1. 机械是机构和机器的总称。

2. 机构是一种用来传递与变换运动与力的可动装置。机构由机架、原动件、从动件组成。

3. 机器是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、物料和信息。乃是一种可用来变换和传递能量、物料与信息的机构组合。分为原动机和工作机。

4. 机器原动部分、传动部分、控制部分、执行部分组成。

5. 机构的组成:构件和运动副。

6. 零件是机器中每一个独立制造的单元体。而机器中每一个独立运动的单元体则称为构件。

7. 任何机器都是由若干个（两个以上）构件组合而成的。

8. 把两个构件直接接触而组成的可动的联接称为运动副。而把两构件上能够参加接触而构成运动副的表面称为运动副元素。

9. 空间两构件构成运动副之后的相对自由度与约束数目的关系为：f+s=6 (1=<s<=5)

10. 高副：点或线接触的运动副。低副：面接触的运动副。

11. 运动副按其运动形式分类：转动副，移动副，螺旋副，球面副。

12. 机构自由度:机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目，用F表示。机构原动件数目应等于机构自由度数目（是机构具有确定运动的条件）。

13. 平面机构的结构公式：F=3n-(2P1+Ph);n为活动构件数；P1为低副数；Ph为高副数。

14. 若复合铰链由m个构件组成，则其运动副的数目为m-1个。

15. 局部自由度：是指有些机构中某些构件所产生的不影响其他构件的局部运动的自由度。

16. 虚约束：是指机构中某些运动副带入的对机构运动起重复约束作用的约束。虚约束数目是机构性能的重要指标。虚约束越多，机构制造难度越大。

17. 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而构成的。

18. 基本杆组：最简单的自由度为零的构件组。

1. 速度瞬心为两构件的瞬时转动中心。定义为两构件上瞬时相对速度为零，或者瞬时绝对速度相等的重合点。机构瞬心的数目为K=N(N-1)/2 N=n+1

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机械原理重要概念总结

零件：独立的制造单元 \ 构件：机器中每一个独立的运动单元体 \ 运动副：由两个构件直

接接触而组成的可动的连接 \ 运动副元素：把两构件上能够参加接触而构成的运动副表面

高副：凡两构件通过单一点或线接触而构成的运动副称为高副。

低副：通过面接触而构成的运动副统称为低副。

4. 空间自由运动有6歌自由度，平面运动的构件有3个自由度。

构件的自由度：构件的独立运动数目   \  运动链：构件通过运动副的连接而构成的

可相对运动系统  \  机架：固定的构件 \ 原动件：机构中做独立运动的构件

 从动件：机构中除原动件外其余的活动构件

 运动链→机构：将运动链中的一个构件固定，并且它的一个或几个构件作给定

的独立运动时，其余构件便随之作确定的运动，这样运动链就成了机构

2机构运动简图：表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形。机构运动简图

必须与原机械具有完全相同的运动特性。

  示意图：只为了表明机械的结构，不按比例来绘制简图

3约束和自由度的关系：增加一个约束，构件就失去一个自由度

4机构具有确定运动的条件：机构自由度等于机构的原动件数

5瞬心：在任一瞬间，两构件的运动都可以看作是绕某一重合点的相对转动，该

重合点称为他们的瞬心速度中心

绝对瞬心：运动构件上瞬时绝对速度为零的点

  

