機(jī)械原理期末考試復(fù)習(xí)

1、第二章2-2 2-2 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成 剛性剛性連接在一起的零件連接在一起的零件共同組成共同組成的一個(gè)的一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元 1 構(gòu)件構(gòu)件連桿連桿曲軸曲軸2 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件直接接觸而組成的可動(dòng)聯(lián)接兩構(gòu)件直接接觸而組成的可動(dòng)聯(lián)接 運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素兩個(gè)構(gòu)件參與接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件參與接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的點(diǎn)、線、面點(diǎn)、線、面部分部分運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素A1342CD顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)3.3.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 用用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副代表符號(hào)代表符號(hào)表示的表示的、嚴(yán)格按比例畫嚴(yán)格按比例畫的、的、說明機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的說明機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

2、關(guān)系的簡(jiǎn)化圖形簡(jiǎn)化圖形B2-6 2-6 計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) F =3n-2PL-PH =3 5 5-2-2 7 7- -0 0 =1 =1F =3n-2PL-PH =3 5 5-2-2 6 6- -0 0 =3 =3m m個(gè)構(gòu)件鉸接在一起時(shí)，移動(dòng)副數(shù)目為個(gè)構(gòu)件鉸接在一起時(shí)，移動(dòng)副數(shù)目為m m-1-11.1.復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈123三個(gè)桿件在一處構(gòu)成三個(gè)桿件在一處構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，其轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)副，其轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目為：目為：PL=32=1235614243562.2.局部自由度局部自由度 123F F3 3n n2 2P PL LP PH H- -F F 3 3

3、 3 32 2 31 1- -1 1=1=1 在計(jì)算時(shí)，應(yīng)除去局部自度。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)除去局部自度。 如不剔除局部自由度，計(jì)算的如不剔除局部自由度，計(jì)算的 結(jié)果將比正確值大。結(jié)果將比正確值大。F F3 3n n2 2P PL LP PH H 3 3 2 22 2 21 1=1=1所謂局部自由度：是指機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的不影響其他所謂局部自由度：是指機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的不影響其他構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的自由度構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的自由度F F3 3n n2 2P PL LP PH H 3 3 32 2 31 1=2=22.2.局部自由度局部自由度 123F F3 3n n2 2P PL LP PH H- -F F 3

4、3 3 32 2 31 1- -1 1=1=1 在計(jì)算時(shí)，應(yīng)除去局部自度。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)除去局部自度。 如不剔除局部自由度，計(jì)算的如不剔除局部自由度，計(jì)算的 結(jié)果將比正確值大。結(jié)果將比正確值大。F F3 3n n2 2P PL LP PH H 3 3 2 22 2 21 1=1=1所謂局部自由度：是指機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的不影響其他所謂局部自由度：是指機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的不影響其他構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的自由度構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的自由度F F3 3n n2 2P PL LP PH H 3 3 32 2 31 1=2=23.虛約束虛約束（1）兩構(gòu)件間構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副，移動(dòng)導(dǎo)路平行或重合兩構(gòu)件間構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副，移動(dòng)導(dǎo)路平行

5、或重合（2）兩構(gòu)件構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合兩構(gòu)件構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合-不產(chǎn)生實(shí)際約束效果的不產(chǎn)生實(shí)際約束效果的重復(fù)約束重復(fù)約束312123123虛約束虛約束真實(shí)約束真實(shí)約束真實(shí)約束真實(shí)約束（3）兩構(gòu)件在多處構(gòu)成高副，各接觸點(diǎn)的公法線重合或平行兩構(gòu)件在多處構(gòu)成高副，各接觸點(diǎn)的公法線重合或平行兩處高副兩處高副（相當(dāng)于一個(gè)移動(dòng)低副）（相當(dāng)于一個(gè)移動(dòng)低副）一處高副一處高副虛約束虛約束兩處高副兩處高副（相當(dāng)于一各轉(zhuǎn)動(dòng)低副）（相當(dāng)于一各轉(zhuǎn)動(dòng)低副）BABA 兩活動(dòng)構(gòu)件上兩動(dòng)點(diǎn)的距離始終保持不變兩活動(dòng)構(gòu)件上兩動(dòng)點(diǎn)的距離始終保持不變（4）新增的桿新增的桿EFEF為為虛約束虛約束 F F3n3n2P2PL L

6、P PH H 3 3 2 2 460 0F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 32 2 4 40 0 1 1ABCDFECDABEF注意：注意：當(dāng)不剔除虛約束時(shí)，當(dāng)不剔除虛約束時(shí)，計(jì)算出的結(jié)果比正確值要小計(jì)算出的結(jié)果比正確值要小F F3 3n n2 2P PL LP PH H 3 3 3 3- -2 2 4 - -0 0 1 1簡(jiǎn)化實(shí)圖實(shí)圖AB為虛約束(5(5）用運(yùn)動(dòng)副連接的是兩構(gòu)件上軌跡重合的點(diǎn)用運(yùn)動(dòng)副連接的是兩構(gòu)件上軌跡重合的點(diǎn)46 0F F3 3n n2 2P PL LP PH H 3 3 2 2 034F F3 3n n2 2P PL LP PH H 3 3 2 2 10v

