机械原理基本概念汇总.docx

1、机械原理基本概念汇总机械原理基本概念汇总绪论部分：机械：机械是机器和机构的总称。机器：机器是执行机械运动的装置，用来完成有用的机械功果转换机械能。机构：机构能实现预期的机械运动的各构件的基本组合体。零件：由各种材料做成的制造单元。构件：由各种材料做成的制造单元经过装配而成的各个运动单元的组合体。工作机：用来完成有用功的机器。原动机：将其他形式的能量转换为机械能的机器。第一章：运动副：两构件直接接触形成的可动连接。 P10低副：面接触的运动副称为低副。高副：点接触或者线接触的运动副称为高副。转动副：具有一个独立相对转动的运动副称为转动副。移动副：具有沿一个方向独立相对运动的运动副称为移动副或者棱

2、柱副。自由度；构件所具有的独立运动的数目称为自由度。约束：对独立运动所加的限制称为约束。运动链：两个以上构件以运动副连接而成的系统称为运动链。机构运动简图：能准确表达机构运动特性的简单图形称为机构运动简图。机构示意图：仅仅以构件和运动副的符号表示机构， 其图形不按精确比例绘制，而着重表达机构的结构特征的简图称为机构示意图。复合铰链：当两转动副轴线间的距离缩小到零时，两轴线重合为一。局部自由度：与输出件运动无关的自由度。虚约束：不起独立限制作用的约束。高副低代：在平面机构中用低副代替高副的方法杆组：从动件系统还可以分解为若干个不可再分自由度为零的运动链。II级杆组：不包含封闭多边形只包含两副构件

3、的杆组第二章：瞬心：瞬心是该两构件上相对速度为零的重合点或者瞬时相同的重合点。绝对瞬心：如果两构件之一是静止的，则其瞬心为绝对速度瞬心。相对瞬心：如果两构件都是运动的，则其瞬心为相对速度瞬心。三心定理：作平面平行运动的三个构件共有的三个瞬心，它们位于同一直线上。极点：代表构件上速度为零的点。速度/加速度影像：绘制的加速度三角形 abc与原图三角形 ABC相似，且顶角字母顺序方向 一致，图形abc称为图形ABC的加速度影像。哥氏加速度：第三章：平面连杆机构：平面连杆机构是由若干刚性构件用低副连接而成的平面机构。平面四杆机构：是由四个刚性构件用低副链接组成的， 各个运动构件均在相互平行的平面内运动

4、的机构。铰链四杆机构：所有运动副均为转动副的平面四杆机构。机架：凡本身固定不动或相对固定不动的构件统称为机架。连杆：不与机架组成运动副的构件。连架杆：与机架组成运动副的构件。曲柄：与机架组成整转副的连架杆称为曲柄。摇杆：与机架组成摆动副的连架杆称为摇杆。曲柄摇杆机构：两连架杆一为曲柄，一为摇杆；双曲柄摇杆机构： 两连架杆均为曲柄；双摇杆机构：两连架杆均为摇杆。整转副：若组成转动副的两构件能做整周相对运动的转动副。摆动副：若组成转动副的两构件不能做整周相对运动的转动副。倒置机构：通过更换机架而得到的机构称为原机构的倒置机构。曲柄滑块机构：曲柄摇杆机构演化的含一个移动幅的四杆机构。对心曲柄滑块机构

5、：偏心距e=0的曲柄滑块机构。偏置曲柄滑块机构： 偏心距e和的曲柄滑块机构。导杆机构：如果导杆能作整周转动，则称为回转导杆机构；如果导杆仅能在某一角度范围内往复摆动,则称为摆动导杆机构。（P73摆动导杆机构；P74曲柄移动导杆机构）偏心轮：将曲柄设计成偏心距为曲柄长的偏心圆盘，这个偏心圆盘称为偏心轮。杆长之和的条件： 最短构件长度与最长构件长度和小于或等于其他两构件长度之和。曲柄存在条件：铰链四杆运动链中，某一转动副为整转副的充分必要条件是 组成该转动副的两构件中必有一个构件为最短构件， 且四个构件的长度满足杆长之和条件。急回特性：对于原动件做匀速定轴转动， 从动件对于机架作往复运动的连杆机构

