机械设计基础复习资料

绪论

1. 机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。凡是能将其他形式能

量转换为机械能的机器称为原动机。

2. 凡利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器称为工作机。

3. 用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间相对运动的连接方式组成的构件

系统称为机构。

4. 就功能而言，一般机器包含四个组成部分：动力部分、传动部分、控制部分和执行部分。 5. 为完成共同任务而结合起来的一组零件称为部件，它是装配的单元。 6. 构件是运动的单元；零件是制造的单元。

第一章 平面机构的自由度和速度分析

1. 构件相对于参考系的独立运动称为自由度。

2. 两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。

3. 两构件通过面接触组成的运动副称为低副，平面机构中的低副有转动副和移动副两种。 4. 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。

5. 表明机构各构件间相对运动关系的简化图形称为机构运动简图。

6. 在平面机构中，每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约

束，使构件失去一个自由度。

7. 机构的自由度是机构相对机架具有的独立运动的数目。从动件是不能独立运动的，只有

原动件才能独立运动。通常每个原动件具有一个独立运动，因此机构的自由度应当与原动件数相等。

8. 设某平面机构共有K个构件，其中活动构件数为n=K-1.在未用运动副连接之前，这些

活动构件的自由度总数为3n。若机构中低副数为PL个，高副数为PH个，则机构自由

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度就是活动构件的自由度总数减去运动副引入的约束总数。即

F=3n-2PL-PH

由公式可知，机构自由度取决于活动构件的件数以及运动副的性质和个数。 9. 机构具有确定运动的条件是：机构自由度F＞0，且F等于原动件数。

10. 两个以上构件同时在一处用运动副相连接构成复合铰链，K个构件复合而成的复合铰链

具有（K-1）个转动副。

11. 机构中常出现一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度。

12. 在运动副引入的约束中，有些约束对机构自由度的影响是重复的，对机构运动不起任何

限制作用，这些约束称为虚约束或消极约束。在计算机构自由度时应当除去不计。 13. 发生相对运动的任意两构件间都有一个瞬心，若机构由K个构件组成，则瞬心数为

N= K（K-1）

2

14. 对于不直接接触的各个构件，其瞬心可用三心定理寻求。该定理是：作相对平面运动的

三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。 15. 两构件的角速度与其绝对瞬心到相对瞬心的距离成反比。

第二章 平面连杆机构

1. 平面连杆机构（平面低副机构）是由若干构件用低副连接组成的平面机构。 全转动副的铰链四杆机构 2. 按照所含移动副数目不同，平面四杆机构可分为 一个移动副的四杆机构 含两个移动副的四杆机构

3. 若组成转动副的两构件能作整周相对转动，则称该转动副为整转副，否则称为摆动副。

与机架组成整转副的连架杆称为曲柄，与机架组成摆动副的连架杆称为摇杆。

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曲柄摇杆机构 4. 铰链四杆机构分为三种基本形式 双曲柄机构 双摇杆机构 5. 含有两个移动副的四杆机构常称为双滑块机构。 两个移动副不相邻

按照两个移动副所处的位置不同可

两个移动副相邻，且其中一个移动副与机架相关联 两个移动副相邻，且均不与机架相关联 两个移动副都与机架相关联

6. 在具有偏心轮的四杆机构中，当曲柄长度很小时，通常都把曲柄做成偏心轮，这样不仅增大了轴颈的尺寸，提高偏心轴的强度和刚度，而且当轴颈位于中部时，还可安装整体式连杆，使结构简化。

7. 铰链四杆机构是否具有整转副，取决于各杆的相对长度。

8. （1）铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。（2）整转副是由最短杆与其临边组成的。

9. 如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆之和大于其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副，无论取哪个构件作为机架都只能得到双摇杆机构。 10.摇杆在两极限位置间的夹角ψ称为摇杆的摆角。

11.急回运动特性可用行程速度变化系数（或称行程速比系数）K表示，即 K=ω1／ω2=φ1／φ2=（180°+θ）／（180°-θ） 或θ=180°·（K-1）/（K+1）

12.作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度vC之间所夹的锐角α称为压力角。压力角的余角γ称为传动角。

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α越小，γ越大，机构传力性能越好；反之，α越大，γ越小，机构传力越费劲，传动效率越低。

13.传动角为零的位置称为死点位置。死点位置会使机构的从动件出现卡死或运动不确定现象。

第三章 凸轮机构

1. 凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。

2. 平底从动件的优点是：当不考虑摩擦时，凸轮与从动件之间的作用力始终与从动件的平

底相垂直，传动效率较高，且接触面易形成油膜，故常用于高速凸轮机构。

3. 凸轮机构的优点为：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，并

且结构简单、紧凑，设计方便。

它的缺点是：凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易磨损，所以通常多用于传力不大的控制机构。

4. 点在圆周上匀速运动时，它在这个圆的直径上的投影所构成的运动称为简谐运动。 5. 在不计摩擦时，高副中构件间的力是沿法线方向作用的，因此对于高副机构，压力角也

就是接触轮廓法线与从动件速度方向所夹的锐角。

6. 当α增大到一定程度，以至F’在导路中所引起的摩擦阻力大于有用分力F’时，无论凸轮

给从动件的作用力多大，从动件都不能运动，这种现象称为自锁。

第四章 齿轮机构

1. 齿轮机构的主要优点是：（1）使用圆周速度和功率范围广；（2）效率较高；（3）传动比

稳定；（4）寿命长；（5）工作可靠性高；（6）可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。

2. 外齿轮转动方向相反；内齿轮转动方向相同。

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