7、在該機(jī)構(gòu)中，在該機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件構(gòu)件2 2上的上的C C2 2點(diǎn)與點(diǎn)與構(gòu)件構(gòu)件3 3上上的的C C3 3點(diǎn)軌跡重合，為虛約束。點(diǎn)軌跡重合，為虛約束。v也可將也可將構(gòu)件構(gòu)件4 4上上的的 D D4 4當(dāng)作虛約束，將當(dāng)作虛約束，將構(gòu)構(gòu)件件4 4及其引入的約束鉸鏈及其引入的約束鉸鏈 D D去掉來計(jì)算，去掉來計(jì)算，效果完全一樣。效果完全一樣。示意圖示意圖行星輪系行星輪系（6）機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分 124F21F212143F31F21F F3 3n n2 2P PL LP PH H 3 3 3-2 3-2 1 1在該機(jī)構(gòu)中，在該機(jī)構(gòu)中，齒輪齒輪3是是齒輪齒輪2的的對(duì)

8、稱部分對(duì)稱部分，為虛約束，為虛約束計(jì)算時(shí)應(yīng)將計(jì)算時(shí)應(yīng)將齒輪齒輪3及其引入的約束去掉及其引入的約束去掉來計(jì)算來計(jì)算同理，若將同理，若將齒輪齒輪2當(dāng)作虛約束去掉，完全一樣當(dāng)作虛約束去掉，完全一樣小結(jié)：小結(jié)：自由度自由度1. 2 . 3 . 4 . 1、復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈計(jì)算在內(nèi)計(jì)算在內(nèi)2、局部自由度局部自由度排除排除3、虛約束虛約束排除排除 2 2）從離原動(dòng)件最遠(yuǎn)的桿組折起從離原動(dòng)件最遠(yuǎn)的桿組折起 3 3）先試拆先試拆級(jí)桿組，不成再考慮按級(jí)桿組，不成再考慮按級(jí)組拆級(jí)組拆典型例題典型例題分析機(jī)構(gòu)的過程分析機(jī)構(gòu)的過程： 1 1）先將機(jī)架、原動(dòng)件與其它構(gòu)件分離先將機(jī)架、原動(dòng)件與其它構(gòu)件分離2314567A

9、BCDEFGHIJ1A23BCD6754EFGHIJ例例2 2局1234567復(fù)41235789例例1F F3 3n n2 2P PL LP PH H 3 3 6 62 2 8 81 1 3 3 7 72 2 9 91 11 1F F3 3n n2 2P PL LP PH H1 1復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈局部自由度局部自由度虛約束虛約束局部自由度局部自由度虛約束虛約束例例2F F3 3n n2 2P PL LP PH H 3 3 2 2 8111 112345678ABCDEF例例5 計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并指出存在的計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并指出存在的復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈、局局部自由度部自由度和和虛約束虛

10、約束處。并說明成為機(jī)構(gòu)的條件。處。并說明成為機(jī)構(gòu)的條件。3 42 5 1 1= - - =32lhFnPP=-解：解：1，2, D處為處為局部自由度局部自由度，E、F處處 有一處為有一處為虛約束虛約束；3, 應(yīng)有一個(gè)起始構(gòu)件應(yīng)有一個(gè)起始構(gòu)件123451234例例6如圖所示為牛頭刨床設(shè)計(jì)方案草圖。如圖所示為牛頭刨床設(shè)計(jì)方案草圖。設(shè)計(jì)思路為：動(dòng)力由設(shè)計(jì)思路為：動(dòng)力由曲柄曲柄1輸入，使輸入，使擺動(dòng)導(dǎo)桿擺動(dòng)導(dǎo)桿3往復(fù)擺動(dòng)，并帶動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)，并帶動(dòng)滑枕滑枕4作作往復(fù)移動(dòng)，以達(dá)到刨削的目的。試問往復(fù)移動(dòng)，以達(dá)到刨削的目的。試問圖示的構(gòu)件組合是否能達(dá)到此目的？圖示的構(gòu)件組合是否能達(dá)到此目的？如果不能，應(yīng)如何改

11、進(jìn)？如果不能，應(yīng)如何改進(jìn)？解解: 1,32lhFnPP=-3 4260= - =2, 該機(jī)構(gòu)不能動(dòng)，修改方案如下：該機(jī)構(gòu)不能動(dòng)，修改方案如下：題圖題圖12345a)12345b)12345d)思考：思考：如果計(jì)算出的機(jī)構(gòu)自由度如果計(jì)算出的機(jī)構(gòu)自由度 F=1 應(yīng)增加一個(gè)什么樣的構(gòu)件？應(yīng)增加一個(gè)什么樣的構(gòu)件？ 小結(jié)：小結(jié)：如果計(jì)算出的機(jī)構(gòu)自由度如果計(jì)算出的機(jī)構(gòu)自由度 F=0 ？課后作業(yè)：課后作業(yè)：2-1、2-2、2-7、2-12， 2-15， 2-18， 2-2112345c)1234題圖題圖應(yīng)增加應(yīng)增加一個(gè)帶有一個(gè)低副一個(gè)帶有一個(gè)低副的構(gòu)件。的構(gòu)件。例例7 7 計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度（若有虛約束、局部