相对瞬心：两运动构件上瞬时绝对速度相等的重合点

9连杆机构（低副机构）：若干个构件通过低副联接所组成的机构

10平面四杆机构基本形式：铰链四杆机构

11曲柄：在两连杆中能做整周回转机构

  摇杆：只能在一定角度范围内摆动的构件

 周转副：将两构件能做360°相对转动的转动副

 摆动副：不能将两构件能做360°相对转动的转动副

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机 械 原 理

总 结

                合肥工业大学机械设计制造及其自动化13级6班

目录

0 绪论... 4

0.1 机器的三大特征: 4

0.2 零件和构件的区别：... 4

1 平面机构的结构分析... 4

1.1 运动副... 4

1.2 自由度... 4

2 平面机构的运动分析... 4

2.1 速度瞬心法... 4

2.2 用相对运动图解法求速度和加速度... 5

2.3用解析法求机构的位置、速度和加速度... 5

3 平面连杆机构及其设计... 5

3.1 平面四杆机构的基本形式... 5

3.2 平面四杆机构的主要工作特性：... 5

4 凸轮机构及其设计... 6

4.1 凸轮的分类：... 6

4.2 从动件的运动规律：... 6

4.3 凸轮机构基本尺寸的确定... 7

5 齿轮机构及其设计... 8

5.1 齿轮机构的分类：... 8

5.2 渐开线特性：... 8

5.3 渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮的尺寸：... 9

5.4 渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件... 10

5.5 标准中心距计算... 10

5.6 渐开线齿轮连续传动条件... 11

5.7 齿轮加工方法... 11

5.8 变位齿轮：... 11

5.9 斜齿轮... 13

5.10蜗轮蜗杆... 13

6  轮系及其设计... 14

6.1 轮系分类... 14

6.2 定轴轮系的传动比... 14

6.3 定轴轮系的应用... 14

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机械原理

零件：独立的制造单元

什么叫机械？什么叫机器？什么叫机构？它们三者之间的关系

机械是机器和机构的总称

机器是一种用来变换和传递能量、物料与信息的机构的组合。

讲运动链的某一构件固定机架，当它一个或少数几个原动件独立运动时，其余从动件随之做确定的运动，这种运动链便成为机构。

零件→构件→机构→机器（后两个简称机械）

构件：机器中每一个独立的运动单元体

运动副：由两个构件直接接触而组成的可动的连接

运动副元素：把两构件上能够参加接触而构成的运动副表面

运动副的自由度和约束数的关系f=6-s

运动链：构件通过运动副的连接而构成的可相对运动系统

平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1；引入一个约束的运动副为高副，引入两个约束的运动副为平面低副

机构具有确定运动的条件：机构的原动件的数目应等于机构的自由度数目；根据机构的组成原理，任何机构都可以看成是由原动件、从动件和机架组成

高副：两构件通过点线接触而构成的运动副

低副：两构件通过面接触而构成的运动副

由M个构件组成的复合铰链应包括M-1个转动副

平面自由度计算公式：F=3n-(2Pl+Ph)

局部自由度：在有些机构中某些构件所产生的局部运动而不影响其他构件的运动 虚约束：在机构中有些运动副带入的约束对机构的运动只起重复约束的作用

虚约束的作用：为了改善机构的受力情况，增加机构刚度或保证机械运动的顺利 基本杆组：不能在拆的最简单的自由度为零的构件组

速度瞬心：互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点。若绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心

相对速度瞬心与绝对速度瞬心的相同点：互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的点；不同点：后者绝对速度为零，前者不是

三心定理：三个彼此作平面平行运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上

速度多边形：根据速度矢量方程按一定比例作出的各速度矢量构成的图形

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机械原理重要概念总结

零件：独立的制造单元 \ 构件：机器中每一个独立的运动单元体 \ 运动副：由两个构件直

接接触而组成的可动的连接 \ 运动副元素：把两构件上能够参加接触而构成的运动副表面

高副：凡两构件通过单一点或线接触而构成的运动副称为高副。

低副：通过面接触而构成的运动副统称为低副。

4. 空间自由运动有6歌自由度，平面运动的构件有3个自由度。

构件的自由度：构件的独立运动数目   \  运动链：构件通过运动副的连接而构成的

可相对运动系统  \  机架：固定的构件 \ 原动件：机构中做独立运动的构件

 从动件：机构中除原动件外其余的活动构件

 运动链→机构：将运动链中的一个构件固定，并且它的一个或几个构件作给定

的独立运动时，其余构件便随之作确定的运动，这样运动链就成了机构

2机构运动简图：表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形。机构运动简图

必须与原机械具有完全相同的运动特性。

  示意图：只为了表明机械的结构，不按比例来绘制简图

3约束和自由度的关系：增加一个约束，构件就失去一个自由度

4机构具有确定运动的条件：机构自由度等于机构的原动件数

5瞬心：在任一瞬间，两构件的运动都可以看作是绕某一重合点的相对转动，该

重合点称为他们的瞬心速度中心

绝对瞬心：运动构件上瞬时绝对速度为零的点

  相对瞬心：两运动构件上瞬时绝对速度相等的重合点

9连杆机构（低副机构）：若干个构件通过低副联接所组成的机构

10平面四杆机构基本形式：铰链四杆机构

11曲柄：在两连杆中能做整周回转机构

  摇杆：只能在一定角度范围内摆动的构件

 周转副：将两构件能做360°相对转动的转动副

摆动副：不能将两构件能做360°相对转动的转动副

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机械原理阎绍泽老师课堂第一次作业总结 23,Sept,2011 th《机械原理》第一次作业批改总结