6、， 从动件正行程和反行程的位移量相同，所需时间不一样，正反两个行程的平均速度也不一样的现象。行程速度变化系数：从动件快行程平均速度与从动件慢行程平均速度的比值。极位夹角：当摇杆处于两个极限位置时，相应的曲柄位置之间所夹的角B的补角。 P82压力角：力的方向与力作用点的速度方向之间的夹角传动角：压力角的余角。死点位置：传动角为零的位置。第四章：凸轮（机构）：凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件， 通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的机构。盘形凸轮：一个绕固定轴线转动并具有变化矢径的盘形构件。是凸轮的最基本形式。移动凸轮：当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，相对机架作往复移动的凸轮。圆柱凸轮：将移

7、动凸轮卷成圆柱体而演化成的。尖底从动件：尖底能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意运动。【规律准确/磨损大/适用于低速轻载】滚子从动件：【耐磨损能承载较大载荷】平底从动件：【压力角为零利于润滑轮廓不能内凹】力锁合：利用从动件的重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮保持接触。几何锁合：依靠凸轮的从动件的特殊几何关系而始终维持接触。基圆：以凸轮轮廓曲线最小矢径为半径所作的圆。偏距圆：凸轮回转中心点至过接触点从动件导路之间的偏置距离为 e,以0为圆心e为半径所作的圆称为偏距圆。行程：从动件上升到距凸轮回转中心最远的位置，此过程从动件的位移 h （即为最大位移）称为行程。推程运动（角）：

8、从动件上升到距凸轮回转中心最远的位置，凸轮转过的角度。回程运动（角）：当矢径渐减的轮廓曲线段与尖底作用时，从动件以一定的运动规律返回初 始位置，转过的角度。远休止（角）：凸轮继续回转而以 0为中心的圆弧与尖底作用时， 从动件在最远位置停留的过程凸轮的转角。近休止（角）：凸轮继续回转而以 0为中心的圆弧与尖底作用时， 从动件在最近位置停留的过程凸轮的转角。从动件运动规律：从动件位移线图：从动件位移与凸轮转角之间的对应关系图。从动件速度线图： 从动件速度与凸轮转角之间的对应关系图。从动件加速度线图：从动件加速度与凸轮转角之间的对应关系图。以上统称为 从动件运动线图。刚性冲击：由于加速度发生无穷大突

9、变而引起的冲击。柔性冲击：由于加速度发生有限值突变而引起的冲击。组合运动规律:P113-P119为了获得更好的运动特性，可以把五种基本运动规律【多项式运 动规律：一次多项式（等速）、二次多项式（等加速等减速）、五次多项式 /三角函数运动规律：简谐运动（余弦加速度）、摆线运动（正弦加速度）】组合起来加以应用（或称运动 曲线的拼接）。理论轮廓线：取滚子中心为参考点， 把该点当做尖底从动件的尖底， 按一定方法求出的轮廓曲线。实际轮廓线：以理论轮廓线上各点为中心画出一系列滚子，做这些滚子的内包络线，即为实 际轮廓线，或称为工作轮廓曲线。第五章：齿轮（机构）：用于传递空间任意两轴之间的运动和动力的机构。

10、圆柱齿轮：齿轮是圆柱形的。圆锥齿轮：齿轮是圆锥形的，即伞齿。直齿圆柱齿轮： 简称直齿轮，其轮齿的齿向与轴线平行。可分为：1） 外啮合直齿轮机构2） 内啮合直齿轮机构3） 齿轮齿条机构斜齿圆柱齿轮：简称斜齿轮，其齿轮的齿向与轴线倾斜一个角度。蜗杆机构：两轴垂直交错的齿轮机构。传动比：两轮的瞬时角速度之比。啮合节点：在啮合原理中，将相对速度瞬心称为啮合节点。节圆：对于恒定传动比，节点P的位置固定不动，两啮合齿轮的节曲线是两个圆，称为节圆。 齿廓啮合基本定律：在啮合传动的任一瞬时，两轮齿廓曲线在相应接触点的公法线必须通过 按给定传动比确定的该瞬时的节点。K的轨迹AK称为该圆的渐K的轨迹AK称为该圆的

11、渐开K的轨迹AK称为该圆的渐渐开线：当一直线沿一个圆的圆周做纯滚动时，直线上任意一点 开线。基圆：当一直线沿一个圆的圆周做纯滚动时，直线上任意一点 线简称渐开线，这个圆称为基圆。发生线：当一直线沿一个圆的圆周做纯滚动时，直线上任意一点 开线简称渐开线，该直线称为发生线。三线重合：一对渐开线齿廓的啮合线、公法线及两基圆的公切线等三线重合。齿数：某齿轮的轮齿总数。模数：将比值p/ n取为一有理数列，该比值为模数。压力角：某点的法线方向与该点速度方向之间所夹的锐角称为该点的压力角。齿顶高系数/顶隙系数：为计算齿轮的齿顶高和齿根高而引入的常数。 P170齿顶圆：过所有齿顶端的圆。齿根圆：过所有齿槽底边