12、自由度和復(fù)合鉸鏈須計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度（若有虛約束、局部自由度和復(fù)合鉸鏈須 指出），分析該該機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng)。并提出改進(jìn)措施。指出），分析該該機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng)。并提出改進(jìn)措施。 LHFnPP=-32= - -=3 32 4 10解：解：1）計(jì)算自由度）計(jì)算自由度2）改進(jìn)措施）改進(jìn)措施該題見教材該題見教材2-811234機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖35112453112411234題圖題圖LHFnPP=-32= - - =3 42 5 1111234511234LHFnPP=-32= - - =3 42 5 11LHFnPP=-32= - -=33232111234題圖題圖例例 計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算

13、下列機(jī)構(gòu)的自由度LHFnPP=-32= - =3 52 71LHFnPP=-32= - =3 52 711234512345課堂練習(xí)題課堂練習(xí)題例例8 計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并確定機(jī)構(gòu)的桿組及機(jī)構(gòu)的級(jí)別。計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并確定機(jī)構(gòu)的桿組及機(jī)構(gòu)的級(jí)別。1A12345678910ABCDEFGHIJK23BCE89IJH7F456DGHK解解: 1. 計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度32lhFnP P=-3 92 1301= - -=2. 拆分桿組拆分桿組該機(jī)構(gòu)為三級(jí)機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)為三級(jí)機(jī)構(gòu)第三章瞬心的數(shù)目瞬心的數(shù)目K=N（N1）/2N構(gòu)件數(shù)（含機(jī)架）構(gòu)件數(shù)（含機(jī)架）瞬心概念小結(jié)瞬心概念小結(jié)在相對(duì)瞬心處

14、：在相對(duì)瞬心處： 兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的絕對(duì)速度相等且不為零兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的絕對(duì)速度相等且不為零兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的相對(duì)速度為零兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的相對(duì)速度為零在絕對(duì)瞬心處：在絕對(duì)瞬心處： 兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的絕對(duì)速度相等且為零兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的絕對(duì)速度相等且為零兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的相對(duì)速度為零兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的相對(duì)速度為零11瞬心的位置瞬心的位置1）轉(zhuǎn)動(dòng)副）轉(zhuǎn)動(dòng)副 轉(zhuǎn)動(dòng)副的瞬心就在轉(zhuǎn)動(dòng)副的瞬心就在轉(zhuǎn)動(dòng)副中心轉(zhuǎn)動(dòng)副中心。2)移動(dòng)副移動(dòng)副 移動(dòng)副的瞬心在移動(dòng)副的瞬心在垂直于導(dǎo)路方向的無窮遠(yuǎn)處垂直于導(dǎo)路方向的無窮遠(yuǎn)處。12P122VBVAB3)3)平面高副平面高副滾動(dòng)副滾動(dòng)副滾滑副滾滑副1122純滾動(dòng)副純滾動(dòng)副122滾滑副

15、滾滑副V12nnPP PA純滾動(dòng)副的瞬心就在其純滾動(dòng)副的瞬心就在其接觸點(diǎn)接觸點(diǎn)上上滾滑副的瞬心在其滾滑副的瞬心在其過接觸點(diǎn)所作的公法線過接觸點(diǎn)所作的公法線上上 轉(zhuǎn)動(dòng)副的瞬心就在轉(zhuǎn)動(dòng)副的瞬心就在轉(zhuǎn)動(dòng)副中心轉(zhuǎn)動(dòng)副中心。移動(dòng)副的瞬心在移動(dòng)副的瞬心在垂直于導(dǎo)路方向的無窮遠(yuǎn)處垂直于導(dǎo)路方向的無窮遠(yuǎn)處。瞬心位置小結(jié)瞬心位置小結(jié)三心定理三心定理矢量方程圖解法的基本原理矢量方程圖解法的基本原理AB 同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系BAABvvv tBAnBAABAABaaaaaa B（B1B2） 兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)方程兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)方程121212BBBBvvv kBBrBBBBa

16、aaa121212 121122BBkBBva 哥氏加速度哥氏加速度 1.哥氏加速度是由于動(dòng)系的牽連運(yùn)動(dòng)含有轉(zhuǎn)動(dòng)成哥氏加速度是由于動(dòng)系的牽連運(yùn)動(dòng)含有轉(zhuǎn)動(dòng)成分而引起的，所以，當(dāng)動(dòng)系所固結(jié)的構(gòu)件作直線移動(dòng)分而引起的，所以，當(dāng)動(dòng)系所固結(jié)的構(gòu)件作直線移動(dòng)時(shí)，牽連角速度為零，不含有哥氏加速度；而當(dāng)動(dòng)系時(shí)，牽連角速度為零，不含有哥氏加速度；而當(dāng)動(dòng)系所固結(jié)的構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則必含有哥氏加速度。所固結(jié)的構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則必含有哥氏加速度。 2.哥氏加速度的大小等于牽連角速度與動(dòng)點(diǎn)對(duì)牽哥氏加速度的大小等于牽連角速度與動(dòng)點(diǎn)對(duì)牽連運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的相對(duì)速度乘積的二倍，方向是將相對(duì)速度連運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的相對(duì)速度乘積的二倍，方向是將

