如果將某一個構(gòu)件加以固定，而讓另一個或幾個構(gòu)件按給定運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動時，如果運(yùn)動鏈中其余各構(gòu)件都有確定的相對運(yùn)動，則此運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)。機(jī)架：機(jī)構(gòu)中固定不動的構(gòu)件；原動件：按照給定運(yùn)動規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動的構(gòu)件 從動件：其余活動構(gòu)件。平面機(jī)構(gòu)： 組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件的相對運(yùn)動均在同一平面內(nèi)或在相互平行的平面內(nèi)?？臻g機(jī)構(gòu)： 機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件的相對運(yùn)動不在同一平面內(nèi)或平行的平面內(nèi)。2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成，因此，在對現(xiàn)有機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，還是構(gòu)思新機(jī)械的運(yùn)動方案和對組成新機(jī)械的各種機(jī)構(gòu)作進(jìn)一步的運(yùn)動及動力設(shè)計時，需要一種表示機(jī)構(gòu)的簡明圖形——機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖：用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的簡單符號和線條代表運(yùn)動副和構(gòu)件，并按一定比例尺表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸，繪制出表示機(jī)構(gòu)的簡明圖形。它與原機(jī)械具有完全相同運(yùn)動特性。機(jī)構(gòu)示意圖：為了表明機(jī)械的組成狀況和結(jié)構(gòu)特征，不嚴(yán)格按比例繪制的簡圖。機(jī)構(gòu)簡圖的繪制步驟：、組成情況和運(yùn)動情況；，分析兩構(gòu)件間相對運(yùn)動的性質(zhì)，以確定運(yùn)動副的類型和數(shù)目；；(=實際尺寸(m)/圖示長度(mm))，用機(jī)構(gòu)簡圖符號，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。并從運(yùn)動件開始，按傳動順序標(biāo)出各構(gòu)件的編號和運(yùn)動副的代號。在原動件上標(biāo)出箭頭以表示其運(yùn)動方向。： 機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動數(shù)稱為機(jī)構(gòu)的自由度。機(jī)構(gòu)的自由度取決于活動構(gòu)件的數(shù)目、聯(lián)接各構(gòu)件的運(yùn)動副的類型和數(shù)目。（1〕平面機(jī)構(gòu)自由度計算的一般公式設(shè)一個平面機(jī)構(gòu)中共有n個活動構(gòu)件，在用運(yùn)動副將所有構(gòu)件聯(lián)接起來前，這些活動構(gòu)件具有3n個自由度。當(dāng)用ph個高副、pl個低副聯(lián)接成運(yùn)動鏈后，這些運(yùn)動副共引入了2pl+ph個約束。由于每引入一個約束構(gòu)件就失去了一個自由度，故整個機(jī)構(gòu)相對于機(jī)架的自由度數(shù)為F=3n2plph（）該式稱為平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)公式。3．計算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(1)復(fù)合鉸鏈定義：兩個以上構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相連接，所構(gòu)成的運(yùn)動副稱為復(fù)合鉸鏈。解決問題的方法：若有K個構(gòu)件在同一處組成復(fù)合鉸鏈，則其構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副數(shù)目應(yīng)為（K1）個(2)局部自由度 定義：若機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自身的局部運(yùn)動有關(guān)，并不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動，則稱這種自由度為局部自由度。局部自由度經(jīng)常發(fā)生的場合：滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦?xí)r添加的滾子；軸承中的滾珠。解決的方法：計算機(jī)構(gòu)自由度時，設(shè)想將滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起，視為一個構(gòu)件。(3)虛約束在特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下，某些運(yùn)動副所引入的約束可能與其他運(yùn)動副所起的限制作用一致，這種不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束稱為虛約束。虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合： ；； ； 。