12、的圆。分度圆：齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。齿距：沿该圆上相邻两齿的同侧齿廓间的弧线长。齿厚：轮齿的弧线长齿槽宽：齿槽的弧线长。无侧隙啮合：即两个标准齿轮的分度圆与节圆重合。标准安装：无侧隙啮合传动标准齿轮的安装。非标准安装：齿轮安装的中心距不等于（大于）标准中心距时的安装。端面重合度：P180展成法：P184 （范成、切削、进挤、让刀）优点：一个模数只要一把刀，加工效率高根切现象：用展成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线或齿顶圆与啮合线的交点超过被切齿轮的 极限点，则刀具的齿顶将被切齿轮的齿根的渐开线齿廓切去一部分的现象。最少齿数：渐开线标准齿轮不发生根切时的最少齿数 Zmin=17。变位齿

13、轮/系数:用改变刀具与轮坯径向想对位置来切制齿轮的方法称为 径向变为法。采用径向变位法所切制的齿轮称为变位齿轮。 为求刀具所移动的距离所引入的常数称为变位系数活移距系数。螺旋角：分度圆柱面上的螺旋角简称螺旋角，用B表示。法/端/轴面:斜齿轮由于齿向的倾斜，它的每一个基本参数都可以分为法面（垂直于分度圆 柱面螺旋线的切线的平面）参数、端面参数和轴面（通过齿轮轴线的平面）参数，分别用角 标n、t和x来区别。纵向重合度：P208当量齿轮：研究斜齿轮法面齿形时，可以虚拟一个与斜齿轮的法面齿形相当的直齿轮。 P224当量齿数:P224背锥:P223轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来的惰

14、齿轮的传动装置称为轮系。 定轴轮系：当轮系运动时，其各轮轴线的位置固定不动的轮系。周转轮系：当轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕另一个齿轮的轴线转动的轮系。 复合轮系：由基本周转轮系与定轴轮系或者几个基本周转轮系组合而成的轮系。行星轮：几何轴线是绕另一个几何轴线转动的齿轮。行星架：支持行星轮的构件。中心轮：行星轮绕着公转的齿轮（与行星轮啮合），即复合轮系中几何轴线不变的齿轮。 转化机构：经加上附加转动后所得的机构称为原来周转轮系的转化机构。差动轮系：即具有两个自由度的周转轮系。行星轮系：即具有一个自由度的周转轮系。第七章：万向联轴节：用来传递两相交轴间运动的机构。螺旋机构：由螺旋副连接相邻构

15、件而成的机构。棘轮机构：由棘轮，棘爪及机架组成的机构。槽轮机构：由径向槽的槽轮的具有圆销的构件及机架组成的机构。不完全齿轮机构： 由普通渐开线齿轮机构演化而成的一种间歇运动机构。凸轮式间歇运动机构： 由凸轮式、转盘机机架组成的机构。第八章：驱动力：驱使机构产生运动的力，该力所作的功为正值，称为输入功。 阻力：阻止机构运动的力，其功为负值。有效阻力：又称为工作阻力，这是与生产工作直接相关的阻力， 其功称为有效功或输出功。有害阻力：是阻力中除有效阻力外的无效部分，其功对生产不但无用而且有害。运动副反力：当机构运转时，在运动副中产生的反作用力，故简称反力。法向反力：又称正压力，即运动副反力分解的法向

16、的分力。切向反力：运动副反力分解的切向的分力，因正压力而产生的力，起阻止运动的作用。重力：作用在构件质心的地球引力。惯性力：一种加在有变速运动的构件上的虚拟力。内力/外力：对整个机构而言运动副反力是 内力，但对于一个构件而言则是 外力；其余各力 均为外力。摩擦角/当量摩擦系数/当量摩擦角/摩擦圆：P353-P360机械原理名词解释 轮系：一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来 定轴轮系：轮系运动时，个轴线的位置固定不动的称为定轴轮系（普通轮系） 周转轮系： 轮系运动时， 至少有一个齿轮的轴线是绕另一个齿轮的轴线转动的称为周转轮系 复合轮系：由基本周转轮系与定轴轮系或者几个基本周转轮系组合