17、相對(duì)速度的指向順著牽連角速度的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)過的指向順著牽連角速度的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)過90121122BBkBBva kBBrBBBBaaaa121212 關(guān)于哥氏加速度關(guān)于哥氏加速度23B2（= 3）VB3B2akB3B2 2(= 3 )桿塊共同轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度桿塊共同轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度方向判定：方向判定：將相對(duì)速度將相對(duì)速度vB3B2 沿牽沿牽連角速度連角速度 2的方向轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)90。特殊情況下：特殊情況下：哥氏加速度可能為零哥氏加速度可能為零Vr=0BB=0B矢量方程圖解法小結(jié)矢量方程圖解法小結(jié)1. 列矢量方程式列矢量方程式 第一步要判明機(jī)構(gòu)的級(jí)別：適用二級(jí)機(jī)構(gòu)第一步要判明機(jī)構(gòu)的級(jí)別：適用二級(jí)機(jī)構(gòu) 第二步分清基本原

18、理中的兩種類型。第二步分清基本原理中的兩種類型。 第三步矢量方程式圖解求解條件：只有兩個(gè)未知數(shù)第三步矢量方程式圖解求解條件：只有兩個(gè)未知數(shù)2. 做好速度多邊形和加速度多邊形做好速度多邊形和加速度多邊形 首先要分清絕對(duì)矢量和相對(duì)矢量的作法，并掌握判別指向首先要分清絕對(duì)矢量和相對(duì)矢量的作法，并掌握判別指向的規(guī)律。其次是比例尺的選取及單位。的規(guī)律。其次是比例尺的選取及單位。3. 注意速度影像法和加速度影像法的應(yīng)用原則和方向注意速度影像法和加速度影像法的應(yīng)用原則和方向4. 構(gòu)件的角速度和角加速度的求法構(gòu)件的角速度和角加速度的求法5. 科氏加速度存在條件、大小、方向的確定科氏加速度存在條件、大小、方向的

19、確定6. 最后說明機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、速度多邊形及加速度多邊形的最后說明機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、速度多邊形及加速度多邊形的作圖的準(zhǔn)確性，與運(yùn)動(dòng)分析的結(jié)果的準(zhǔn)確性密切相關(guān)。作圖的準(zhǔn)確性，與運(yùn)動(dòng)分析的結(jié)果的準(zhǔn)確性密切相關(guān)。MVMCB21344132例例3 求下列機(jī)構(gòu)的所有瞬心求下列機(jī)構(gòu)的所有瞬心P12234P14P23P3411、2、31、4、3P132、3、42、1、4P24nnP24P12P34P34P34P34P13P131P23P14P24四、圖示為機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖和相應(yīng)速度加速度圖四、圖示為機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖和相應(yīng)速度加速度圖(10) 在速度、加速度圖上標(biāo)出各矢量所表示的相在速度、加速度圖上標(biāo)出各矢量所表示的相應(yīng)速度、加

20、速度矢量應(yīng)速度、加速度矢量 速度加速度矢量為已知條件，寫出速度加速度矢量為已知條件，寫出D點(diǎn)的速點(diǎn)的速度加速度方程式度加速度方程式第四章作用在機(jī)械上的力作用在機(jī)械上的力驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力阻抗力阻抗力有效阻力有效阻力有害阻力有害阻力驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力驅(qū)使機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)使機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力。驅(qū)動(dòng)力與其作用點(diǎn)的速度的力。驅(qū)動(dòng)力與其作用點(diǎn)的速度 方向相同或成銳角方向相同或成銳角，其所作的功為，其所作的功為正功正功。阻抗力阻抗力阻止機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力。阻抗力與其作用點(diǎn)的速度阻止機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力。阻抗力與其作用點(diǎn)的速度方向方向相反或成鈍角相反或成鈍角，其所作的功為，其所作的功為負(fù)功負(fù)功。驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力阻抗力阻抗力12F21V1290V12

21、90F21例例 一滑塊置于升角為一滑塊置于升角為的斜面的斜面2上，上，G 為作用在滑塊為作用在滑塊 1 上的鉛錘上的鉛錘 載荷。求使滑塊載荷。求使滑塊 1 沿斜面沿斜面 2 等速上升（正行程）時(shí)所需的水等速上升（正行程）時(shí)所需的水 平驅(qū)動(dòng)力平驅(qū)動(dòng)力 F ；求使滑塊求使滑塊 1 沿斜面沿斜面 2 等速下滑時(shí)的力等速下滑時(shí)的力F.GFnnV12解：解：1 分析受力（正行程）分析受力（正行程）已知力已知力:G未知力：未知力：F、FR21FR212 取力比例尺作圖求解取力比例尺作圖求解）圖示力大?。ǎ┱鎸?shí)力大?。╩mPN滑塊勻速上滑時(shí)力平衡條件：滑塊勻速上滑時(shí)力平衡條件： 所受三力匯交于一點(diǎn)，且三力所

