哈工大（威海）《机械原理》知识点整理整理人：131310405郭勇辰第一章1.机械是机器与机构的总称。

2.机器是一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，用来完成有用功、转换能量或处理信息，以代替或减轻人类的劳动。

3.现代化机器具有四个组成部分：原动机、传动机、执行机构和控制系统。

4.一部机器通常包含一个或若干个机构。

机构是一个具有相对机械运动的构件系统，或称它是用来传递与变换运动和动力的可动装置。

第二章1.构件与零件的区别在于：构件是运动的单元，而零件是制造的单元。

一个构件既可以是一个零件，也可以是由若干零件装配而成的刚性体。

2.运动副：两构件间的直接接触又能产生一定相对运动的活动连接成为运动副。

3.一个运动副引入的约束数目最多只能是5个，最少是1个。

4.运动链：若干构件通过运动副连接而成的构件系统称为运动链。

运动链中各构件首位封闭，则称为闭式链，否则为开式链。

5.机构：如果将运动链中的一个构件固定作为参考坐标系，则这种运动链称为机构。

6.运动副的分类：把引入1个约束的运动副称为Ⅰ级副，以此类推；以面接触的运动副称为低副，以点或线接触的运动副称为高副；如果两运动副元素间只能相互做平面平行运动，则称之为平面运动副，否则为空间运动副；7.不按比例绘制的运动简图成为机构示意图。

8.机构运动简图的单位为m/mm（图纸上1mm所代表的真实长度）。

9.自由度：确定一个构件或机构的运动（或位置）所需的独立参数的数目。

10.机构具有确定运动的条件是：机构的自由度大于零，且机构的原动件数目等于机构的自由度数。

11.计算自由度时注意三种情况：复合铰链、局部自由度、虚约束。

12.复合铰链：由两个以上构件在同一处构成的重合转动副。

13.局部自由度：不影响整个机构运动的自由度。

14. 虚约束：起重复限制作用的约束。

（虚约束的几种情况在P17）15. 三维空间中，一个活动构件具有6个自由度。

16. 任何机构都包含机架、原动件和从动件系统三个部分。

17. 基本杆组：最简单的、不可再分的、自由度为零的构件组。

18. 机构的组成原理：任何机构都可以看作是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上所组成的系统。

19. 基本杆组构件数n 和低副数P L 的关系：L 2n P 3= （由F=0得出）。

20. 机构的级数：机构中所包含的基本杆组的最高级数。

21. 高副低代的条件：代替前后机构的自由度完全相同；代替前后机构的瞬时运动情况（位移、速度、加速度）不变。

（具体方法在P22）第三章1. 连杆机构是若干刚性构件用低副连接而成的机构，又称为低副机构。

2. 平面连杆机构中结构最简单、应用最广泛的是四杆机构。

3. 铰链四杆机构的三种基本类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

4. 连架杆：与机架相连接的杆件。

5. 曲柄：能做整周回转运动的连架杆。

6. 摇杆：只能在一定范围内做往复摆动的连架杆。

7. 平面连杆机构的演化方法：改变相对杆长、转动副演化为移动副；选用不同构件为机架、变化双移动副机构的机架。

8. 铰链四杆机构中有曲柄的条件（曲柄和机架共线）：最短杆和最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和；最短杆是连架杆或机架。

9. 压力角：力的作用线与受力点的速度所夹的锐角。

10. 传动角：压力角的余角（最小值在曲柄和机架共线时取（联想其他四杆机构））。

通常要求最小传动角min 40γ≥ 。

11. 图解法中，最小传动角min min γ=δ 或min max 180γ=-δ。

（P41）12. 极位夹角（曲柄和连杆共线（联想其他四杆机构））：四杆机构中，原动件曲柄转动一个循环内，从动件运动（摆动和移动）到两个极限位置时，曲柄对应位置所夹锐角θ 。

（原动件与中间的杆重合的时候）（P42）13. 急回运动：从动件摇杆往复摆动平均速度不等的运动。

14. 可以急回运动的四杆机构：偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构（极位夹角=最大摆角，急回特性最明显）（P43）。

15. 行程速比系数180K 180+θ=-θ，用来衡量摇杆急回作用的程度；极位夹角K 1180K 1-θ=+ 。

16. 死点位置：从动件的传动角0γ=时机构所处的位置。

17. 存在死点位置的前提条件：摇杆或者滑块为原动件。

18. 顺利通过死点的方法：采用惯性大的飞轮；机构死点位置错位排列；限制摆杆角度。

19. 平面连杆机构运动分析的方法：图解法、解析法和实验法。

20. 速度瞬心：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（等速重合点）。

21. 机构中速度顺心的数目m(m 1)K 2-= （顺心位置的确定在P46）。

22. 三心定理：三个作平面运动的构件的三个顺心必在同一条直线上。

23. 用解析法（杆组法）对平面连杆机构作运动分析的过程：P49最后一行开始。

24. 通常将作用在机械上的力分为驱动力和阻力两大类。

25. 机构动态静力分析的方法：图解法、解析法。

26. 用解析法（杆组法）对平面连杆机构作动态静力分析的过程：P56第三点+基本杆组受力是静定的，所以平面机构受力分析可以按基本杆组为单元求解。

受力分析的顺序从已知外力的基本杆组开始。

27. 杆组受力静定条件是未知力数和方程数相等。

即L 2n P 3=。

（与基本杆组构件数与低副数关系相同）28. 移动副自锁的条件：驱动力F 作用在摩擦锥之内（β<ϕ ）。

29. 槽面当量摩擦系数sin v f f =θ 。

（图在P64） 30.轴的当量摩擦系数v f =，较大间隙的轴颈可近似取v f f 。

（摩擦力矩f v M f Gr = ，r 为轴颈半径）31. 摩擦圆：以v f r ρ= 为半径作的圆，ρ为摩擦圆半径。

32. 转动副自锁的条件：驱动力作用线在摩擦圆以内（e <ρ ）。

33. 计及摩擦时四杆机构的受力分析步骤：P6934. 驱动力所做的功（输入功或驱动功）表示为d W ，生产阻力所做的功（输出功或有益功）表示为r W ，克服有害阻力（损耗功）表示为f W 。

