第一部分 机械原理
第一章 平面机构组成原理及其自由度分析
１ 机构是一种具有确定运动的认为实物组合体。机构的组成要素是构件和运动副。 ２ 零件与构件的区别：零件是加工单元体，而构件是运动单元体。 ３ 面接触的运动副称为低副，点或线接触的运动副称为高副。
根据组成平面低副的相对运动性质又可将其分为转动副和移动副。 ４ 每个转动副或移动副都引入二个约束；每个高副都引入一个约束。
５ 机构运动简图：用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件，(读懂)
并按一定的比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出机构的简明图形称为机构运动简图。 ６ 机构运动简图绘制步骤中注意：选择适当的长度比例尺μ（μ＝实际尺寸（ｍ）/图示长度（mm））,
该比例尺与制图中的比例正好相反。 7 平面机构自由度计算公式（重点）：（见P14例1.1.13）F=3n-2PL-PH
F－平面机构的自由度；n－活动构件数（不包括机架）；PL－低副数；PH－高副数。 8 机构具有确定运动的条件：机构原动件数＝机构的自由度F。
9 复合铰链：k 个构件在同一处组成复合转动副，则其转动副数为（k-1）个。 10 局部自由度：点或线接触的运动副，如凸轮副、齿轮副等。 11 虚约束；重复的约束，只需记住简单的几种形式。
12 高副低代：以低副来代替高副。通常用一构件两低副来代替一个高副或简称为一杆两低副。
这部分参考书上练习题P20题1.1.3。（b）（c）
第二章 平面连杆机构
１ 平面四杆机构中最基本的型式――铰链四杆机构，即所有运动副都为转动副。
２ 铰链四杆机构根据两连架杆是曲柄还是摇杆分为三种基本形式：曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构。 ３ 铰链四杆机构中相邻两构件作整圈转动的条件：① 此两构件中必有一２构件是最短构件；
② 该最短构件与最长构件的长度之和应小于或等于其余两构件长度之和，即lmin+lmax≤l余1+l余2 ４ 铰链四杆机构的类型及其判别条件：（重点） 当lmin+lmax≤l余1+l余2时： 机架为最短杆时，属双曲柄机构； 机架为最短杆的邻杆时，属曲柄摇杆机构； 机架为最短杆的对面杆时，属双摇杆机构；
当lmin+lmax＞l余1+l余2时：只属于双摇杆机构。
５ 平面四杆机构的急回特性：在四杆机构中摇杆回程的平均速度大于工作行程的平均速度的这种性质称为急回特性。急回特性的大小用行程速比系数K表示： K=(180+θ)/(180-θ)或θ＝180度（K-1）/(K+1)。
θ－极位夹角，指摇杆处于两个极限位置时，对应的曲柄所在的两个位置之间所夹的锐角。极位夹角θ越大，K值也越大。
６ 具有急回特性的机构类型：曲柄摇杆机构、偏置的曲柄滑块机构（重点:画极限位置）、摆动导杆机构等。
而对心曲柄滑块机构不具有急回特性。
- 1 -
７ 机构压力角α与传动角γ： 压力角指BC杆对Ｃ点作用力方向与Ｃ点绝对速度方向之间夹的锐角。
此时AB杆为主动件，CD杆为从动件。
压力角的余角γ称为传动角。α越小，γ就越大，机构的传力性能就越好；反之，α越大，γ就越小，
机构的传力越费力，传动效率越低。
- 2 -
在机构设计中规定压力角的最大值[α]或传动角的最小值[γ]，即α≤[α]或γ≥[γ]，以确保机构的传动性能。所以只要找出机构中最大的压力角αmax或者最小的传动角γmin。当γmax为钝角时，180°－γmax为最小的传动角。曲柄滑块机构的最小传动角位置见P32图1.2.33。
第三章 凸轮机构
１ 凸轮机构组成：由凸轮、从动件、机架三个构件组成。 2 对心：指从动件的导路方向通过凸轮的回转中心。 3 基圆：以凸轮轮廓最小向径r0为半径所作的圆。
4 升程：从动件最低位置与最高位置之间的距离，是常量。
5 位移：从动件在任一位置到基圆处轮廓的距离，是变量，随着凸轮转动周期性变化。
6 凸轮机构的压力角α：从动件导路方向与凸轮上接触点法向方向之间所夹的锐角。同样压力角越小传力特性越好。〕
7 压力角与凸轮基本尺寸之间的关系；在给定运动规律后，基圆半径r0越大，压力角α越小。 8 本章练习题P59题1.3.7。
第四章齿轮机构及其设计计算
１ 传动比公式；i12=ω1/ω2=n1/n2=Z2/Z1=r2′/r1′=r2/r1=rb2/rb1；r1′、r2′－相互啮合两齿轮节圆半径；
r1、r2－两齿轮分度圆半径；rb1、rb2－两齿轮基圆半径。
２ 节点：过两齿轮啮合点作公法线nn与连心线O1O2交于P点.,该点成为节点；
以O1、O2为圆心，O1P、O2P为半径所作的两个相切的圆称为节圆。