22、受三力匯交于一點(diǎn)，且三力力矢為首尾相交的封閉圖形。力矢為首尾相交的封閉圖形。b021RFFGcaG21RFFPbcF)tan(GF21nnV12F，3 分析滑塊反行程受力分析滑塊反行程受力FR21，已知力：已知力： G（驅(qū)動(dòng)力）（驅(qū)動(dòng)力）FR21，F(xiàn)，未知力：未知力：、4 作圖求解作圖求解baG21RFF)tan(GFGcPacF 例例4 41 1 如圖所示為一四桿機(jī)構(gòu)。曲柄如圖所示為一四桿機(jī)構(gòu)。曲柄1 1為主動(dòng)件，為主動(dòng)件， 在力矩在力矩M M1 1的作用下沿的作用下沿1 1方向轉(zhuǎn)動(dòng)，試求轉(zhuǎn)動(dòng)副方向轉(zhuǎn)動(dòng)，試求轉(zhuǎn)動(dòng)副 B B、C C中作用力方向線中作用力方向線的位置，若的位置，若M M1 1為

23、已知，求構(gòu)件為已知，求構(gòu)件3 3上作用的力矩上作用的力矩M M3 3。 圖中圖中虛線小虛線小圓為摩擦圓圓為摩擦圓，解題時(shí)不考慮構(gòu)件的自重及慣性力。，解題時(shí)不考慮構(gòu)件的自重及慣性力。解：解：考慮摩擦?xí)r，各轉(zhuǎn)動(dòng)副處的考慮摩擦?xí)r，各轉(zhuǎn)動(dòng)副處的反力作用線應(yīng)切于摩擦圓反力作用線應(yīng)切于摩擦圓，但切點(diǎn)位置應(yīng)根據(jù)構(gòu)件間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系來確定。但切點(diǎn)位置應(yīng)根據(jù)構(gòu)件間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系來確定。1. 作機(jī)構(gòu)的作機(jī)構(gòu)的第二位置圖第二位置圖以確定各構(gòu)件間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系（圖以確定各構(gòu)件間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系（圖b所所示）。示）。ABCD1234M313M112123ABCD1234（b）（c）2. 先取先取二力桿二力桿BC桿桿分析受

24、力。分析受力。MABCD123413M1BC2FR12FR322123課后作業(yè)：課后作業(yè)：4-11、4-13、4-14由圖可知，由圖可知，BCBC桿受拉力桿受拉力作用，其作用，其拉力拉力F FR12R12、 F FR32R32應(yīng)分別應(yīng)分別切于切于B B、C C處的摩擦圓處的摩擦圓，且，且F FR12R12對(duì)對(duì)B B點(diǎn)所取的力矩點(diǎn)所取的力矩應(yīng)與應(yīng)與2121轉(zhuǎn)向相反，轉(zhuǎn)向相反， F FR32R32對(duì)對(duì)C C點(diǎn)所取的力矩應(yīng)與點(diǎn)所取的力矩應(yīng)與2323轉(zhuǎn)向相反（圖轉(zhuǎn)向相反（圖c c）所示。）所示。lABCD1234FR12FR32M1AB1FR21FR41由圖可知，由圖可知，AB桿桿在在B點(diǎn)點(diǎn)受受FR2

25、1作用，與作用，與FR12為一對(duì)作用力（等值、為一對(duì)作用力（等值、反向、共點(diǎn)），在反向、共點(diǎn)），在A點(diǎn)受點(diǎn)受FR41作用作用， FR41對(duì)對(duì) A點(diǎn)點(diǎn)所取的力矩應(yīng)與所取的力矩應(yīng)與1轉(zhuǎn)向相反，轉(zhuǎn)向相反， FR21 、 FR41分別切于分別切于A、B處的處的摩擦圓摩擦圓.1021lFMRlMFR1213. 取取AB桿桿分析受力。分析受力。M11FR23FR43求得求得:4323RRFF （e）ABCD123432M3CD33423l FR12FR324. 取構(gòu)件取構(gòu)件3作受力分析。作受力分析。 構(gòu)件構(gòu)件3在在C點(diǎn)點(diǎn)所受的力所受的力FR23與與FR32符合作用力反作用力的關(guān)系，符合作用力反作用力的關(guān)系

26、，其方向和作用位置如圖（其方向和作用位置如圖（e）所示）所示;構(gòu)件構(gòu)件3在在D點(diǎn)點(diǎn)受到的機(jī)架反力受到的機(jī)架反力FR43對(duì)對(duì)D點(diǎn)點(diǎn)之矩與之矩與3轉(zhuǎn)向相反（圖轉(zhuǎn)向相反（圖e所示）。所示）。lRlFM 233M334lRlF 121221RRFF 例例4 44 4 如圖所示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸如圖所示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸（包括（包括轉(zhuǎn)動(dòng)副的半徑轉(zhuǎn)動(dòng)副的半徑r r），各運(yùn)動(dòng)副中的），各運(yùn)動(dòng)副中的摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)f f，作用在，作用在滑塊上的滑塊上的水平阻力水平阻力為為F Fr r，試對(duì)該機(jī)構(gòu)在圖示位置進(jìn)行力分析，試對(duì)該機(jī)構(gòu)在圖示位置進(jìn)行力分析（各構(gòu)件的重力及慣性力均略而

