人教版 (新课标)选修2选修2-2第三章 机械与传动装置第5节 机械导学案

这是一份人教版 (新课标)选修2选修2-2第三章 机械与传动装置第5节 机械导学案，共20页。

TOC \ "1-3" \h \z \u Hyperlink \l "_Tc46051295"目录PageRef _Tc46051295 \h2
Hyperlink \l "_Tc46051296"第一部分 序言PageRef _Tc46051296 \h3
Hyperlink \l "_Tc46051297"第二部分 知识框架及重难点详解PageRef _Tc46051297 \h3
Hyperlink \l "_Tc46051298"《机械原理》PageRef _Tc46051298 \h3
Hyperlink \l "_Tc46051299"一、本书冲刺建议PageRef _Tc46051299 \h3
Hyperlink \l "_Tc46051300"二、本书知识框架PageRef _Tc46051300 \h3
Hyperlink \l "_Tc46051301"重难点一 第2章 机构的结构分析PageRef _Tc46051301 \h3
Hyperlink \l "_Tc46051302"本章重难点总结PageRef _Tc46051302 \h3
Hyperlink \l "_Tc46051303"重难点二 第3章 平面机构的运动分析PageRef _Tc46051303 \h6
Hyperlink \l "_Tc46051304"本章重难点总结PageRef _Tc46051304 \h6
Hyperlink \l "_Tc46051305"重难点三 第7章 机械的运转及其速度波动的调节PageRef _Tc46051305 \h6
Hyperlink \l "_Tc46051306"本章重难点总结PageRef _Tc46051306 \h6
Hyperlink \l "_Tc46051307"重难点四 第8章 平面连杆机构及其设计PageRef _Tc46051307 \h8
Hyperlink \l "_Tc46051308"本章重难点总结PageRef _Tc46051308 \h8
Hyperlink \l "_Tc46051309"重难点五 第9章 凸轮机构及其设计PageRef _Tc46051309 \h11
Hyperlink \l "_Tc46051310"本章重难点总结PageRef _Tc46051310 \h11
Hyperlink \l "_Tc46051311"重难点六 第10章 齿轮机构及其设计PageRef _Tc46051311 \h11
Hyperlink \l "_Tc46051312"本章重难点总结PageRef _Tc46051312 \h11
Hyperlink \l "_Tc46051313"重难点七 第11章 齿轮系及其设计PageRef _Tc46051313 \h12
Hyperlink \l "_Tc46051314"本章重难点总结PageRef _Tc46051314 \h12
Hyperlink \l "_Tc46051315"第三部分 专业课应试技巧总结指导PageRef _Tc46051315 \h14
Hyperlink \l "_Tc46051316"第四部分 2011机械原理真题PageRef _Tc46051316 \h15
第一部分 序言
第二部分 知识框架及重难点详解
重庆大学大学机电专业，机械原理科目，总计包括1本书，《机械原理》。在本部分中，以参考书为单位，按照章节、重难点、高频考点、命题趋势，进行考点详解与预热，并辅以配套冲刺经典习题作为学习检验和应试提升。此部分内容，是本讲义的核心部分。
《机械原理》
一、本书冲刺建议
本书总计包括14个章节，占考试总分的100%，其中重点章节是第2，3，4，7，8，9，10，11章，
冲刺阶段务必重点关注。在冲刺阶段，同学们应该重点复习考试的难点和重点，达到对整个考试的题型，考试的范围有一个整体的把握
二、本书知识框架
重难点一 第2章 机构的结构分析
本章重难点总结
机构自由度的计算：F=3n－(2PL＋PH)－F’， n为活动构件的数目，PL为机构构件中低副数目，PH为机构中高副的数目，F’为局部自由度数目。
复合铰链：两个以上的构件在同一处以转动副联接所构成的运动副。k个构件组成的复合铰链，有(k-1)个转动副。
局部自由度：机构中某些构件所具有的仅与其自身的局部运动有关的自由度。计算机构的自由度时，可以将产生局部自由度运动的构件与其相连的构件焊接在一起，视为同一构件，以达到除去构件中局部自由度的目的。
虚约束：机构中不起独立限制作用的重复约束。计算机构自由度的时候，可将引入虚约束的运动副或运动链部分除去不计，以达到除去机构中虚约束的目的。
虚约束发生的场合：
⑴ 两构件间构成多个运动副：计算时只能作为一个运动副。