17、而成 行星轮：同时绕自己的几何中心和其他轴的几何中心旋转的齿轮 行星架：支持行星轮的构件称为行星架 中心轮：几何轴线固定不动的齿轮称为中心轮（太阳轮） 转化机构：经加上附加转动后所得的机构称为原来周转轮系的“转化机构” 差动轮系：具有两个自由度的周转轮系 行星轮系：具有一个自由度的周转轮系万向联轴结： 单万向联轴结是用来传递两相交轴间的转动； 双万向联轴结， 用一个中间轴 M 和两个单万向联轴结将主动轴和从动轴连接起来 螺旋机构：由螺旋副连接相邻构件而成的机构称为螺旋机构 棘轮机构：棘轮机构由棘轮、棘爪、及机架所组成 槽轮机构：由具有径向槽的槽轮的构件和具有圆销的构件以及机架组成 不完全齿轮机

18、构：由普通渐开线齿轮机构演化而成的一种间歇性运动机构 凸轮式间歇运动机构：是由凸轮，转盘，机架组成，转盘端面固定有周向均布的若干滚子驱动力：就是能够使机器动的力 阻力：妨碍物体运动的作用力 工作阻力： 有害阻力：指机械在运转过程中所收到的非生产性无用阻力 运动副反力： * 阻碍运动副相互运动的力 法向反力：向心力的反力 切向反力： * 沿切线方向，与运动方向相反的力 重力：由于地球吸引而受到的力 惯性力：惯性力是指，当物体有加速度时（可以是加速阶段，也可以是减速阶段）时，物体 具有的惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向 内力： 外力： 摩擦角：当物体处于滑动的临界状态时 ,静摩擦力 FS 达到

19、最大值 Fmax, 此时 FR 与 FN 的夹 角也最大,此时的0 m称为摩擦角 当量摩擦系数：在实际工程中许多不同的摩擦力最终都可以用 F=f*G 的关系表示 .其中 F 是 摩擦力,G是产生摩擦力的压力,f叫当量摩擦系数 当量摩擦角：当量摩擦角 a=atctan（f）摩擦圆：总反力总与以 0为圆心，p为半径的圆相切，这个圆叫做摩擦圆它的齿轮是圆柱形的， 故称齿轮机构：传递空间任意两轴之间的运动和动力圆柱齿轮： 平面齿轮结构用于传递两平行轴之间的运动和动力， 为圆柱齿轮直齿圆柱齿轮：圆柱齿轮中齿向与轴线平行斜齿圆柱齿轮：圆柱齿轮中齿向与轴线倾斜成一个角 圆锥齿轮：圆锥齿轮的齿排列在截圆锥体的

20、表面上 蜗杆机构：这种齿轮机构节圆：的两轴一般垂直交错传动比： *两轮瞬时角速度之比称为传动比 啮合节点：在啮合原理中，将 相对速度瞬心 称为啮合节点，简称 节点 节圆：对于恒定的传动比，节点 P 的位置固定不动，两齿轮啮合的节曲线是两个圆，简称节圆齿廓啮合的基本定律： 两轮齿廓的曲线在相应接触点的公法线必须通过给定传动比确定的该 瞬时的节点。圆形平面齿轮的传动可以看成两节圆的纯滚动渐开线 ：当一直线沿一个圆的圆周做纯滚动时，直线上任意一点的轨迹称为该圆的渐开线， 简称渐开线，这个圆称为 基圆 ，直线称为渐开线的发生线 三线重合：啮合线，公法线，两基圆的公切线三线重合齿数：一个齿轮轮齿的总数模

21、数：m=p/ n,其中P代表齿距分度圆 :为了确定齿轮各部分的几何尺寸，在齿轮上选择一个圆作为计算的基准，该圆称为 基圆压力角： *渐开线上一点正压力与该点相对圆心速度的夹角齿顶高系数： ha* 顶隙系数： c*齿顶圆：齿根圆：齿距： p=s+e齿厚： e齿槽宽： s齿顶高： ha=ha*m齿根高： hf=(ha*+c*)*m齿全高： h=ha+hf=(2ha*+c*)*m 标准齿轮：规定分度圆压力角 a=20 度的齿轮 理论啮合线：两齿轮基圆相切两切点之间的连线为理论啮合线 实际啮合线： 主动轮齿顶圆轨迹与理论啮合线交点和主动轮齿根圆与理论啮合线交点之间的 部分法向齿距： 两轮相邻同侧齿轮沿