（作业批阅：吴嘉宁）

（1） 作业内容

(A)运动链成为机构的判断

习题：1.2 b, c 若不是机构，请改进，使其成为机构。

(B)运动链（机构）自由度计算

习题：1.5 b, c, d, f 注意复合铰链、局部自由度、虚约束

(C)自测题1-6

（2） 问题与讨论

（A） 往届的作业参考版本已经发到网上，请大家比较一下差距

（B） 大部分同学没有抄题，抄题目不是硬性要求，也不会影响分数的评判。但是，

我的建议是大家把题目抄上去，等到考试之前的复习就不用再回头找书本的原题，可以节省时间，提高效率；

（C） 大家一定要把绘图工具准备好，画图才能美观，以后的凸轮等章节更需要绘

图；另外就是画图要规范，要根据课本p15-p18的要求，不要凭空臆造符号；

（D） 绘图过程中的曲柄用箭头指明运转方向，摇杆标明弧线双向箭头，滑动部件

表明直线段双向箭头；

（E） 机械原理讲究图示表格公式一应俱全，必要的图示不可以省略。如简化后的

机构图。1.5（f）有的同学说“右边的删除”，是右边的哪个部分，请给出图示；

（F） 部分同学1.2题没有按照老师的要求给出修改方案，补充后交给我给分； （G） 1.2(b)中的虚约束有的同学没找到；

（H） 部分同学没有列写自由度计算公式就直接给出数值运算式，需要补充；

（I） 在计算自由度的时候，最好是把所有的情况全考虑上，即使是0也要写上，

以防遗漏。例如某种机构的表达：低副：4，高副；0，局部自由度：0，虚约束：1，之后进行计算；

（J） 对于较复杂的机构，最好是先处理后再进行计算。例如局部自由度小滚轮直

接焊死，虚约束直接删除，画出最精简的图示再进行计算；

（K） 弹簧不能作为构件，是力封闭。因此不能够将弹簧当做活动构件计算:

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机械原理与理论力学中运动学部分的比较与总结

作者：方俊 吴小平

来源：《教育教学论坛》20xx年第52期

摘要：本文笔者通过对机械原理与理论力学中运动学部分的比较，总结并反思了机械原理教材中对运动学问题表述方式与求解方法中存在的缺陷；对机械系专业课程与基础课程内容的衔接以及教学方法的改革提出了自己的见解。

关键词：机械原理；理论力学；运动学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（20xx）52-0096-02

普通高等工科院校机械类各专业所学的《机械原理》课程，内容一般可以归纳为三个部分：机构的结构、机构的运动学以及机器动力学。而其中机构的运动学部分，主要研究了机构各点的轨迹、位移、速度、加速度的求法和机构的运动规律，这与《理论力学》中的运动学部分所研究的内容是一致的。从课程间的关系上看，《机械原理》原本就是以《理论力学》[1]为基础的，因此对于运动学的研究方法和思想也应该是一致的；但事实上，国内大部分机械原理教材对于运动学问题的求解方法与理论力学还是有一些区别的，下面我们将举例详细说明。以组成移动副的两构件重合点间的速度和加速度的求法为例，如图1（a）中的四杆机构，已知机构的位置、各构件长度及构件1的等角速度ω1，求构件3的角速度ω3和角加速度ε3（为表述方便，所有符号以《机械原理》教材为准[2]）。

一、从速度分析看相对运动原理的不同描述

首先看《机械原理》对该问题中相对运动的分析方法：图1中构件2和3组成移动副，构件2上的点B2与构件3上的点B3为组成移动副两构件的重合点，因此可以根据相对运动原理列出相对速度和相对加速度矢量方程式。已知构件1上B的速度为vB1=ω1lAB，方向垂直于AB且指向与ω1转向一致；由于构件1、2用转动副B相联，因此vB1=vB2，构件2、3组成移动副，其重合点B的相对速度矢量方程式为：■=■+■（1）式中■为点B3相对于点B2的运动速度，该矢量等式中仅■与■的大小未知，故可画出速度多边形，如图1（b）所示。接下来通过解三角形或者按速度比例尺作图便可求出■的大小，进而解得构件3的角速度ω3。可以看出，这种方法是以B2为参考点所列出的速度矢量方程，用《理论力学》中点的合成运动理论来解释，就是以B3为动点，并将动系固结在构件2上，此时的点B2实际上就是牵连运动中与动系固结的“牵连点”，因此■就是牵连速度■，■相对速度■，■则是绝对速度■，这就满足了点的速度合成定理■=■+■。但是理论力学在解决该类问题的时候，更习惯于以B2为动点，将动系固结到构件3上。这样做的优点，不仅绝对运动中动点的速度和轨迹比较容易确定，而且牵连运动的形式也更容易判断（动系作定轴转动），牵连点则是任意时刻BC杆上与B2重合

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