3 节圆与分度圆的区别；只有当一对齿轮相互啮合传动时，才有节圆，单个齿轮不存在节圆。外啮合齿轮的中心距α′恒等于两轮节圆半径之和，即α′＝r1′+r2′。分度圆是指齿轮中具有标准模数、标准压力角的那个圆，它是计算齿轮其他尺寸的基准；只要齿数和模数确定了，齿轮的分度圆半径就确定了。其计算公式为r=mZ/2。单个齿轮上的参数，有齿顶圆、齿根圆、分度圆和基圆；无节圆；只有当一对齿轮啮合时，才有节点和节圆，节圆直径和半径分用d′和r′表示。只有当一对啮合齿轮的实际中心矩等于标准中心距时，啮合角等于分度圆压力角，两节圆半径才分别等于两分度圆半径，两节圆分别与两分度圆重合。当标准齿轮实际安装中心距α′大于标准中心矩α，即α′ >α时，为非标准安装。此时；节圆与分度圆分离r1′＞r1、r1′r2′＞r2；啮合角大于分度圆压力角即α′＞α；顶隙大于c*m；齿侧产生间隙。
４ 渐开线：当一直线沿一圆周作相切纯滚动时，直线上任一点在该圆所在平面上展开的轨迹，称为该圆的渐开线。该圆称为基圆，半径为rb。
５ 渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直。
６ 渐开线上压力角αk；渐开线上某点法线方向与该点速度方向之间所夹的锐角。
Cosαk=rb/rk；式中：rb－基圆半径，为rk－渐开线上K点的向径。 ７ 渐开线方程：θk=invαk-αk。
８ 渐开线啮合特性：①啮合线为两基圆的某一条内公切线，两基圆得而内公切线有两条，这条公法线是哪一条，取决于主动齿轮的转向。啮合线――两齿轮啮合点在齿轮传动过程中所走过的轨迹。②渐开线齿廓组成的齿轮具有可分性，可分性是指渐开线齿轮中心矩的变化不影响传动比。即两轮实际安装中心矩与设计中心矩稍有偏差，也不会改变原设计的传动比。
９ 齿顶高系数ha*和顶隙系数c*，正常齿制，当m≥1mm时，ha*＝１，c*＝0.25。 10 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式：（考过了）
齿数: Z Z2=i12Z1 模数: m 选取标准值
（分度圆）压力角: α α=20度
- 3 -
齿顶高系数: ha* 正常齿制:ha*=1；短齿制:ha*=0.8
顶隙系数: c* 正常齿制:m≥1时，c*=0.25，m＜1时，c*=0.35；短齿制：c*=0.3 分度圆直径: d d1=mZ1，d2=mZ2 齿顶高: ha ha=ha*m
齿根高: hf hf=(ha*+c*)m
齿顶圆直径: da da1=d1±2ha=(Z1±2ha*)m，da2=d2±2ha=(Z2±2ha*)m
齿根圆直径: df df1=d1±2hf=(Z1±2ha*±2c*)m，df2=d2±2hf=(Z2±2ha*±2c*)m 基圆直径: db db1=d1cosα=mZ1cosα，db2=d2cosα=mZ2cosα 中心距: a a=1/2(d1±d2)=m/2(Z2±Z1) 顶隙: c c=c*m
11 直齿圆柱齿轮的正确啮合条件：m1=m2=m＆α1＝α2＝α，即两相啮合的齿轮的模数和压力角分别相等。
12 无齿侧间隙啮合及标准安装：s1′=e2′或s2′=e1′。
13 一对标准直齿圆柱齿轮按标准中心矩安装时，分度圆必与节圆重合，且必满足无齿侧间隙啮合的几何条件，能实现无齿侧间隙啮合传动。
14 标准齿轮或零变位齿轮：刀具中线与被加工齿轮分度圆相切。
15当ha*=1，α=20度，Zmin=17，即不发生根切的最小齿数。计算题参考P80例题1.4.3。
16 斜齿轮的螺旋方向区分方法：将齿轮轴线竖起来观察，如齿的倾斜方向与轴线成右上方倾斜属于右旋螺旋。反之为左旋螺旋。
17 斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件：①两轮法面模数相等；②两轮法面压力角相等；
③两轮分度圆圆柱面上螺旋角大小相等，外啮合两轮旋向相反；内啮合两轮方向相同。 用公式表示：mn1=mn2=mn αn1=αn2=α β1=±β2 18题1.4.9 （做理论啮合线、节点、节圆）； 19 锥齿轮大端模数为标准值
第五章 轮系及其传动比计算
１ 轮系分类：根据传动时各轮轴线相对机架的位置是否固定，分为定轴轮系和周转轮系。 ２ 定轴轮系：各齿轮轴线位置都是固定的，则这种轮系称为定轴轮系。
３ 周转轮系：轮系在传动时，若其中至少有一个轮系的轴线相对于机架的位置不是固定的，而是绕另一轴线转动，则称为周转轮系。齿轮2兼有自转和公转，故称为行星轮；支撑行星轮2的轴线位置固定的构件H称为系杆；齿轮1和3绕固定轴线O1回转,且与行星轮相啮合，称为中心轮。
图1.5.3周转轮系
周转轮系按其自由度分为：当F=2时为差动轮系；当F=１时为行星轮系。 ４ 定轴轮系的传动比:
i1k=ω1/ωk=所有从动轮齿数的乘积/所有主动轮齿数的乘积 方向：
i1k=ω1/ωk=（-1）m(次方)所有从动轮齿数的乘积/所有主动轮齿数的乘积 m——外啮合的次数
- 4 -