22、公法线上的距离, 称为法向齿距, 法向齿距与基圆齿距相等 渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件：两齿轮的模数和压力角相等 无侧隙啮合：两轮分度圆与节圆重合,即两分度圆相切状态 标准安装：能实现无侧隙啮合传动展成法：跟切现象： 刀具的齿顶线或齿顶圆与啮合线的交点超过被切齿轮的极限点, 刀具齿顶会将被切齿轮的齿根的渐开线齿廓切去了一部分,这种现象称为根切Z=2/sin(20)=17, 为了防止用展成法发生跟切现象,必须使齿数不小于 17 变位齿轮：采用径向变位法切制的齿轮称为变位齿轮变位系数：移距xm,其中x称为变位系数，x0,正变位螺旋角： 渐开线螺旋面与基圆柱的交线是一条螺旋线, 该螺旋线的切线与

23、基圆柱母线的夹角称为基圆柱上的螺旋角法面：垂直分度圆螺旋线的平面 端面：垂直于圆柱轴线的平面纵向重合度：平行轴斜齿轮的总作用弧长要比直齿轮多转了一个弧长 s=b*tan 这个弧称为纵向作用弧当量齿数：以P为分度圆半径，mn和an分别为模数和压力角做一虚拟的直齿轮， 其齿形与斜齿轮法面齿形接近。这个直齿轮称为当量齿轮，它的齿数 zv 称为当量齿数凸轮：具有曲线轮廓或者凹槽的构件 凸轮机构：一般由凸轮，从动件，机架三个构件组成 盘形凸轮：这种凸轮是一个绕固定轴线转动并且具有变化矢径的盘形结构 移动凸轮： 当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时， 凸轮相对机架作往复运动， 这种凸轮称为 移动凸轮圆柱凸轮：

24、这种凸轮可认为是将凸轮卷成圆柱体而演化而成的 尖低：从动件与凸轮点接触滚子：平底：力锁合：利用从动件的重力，弹簧力或其他力使从动件与凸轮保持接触 几何锁合：依靠凸轮和从动件的特殊几何形状而始终维持接触基圆：以凸轮最小矢径 ro 为半径所做的圆称为基圆偏距圆：凸轮回转中心o点至过接触点从动件导路之间的偏置距离 e,以o为圆心,e为半径所做的圆称为偏距圆推程运动角：从动件从起始位置上升到距凸轮回转中心最远的位置凸轮转过的角度 回程运动角：从动件从凸轮回转中心最远的位置到从动件的起始位置凸轮转过的角度 远休止角：从动件在最远位置停留转过的角度 近休止角：从动件在距凸轮回转中心最近的位置停留不动凸轮转

25、过的角度 从动件运动规律：凸轮的轮廓取决于从动件的运动规律从动件的运动线图：从动件的位移线图，从动件的速度线图，从动件的加速度线图 多项式运动规律：等速运动规律，等加减速运动规律，余弦加速度运动规律，正弦加速度运 动规律刚性冲击：加速度发生无穷大突变而引起的冲击称为刚性冲击 柔性冲击：加速度发生有限值突变而引起的冲击称为柔性冲击 组合运动规律：五种基本运动规律组合起来加以应用理论轮廓线：滚子中心的轮廓线 实际轮廓线：以滚子半径画圆得到一系列圆的内包络线原动件：驱动力所作用的构件机构：机构是由构件组成的原动机：工作机：运动副：两构件直接接触形成的可动联接称为运动副 低副：面接触的运动副称为低副

26、高副：点接触或线接触的运动副称为高副 自由度：个构件相对于机架的独立的运动数目称为机构自由度 约束：低副引入两个约束，高副引入一个约束 运动链：由两个以上构件以运动副联接而成的系统称为运动链 机构运动简图：能准确表达机构运动特性的图形称为机构运动简图 机构简图： 仅仅以构件和运动副的符号表示机构， 图形不按比例绘制， 而着重表达机构的结 构特征复合铰链：两转动副轴线间的 距离缩小到 0 时，两轴线重合，便得到复合铰链 局部自由度：与输出件运动无关的自由度称为局部自由度 虚约束：不起独立限制作用的约束称为虚约束 高副低带：在平面机构用低副代替高副的方法 杆组：从动件系统可以可以分解成若干个不可再分，自由度为零的运动链 瞬心： 当一个构件相对于另一个构件做平面运动的时候， 在任一瞬时， 其相对运动都可以看 作是绕某一重合点转动， 该重合点称为瞬时回转中心或速度瞬心， 简称瞬心， 瞬心是两构件 相对速度为零的重合点 相对瞬心：两构件之一静止时，为相对速度瞬心 绝对瞬心：两构件都是运动时，为相对速度瞬心 三心定理：做平面平行运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于同一直线上 速度影像：极点：代表该构件上速度为 0 的点平面连杆机构 : 若干刚性机构用低副联接而成的平面机构，故称平面低副机构