则d r f W W W =+。

35. 机械效率的表示形式（分别用功、功率、力（驱动力和阻力））：0000(11)()()F f G r r d d d F G M P F M W P G W P P F M G M η===-=-ξ==== 。

（P69） 36. 机械发生自锁的条件：0η≤ 。

37. 四杆机构设计的基本问题：函数机构设计、轨迹机构设计、导引机构设计。

38. 四杆机构的运动特性：传动特性（连架杆转角曲线）、导引特性（连杆转角曲线）。

（P76）39. 函数机构设计方法：解析法、数值比较法、图解法。

40. 轨迹机构设计方法：实验法、解析法、数值比较法、图谱法。

41. 导引机构设计方法：图解法、解析法、数值法。

第四章1. 凸轮机构分类（P114）。

2. 基本名词术语P117图。

3. 常用的从动件运动规律及适用场合：等速运动，产生刚性冲击，低速场合；等加速等减速，产生柔性冲击，中速运动场合；余弦加速度运动（简谐运动），产生柔性冲击，中速运动场合；正弦加速度运动（摆线运动），无冲击，高速运动场合；3-4-5多项式，无冲击，高速运动场合。

4. 刚性冲击与柔性冲击区别：刚性冲击有无穷大的加速度（速度突变）；柔性冲击有加速度突变。

5. 凸轮机构的压力角（滚子）：滚子回转中心和滚子与凸轮接触点的连线和从动杆的夹角。

6. 为了改善直动从动件盘形凸轮机构的传力性能或减小凸轮尺寸，经常采用偏置式凸轮机构。

（P133图）7. 避免直动从动件盘形凸轮运动失真的方法：减小滚子半径、增大基圆半径。

8. 避免平底从动件盘形凸轮运动失真的方法：减小最大升距或增大相应的凸轮转角、增大基圆半径。

9. 平底从动件盘形凸轮机构，要求凸轮轮廓全部外凸，并根据凸轮廓线不产生尖点的条件确定基圆半径。

（0min max (s s'')r ≥ρ-- ）P13410. 滚子半径的选择（凹、凸）（P134）11. 空间凸轮机构按凸轮形状分类：圆柱凸轮机构、圆锥凸轮机构、弧面凸轮机构、球面凸轮机构。

第五章1. 齿廓啮合基本定律：具有任意齿廓的二齿轮啮合时，其瞬时角速度比值等于齿廓接触点公法线将其中心距分成的两段的反比。

2. 啮合节点：齿轮机构中的相对速度瞬心点。

3. 节圆：节圆是齿轮的相对瞬心线，齿轮的啮合传动相当于两节圆做无滑动的纯滚动。

4. 共轭齿廓：能满足齿廓啮合基本定律实现给定传动比规律的一对齿廓。

5. 共轭齿廓的求法：包络线法、齿廓法线法、动瞬心线法。

齿廓法线法P144图5-4。

6. 渐开线的性质（P146）7. 同一基圆生成的两条同向渐开线等距；同一基圆生成的两条反向等长渐开线法线等长。

8. 渐开线方程：/cos tan K b K K K K Kr r inv =α⎧⎨θ=α=α-α⎩ （渐开线上任一点K 的向径和展角）图在P147。

9. 渐开线齿廓啮合传动特点：传动比恒定不变221211''b b r r i r r == （节圆半径和基圆半径反比）；中心距变动不影响传动比；啮合线为过节点的直线。

10. 啮合角：啮合线与中心连线的垂线的夹角，用'α 表示。

它是节点C 处的压力角。

11. 中心距的变化与啮合角的变化的关系：121212cos ''cos ''r r b b O O O O α=α=+ 。

12. 分度圆：具有标准压力角和标准模数的圆，分度圆上齿厚和齿槽宽相等。

（标准齿轮）13. 法向齿距等于基圆齿距：n b p p = 。

14. 渐开线圆柱齿轮各部分名称与基本参数（P149）。

15. 基本参数：齿数z 、模数m 、分度圆压力角α、齿顶高系数a h *、顶隙系数c *。

16. p m =π ，d mz = 。

17. 渐开线齿廓K 点的压力角arccos()b K Kr r α= 。

分度圆压力角标准值为α=20°。

18. 齿根高f a h h c =+ 。

19. 正常齿：1a h *= ，0.25c *= 。

非标准的短齿：0.8a h *= ，0.3c *=。

20. 齿条主要特点：P152。

内齿轮的主要特点：内齿轮轮廓为内凹齿、齿根圆大于齿顶圆、齿顶圆必须大于基圆。

21. 中心距121()2a m z z =± ，+用于外啮合，-用于内啮合。

22. 渐开线齿廓加工方法：展成法（范成法）（P153图5-12中的c m *）、仿形法。

23. 展成运动（范成运动）：齿轮插刀的节圆与被加工齿轮的节圆相切或齿条刀具的节线与被加工齿轮的分度圆相切并作纯滚动的运动。

刀具有齿轮插刀、齿条插刀和滚齿。

24. 标准齿轮与变位齿轮的加工方法P156。