27、不計(jì)），并確定加于點(diǎn)（各構(gòu)件的重力及慣性力均略而不計(jì)），并確定加于點(diǎn)B B與與曲曲柄柄ABAB垂直的垂直的平衡力平衡力F Fb b的大小。的大小。解解： 1. 根據(jù)已知條件作出各根據(jù)已知條件作出各轉(zhuǎn)動(dòng)副處的轉(zhuǎn)動(dòng)副處的摩擦圓摩擦圓（a圖中虛圖中虛線小圓）。線小圓）。 2. 作第二位置圖作第二位置圖,以判斷構(gòu)件以判斷構(gòu)件3相對(duì)于構(gòu)件相對(duì)于構(gòu)件2、4的的相對(duì)轉(zhuǎn)向關(guān)相對(duì)轉(zhuǎn)向關(guān)系系（圖（圖（b）所示）。）所示）。（a）（b），1234ABC ，32FbFr234ABC1234 V414. 滑快滑快4受三個(gè)匯交力作用，受三個(gè)匯交力作用，三力構(gòu)成封閉力矢多邊形三力構(gòu)成封閉力矢多邊形3. 二力桿二力桿BC 桿

28、桿兩端受壓，兩端受壓， FR23對(duì)對(duì)B點(diǎn)點(diǎn)所取力矩應(yīng)與所取力矩應(yīng)與32相相反，反，F(xiàn)R43對(duì)對(duì)C點(diǎn)點(diǎn)所取力矩應(yīng)與所取力矩應(yīng)與34相反。相反。34323BC3234C4FR34FR43FR23FR14FR14234ABC1Fr課后作業(yè)：課后作業(yè)：4 -1、4 -3 4-6、4-11、4-13、4-14FR32FR34Frb最后求得最后求得:PbadFV414FR34FR14FR43FR23234ACFbC2ABFbFR32FraFR14FR12FR12FbBdcFr2第五章機(jī)械的效率和自鎖第五章機(jī)械的效率和自鎖5-1 機(jī)械的效率機(jī)械的效率關(guān)于機(jī)械系統(tǒng)中，關(guān)于機(jī)械系統(tǒng)中，輸入功輸入功、輸出功輸出功

29、、損失功損失功的解釋：的解釋：輸入功輸入功在一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)力（或驅(qū)動(dòng)力矩）所作的功在一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)力（或驅(qū)動(dòng)力矩）所作的功 稱為輸入功，用稱為輸入功，用Wd 表示表示;輸出功輸出功在一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中，克服工作阻力（或驅(qū)動(dòng)力矩）所在一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中，克服工作阻力（或驅(qū)動(dòng)力矩）所 作的功，稱為輸出功，用作的功，稱為輸出功，用Wr 表示表示;損失功損失功在一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中，克服有害阻力（如摩擦阻力、空）在一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中，克服有害阻力（如摩擦阻力、空） 氣阻力等）所作的功，稱為損失功，用氣阻力等）所作的功，稱為損失功，用Wf表示表示; 機(jī)械在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期，機(jī)械在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期，輸入功輸入功等于等于

30、輸出功輸出功與與損耗功損耗功之和，即：之和，即：frdWWW以功率的形式表示，則有：以功率的形式表示，則有：frdNNNdfdrddNNNNNN將上式等號(hào)兩邊同除以輸入功率將上式等號(hào)兩邊同除以輸入功率Nd ,得：得：dfdrNNNN1令式中令式中:drNN得到機(jī)械效率的表達(dá)式為：得到機(jī)械效率的表達(dá)式為：dfNN1令：令：dfdfWWNN機(jī)械損失系數(shù)機(jī)械損失系數(shù)1由于機(jī)械摩擦不可避免，故必有：由于機(jī)械摩擦不可避免，故必有：, 01效率恒小于一效率恒小于一小結(jié)：小結(jié)：用驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩表示的效率公式為：用驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩表示的效率公式為：用工作阻力或工作阻力矩表示的效率公式為：用工作阻力或工作阻力

31、矩表示的效率公式為：MMFF0000MMGGM00、F理想驅(qū)動(dòng)力、理想驅(qū)動(dòng)力矩；理想驅(qū)動(dòng)力、理想驅(qū)動(dòng)力矩；MF、實(shí)際驅(qū)動(dòng)力、實(shí)際驅(qū)動(dòng)力矩；實(shí)際驅(qū)動(dòng)力、實(shí)際驅(qū)動(dòng)力矩；M00、G理想工作阻力、理想工作阻力矩；理想工作阻力、理想工作阻力矩；MG、實(shí)際工作阻力、實(shí)際工作阻力矩；實(shí)際工作阻力、實(shí)際工作阻力矩；3. 自鎖自鎖（1）移動(dòng)副的自鎖條件）移動(dòng)副的自鎖條件（2）轉(zhuǎn)動(dòng)副的自鎖條件）轉(zhuǎn)動(dòng)副的自鎖條件a（3）用效率描述自鎖）用效率描述自鎖（4）從工作阻力描述自鎖）從工作阻力描述自鎖00 Q本章作業(yè)：本章作業(yè)：5-2，5-5 5-8，5-10。8 83 3 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí) 曲