機(jī)構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成有效約束，而使機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動。采用虛約束是為了改善構(gòu)件的受力情況；傳遞較大功率；或滿足某種特殊需要。4．機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件：機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)等于機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)。 任何機(jī)構(gòu)中都包含原動件、機(jī)架和從動件系統(tǒng)三部分。由于機(jī)架的自由度為零，每個原動件的自由度為1，而機(jī)構(gòu)的自由度等于原動件數(shù)，所以，從動件系統(tǒng)的自由度必然為零。桿組：自由度為零的從動件系統(tǒng)?；緱U組：不可再分的自由度為零的構(gòu)件組合稱為基本桿組，簡稱基本組。桿組的結(jié)構(gòu)式為：3n=2pl機(jī)構(gòu)的組成原理：把若干個自由度為零的基本桿組依次聯(lián)接到原動件和機(jī)架上，就可組成新的機(jī)構(gòu)，其自由度數(shù)目與原動件的數(shù)目相等。在進(jìn)行新機(jī)械方案設(shè)計時，可以按設(shè)計要求根據(jù)機(jī)構(gòu)的組成原理，創(chuàng)新設(shè)計新機(jī)構(gòu)。在設(shè)計中必須遵循的原則：在滿足相同工作要求的前提下，機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)越簡單、桿組的級別越低、構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動副的數(shù)目越少越好。2．平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析對已有機(jī)構(gòu)或已設(shè)計完的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析和力分析時，首先需要對機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，即將機(jī)構(gòu)分解為基本桿組、原動件和機(jī)架，結(jié)構(gòu)分析的過程與由桿組依次組成機(jī)構(gòu)的過程正好相反。通常稱此過程為拆桿組。拆桿組時應(yīng)遵循的原則：從傳動關(guān)系離原動件最遠(yuǎn)的部分開始試拆；每拆除一個桿組后，機(jī)構(gòu)的剩余部分仍應(yīng)是一個完整的機(jī)構(gòu)；試拆時，按二級組試拆，若無法拆除，再試拆高一級別的桿組。3．平面機(jī)構(gòu)的高副低代法目的：為了使平面低副機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動分析的方法適用于含有高副的平面機(jī)構(gòu)。概念：用低副代替高副方法：用含兩個低副的虛擬構(gòu)件代替高副高副低代必須滿足的條件： 對于一般的高副機(jī)構(gòu)，在不同位置有不同的瞬時替代機(jī)構(gòu)。經(jīng)高副低代后的平面機(jī)構(gòu)，可視為平面低副機(jī)構(gòu)。四、課后習(xí)題答案21 答：構(gòu)件是機(jī)構(gòu)的運(yùn)動單元，零件是加工制造單元。22 答：運(yùn)動副食兩構(gòu)件之間直接接觸的可動連接。其運(yùn)動副的直接接觸部分叫運(yùn)動副元素。有若干個構(gòu)件通過運(yùn)動副的連接所構(gòu)成的系統(tǒng)叫運(yùn)動鏈。運(yùn)動副可按運(yùn)動副元素分為高副、低副。兩構(gòu)件之間的運(yùn)動形式分為移動副和轉(zhuǎn)動副。按構(gòu)件的運(yùn)動平面分為平面運(yùn)動副和空間運(yùn)動副。按引入的約束數(shù)目可分為1—5級副。23 略 24 略 25 略26 a)F＝33－24＝1 b)F＝33－24＝1 c)F＝3n－2P－PLH＝33－24＝1 27 F＝37－29－2＝1 28 a)n＝7 PL＝10Ph＝0F＝37－210＝1 b)B局部自由度 n＝3 PPL＝3 PPh＝2F＝33－23－2＝1 c)B、D局部自由度 n＝3 L＝3 L h＝2F＝33－23－2＝1 P＝4F＝33－24＝1 e)n＝5 P＝7F＝35－27＝1 d)n＝3Lf)A、B、C、E復(fù)合鉸鏈 n＝7 PL＝10F＝37－210＝1 g)A處為復(fù)合鉸鏈 n＝10 PL＝14F＝310－214＝2 h)B局部自由度 n＝8 PL＝11 Ph＝1F＝38－211－1＝1 i)B、J虛約束C處局部自由度 n＝6 P39。L＝8 Ph＝1F＝36－28－1＝1 j)BB處虛約束A、C、D復(fù)合鉸鏈 n＝7 PPL＝10 F＝37－210＝1 k)C、D處復(fù)合鉸鏈 n＝5 L＝6 Ph＝2F＝35－26－2＝1F＝37－210＝1 l)n＝7 PL＝10 m)CH平行相等DG平行相等EFB局部自由度I虛約束4桿和DG虛約束 n＝6 PL＝8 Ph＝1F＝36－28－1＝1 29 a)n＝3 P L＝4 hPh＝1 F＝33－28－1＝0 不能動Pn＝4 Pn＝4 P＝1F＝34－25－1＝1 ＝5 P＝1F＝34－25－1＝1 b)n＝5 P＝6F＝35－26＝3 運(yùn)動不確定 n＝5 P＝7F＝35－27＝1 210 a)n＝7 P＝10F＝37－210＝1 L＝5 LhLLL二級機(jī)構(gòu) b)n＝5 三級機(jī)構(gòu) c)n＝5 二