⑵ 两构件上某两点间的距离在运动过程中始终保持不变：点EF之间的距离始终保持不变，则构件5带入虚约束，计算时要除去构件5。
⑶ 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合：构件3与构件2组成的转动副E，引入了一个虚约束，计算时要除去。
⑷ 机构中对传递运动不起独立作用的对称部分：对称布置的两个行星轮21和22以及相应的两个转动副D、C和4个平面高副引入了两个虚约束，计算时要除去。
虚约束的作用：
⑴ 改善构件的受力情况，分担载荷或平衡惯性力，如多个行星轮。
⑵ 增加结构刚度，如轴与轴承、机床导轨。
⑶ 提高运动可靠性和工作的稳定性。
机构自由度计算步骤：（1）仔细看机构，如果有虚约束，从当中找出虚约束，然后除去虚约束；
（2）数清机构中的活动构件数目（不包括机架）；
（3）数清机构中低副数目（移动副和转动副），注意转动副构成的复合铰链；
（4）数清机构中的高副数目；
（5）找出机构中的局部自由度数（一般为滚子的转动）；
（6）将各个数字带入公式进行计算。
高副低代：（1）接触元素为曲线时，用一个双转副杆将两曲线的曲率中心连接；
（2）接触元素之一为直线时，其曲率中心在无穷远处，低代时虚拟构件这一端的转动副将转化成移动副。
拆分杆组的基本步骤：⑴ 计算机构的自由度，确定原动件。
⑵ 将机构中的高副用低副替代。
⑶ 从传动关系上离原动件最远的输出构件开始，依次进行试拆。试拆时，先按II级组试拆，若无法拆除，再试拆高一级别的杆组。（每拆除一个杆组，留下的部分应该是一个与原机构有相同自由度的机构）
⑷ 按所有基本杆组中的最高级别杆组确定该机构的类别。
重难点二 第3章 平面机构的运动分析
本章重难点总结
利用速速瞬心法进行机构的速度分析：
如图所示，已知构件2的角速度w2，求解w4以及w3。
已确定的瞬心P24为构件2，4的等速重合点，故有：
同理，可求得：
三心定理——三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。
速度影像原理：当已知一构件上两点的速度时，则该构件上的其他任意一点的速度可以利用速度影像原理求得，在速度多边形中所求点与已知两点形成的图形与机构简图中三点的图形相似，且字母的顺序方向一致。（注意：速度影像原理只适用于同一构件上的速度求解，不能用于整个机构）
矢量方程图解法进行速度分析的简要步骤：①根据已知条件选取合适的速度矢量列出矢量方程；
②根据矢量方程，选取任意比例尺绘制速度多边形图；
③根据速度影像原理求解需要的速度矢量；
④最后进行题目所要求的速度求解。
重难点三 第7章 机械的运转及其速度波动的调节
本章重难点总结
机械产生周期性速度波动的原因在于驱动功与阻抗功在稳定运转的过程中是不相等的，调节方法一般采用飞轮。
机械产生非周期性速度波动的原因在于驱动功与阻抗功在稳定运转的过程中是不相等的，调节方法一般采用调速器。
机构的等效模型中，取转动构件为等效构件时，（1）等效转动惯量的计算公式：
mi为构件i的质量；Vsi为构件i质心的速度；Jsi为构件i的转动惯量；wi为构件i的角速度；w为等效构件的角速度。
（2）等效力矩的计算公式：
Fi为构件i上作用的力；Vi为构件i质心的速度；αi为Fi与Vi的夹角；Mi为构件i上作用的力矩；w为等效构件的角速度。
取移动副为等效构件的时候，（1）等效质量的计算公式：
mi为构件i的质量；Vsi为构件i质心的速度；Jsi为构件i的转动惯量；wi为构件i的角速度；v为等效构件的速度。
（2）等效力的计算公式：
Fi为构件i上作用的力；Vi为构件i质心的速度；αi为Fi与Vi的夹角；Mi为构件i上作用的力矩；v为等效构件的速度。
能量指示图的绘制：
如图所示，能量指示图是按照比例用向量线段依次表示相应的亏功和盈功，亏功想下画，盈功向上画，由于一个循环的起止位置处的动能相等，所以能量指示图的首尾应该在同一条水平线上，形成封闭的台阶形折线。动能最小处具有最小角速度，动能最大处具有最大角速度。最大盈亏功是折线中最高点和最低点的距离。
飞轮转动惯量的计算公式：
如果，Je