32、柄與機(jī)架重疊共線位置曲柄與機(jī)架重疊共線位置1 .1 .平面四桿有曲柄的條件平面四桿有曲柄的條件在四桿機(jī)構(gòu)中有在四桿機(jī)構(gòu)中有整轉(zhuǎn)副整轉(zhuǎn)副的條件是的條件是曲柄曲柄能占據(jù)能占據(jù)整周回轉(zhuǎn)整周回轉(zhuǎn)中中的任何位置，其中的任何位置，其中兩個(gè)重要位置兩個(gè)重要位置為：為： 曲柄與機(jī)架拉直共線位置曲柄與機(jī)架拉直共線位置 abab，acac，adad三式聯(lián)立得：三式聯(lián)立得：CADdab cDCB 在在中：中：cbda acbdcDCABdba在在 中：中：DCB )(adcb dcba )(adbc dbca acdbcbda在在 中：中：DCB 1 1）最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)其他兩桿

33、長(zhǎng)度之和其他兩桿長(zhǎng)度之和a+d b+ca+d b+ca+b c+da+b c+da+c b+da+c b+d由公式：由公式：得出以下結(jié)論：得出以下結(jié)論：2 2）曲柄為最短桿曲柄為最短桿（最短桿為連架桿之一或機(jī)架）（最短桿為連架桿之一或機(jī)架）B BA AC CD Dabab，acac，adad由公式：由公式：得出以下結(jié)論：得出以下結(jié)論：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（曲柄為連架桿）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（曲柄為連架桿）雙曲柄機(jī)構(gòu)（曲柄為機(jī)架）雙曲柄機(jī)構(gòu)（曲柄為機(jī)架）C CD DB BA A 討論討論1 1 （1 1）當(dāng)已判明四桿機(jī)構(gòu)有曲柄存在時(shí)當(dāng)已判明四桿機(jī)構(gòu)有曲柄存在時(shí), ,取不同構(gòu)件為取不同構(gòu)件為 機(jī)架會(huì)得到不同的機(jī)構(gòu)

34、：機(jī)架會(huì)得到不同的機(jī)構(gòu)： 討論討論2 2 （2 2）當(dāng)已判明四桿機(jī)構(gòu)無曲柄存在時(shí)當(dāng)已判明四桿機(jī)構(gòu)無曲柄存在時(shí), ,取任何構(gòu)件為取任何構(gòu)件為機(jī)架只能得到機(jī)架只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 取與最短桿相鄰的構(gòu)件為機(jī)架則為取與最短桿相鄰的構(gòu)件為機(jī)架則為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 取與最短桿相對(duì)的構(gòu)件為機(jī)架則為取與最短桿相對(duì)的構(gòu)件為機(jī)架則為雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)取最短桿為機(jī)架則為取最短桿為機(jī)架則為雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 極位夾角：極位夾角：當(dāng)機(jī)構(gòu)處在兩極位時(shí)，原動(dòng)件曲柄所在的當(dāng)機(jī)構(gòu)處在兩極位時(shí)，原動(dòng)件曲柄所在的 兩個(gè)特殊位置（與連桿的共線位置）之間所夾的銳角兩個(gè)特殊位置（與連桿的共線位置）之間所夾的銳角稱為稱

35、為極位夾角極位夾角。 極位：極位： 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)， 搖桿處在兩個(gè)極限位置，簡(jiǎn)稱搖桿處在兩個(gè)極限位置，簡(jiǎn)稱極位極位。 2 2 急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)1 1）急回運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)特性）急回運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)特性ADC2B2B1C1搖桿的最大擺角：搖桿的最大擺角： 注意注意：急位夾角為曲柄急位夾角為曲柄兩特殊位置間所夾銳角兩特殊位置間所夾銳角CB 1ADCBBCCBCBCB關(guān)于行程速比系數(shù)的討論關(guān)于行程速比系數(shù)的討論180180K11180KK（1 1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)具有急回特征的條件：）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)具有急回特征的條件：, 1K

36、0（2 2） K急回特征越顯著急回特征越顯著（3 3） 與與 的關(guān)系：的關(guān)系：（4 4） 機(jī)構(gòu)急回特性用于非工作行程可以節(jié)省時(shí)間機(jī)構(gòu)急回特性用于非工作行程可以節(jié)省時(shí)間本節(jié)課后作業(yè)：本節(jié)課后作業(yè)：8-18-3，8-58-9 K ; 時(shí)時(shí) , K11 13 32 21 13 32 21 12 23 31 12 23 312lH 1 13 32 21 13 32 21 13 32 21 12 23 33 31 12 22 21 13 3H00曲柄滑塊機(jī)構(gòu)急回特征的判斷曲柄滑塊機(jī)構(gòu)急回特征的判斷結(jié)論：結(jié)論：1. 1.對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 沒有急回特性；沒有急回特性； 2. 2.偏心式曲

37、柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 具有急回特性，且偏心具有急回特性，且偏心 距越大，急回特征越明顯。距越大，急回特征越明顯。eA1 12 23 3C12 21 13 3C2B2C1B11 12 23 3C2擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)急位夾角的判斷擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)急位夾角的判斷擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)m mn nD D22A Aa問題：?jiǎn)栴}：擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的演化原型擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的演化原型？滑塊的原型滑塊的原型導(dǎo)桿的原型導(dǎo)桿的原型d d本節(jié)課后作業(yè)：本節(jié)課后作業(yè)：8-18-3，8-5 8-9B1B23. 3. 四桿機(jī)構(gòu)的壓力角四桿機(jī)構(gòu)的壓力角、傳動(dòng)角傳動(dòng)角和和死點(diǎn)死點(diǎn) F傳動(dòng)角傳動(dòng)角 ：與壓力角互余的角。與壓力角互余的角

38、。壓力角壓力角從動(dòng)桿從動(dòng)桿( (運(yùn)動(dòng)輸出件運(yùn)動(dòng)輸出件) )活動(dòng)鉸鏈點(diǎn)上活動(dòng)鉸鏈點(diǎn)上力作用線力作用線 ( (不考慮摩擦不考慮摩擦) )與該點(diǎn)與該點(diǎn)絕對(duì)速度方位線絕對(duì)速度方位線所夾的所夾的銳角銳角. . 當(dāng)當(dāng)9090時(shí)時(shí), ,是是的的對(duì)頂角對(duì)頂角；為連桿與搖桿之間所夾的位置角為連桿與搖桿之間所夾的位置角本節(jié)課后作業(yè)：本節(jié)課后作業(yè)：8-18-3，8-5 8-9CABDDBACF當(dāng)當(dāng) 90 90時(shí)，時(shí)，與與互補(bǔ)互補(bǔ)傳動(dòng)角傳動(dòng)角比壓力角比壓力角更更直觀，故一般用傳動(dòng)角直觀，故一般用傳動(dòng)角來描述機(jī)構(gòu)的傳力性能。來描述機(jī)構(gòu)的傳力性能。本節(jié)課后作業(yè)：本節(jié)課后作業(yè)：8-18-3，8-5 8-9ntt設(shè)計(jì)時(shí)要求設(shè)

39、計(jì)時(shí)要求: :minmin5050切向分力切向分力: :法向分力法向分力: :切向分力切向分力F 越大，機(jī)構(gòu)的越大，機(jī)構(gòu)的傳力性能越傳力性能越好好，法向分力，法向分力 FF越大，機(jī)構(gòu)的傳力性能越越大，機(jī)構(gòu)的傳力性能越差差結(jié)論：結(jié)論：為保證機(jī)構(gòu)的傳力為保證機(jī)構(gòu)的傳力性能，壓力角性能，壓力角不能不能過大過大，傳動(dòng)角，傳動(dòng)角不能不能過小過小。FF壓力角壓力角 、傳動(dòng)角、傳動(dòng)角對(duì)傳動(dòng)性能的影響對(duì)傳動(dòng)性能的影響B(tài)DCA F FF TcosFF cosFF sinF minmin出現(xiàn)的位置出現(xiàn)的位置：即此位置一定是：即此位置一定是：主動(dòng)件主動(dòng)件與與機(jī)架機(jī)架共線兩位置之一共線兩位置之一。ABDCABDC曲柄

40、與機(jī)架拉直共線曲柄與機(jī)架拉直共線曲柄與機(jī)架重疊共線曲柄與機(jī)架重疊共線 與與 相比較，相比較，其較小者為機(jī)構(gòu)的其較小者為機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角最小傳動(dòng)角。minmin 當(dāng)當(dāng) 最小或最大時(shí)，都有可能出現(xiàn)最小或最大時(shí)，都有可能出現(xiàn)minmaxminminmin 死點(diǎn)死點(diǎn)4ABCD231機(jī)構(gòu)出現(xiàn)死點(diǎn)位置的條件機(jī)構(gòu)出現(xiàn)死點(diǎn)位置的條件當(dāng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的搖桿為主當(dāng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的搖桿為主 動(dòng)構(gòu)件，曲柄為從動(dòng)構(gòu)件時(shí)；動(dòng)構(gòu)件，曲柄為從動(dòng)構(gòu)件時(shí)；死點(diǎn)出現(xiàn)的位置死點(diǎn)出現(xiàn)的位置曲柄與連桿的兩次共線位置；曲柄與連桿的兩次共線位置；死點(diǎn)出現(xiàn)的原因死點(diǎn)出現(xiàn)的原因曲柄所曲柄所受力的力線恰好通過曲受力的力線恰好通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心，此

41、時(shí)傳柄的回轉(zhuǎn)中心，此時(shí)傳動(dòng)角動(dòng)角=0=032R12RBC21221RR 21RB1Ah一般位置討論一般位置討論M41R死點(diǎn)出現(xiàn)的位置死點(diǎn)出現(xiàn)的位置曲柄與連桿的兩次共線位置；曲柄與連桿的兩次共線位置；死點(diǎn)出現(xiàn)的原因死點(diǎn)出現(xiàn)的原因曲柄所曲柄所受力的力線恰好通過曲受力的力線恰好通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心，此時(shí)柄的回轉(zhuǎn)中心，此時(shí)=90=90傳動(dòng)角傳動(dòng)角=0=0 90由切向分力公式由切向分力公式: :死點(diǎn)位置討論死點(diǎn)位置討論得：得：AC1B1D1234FFFB2C2D23A1F 90cosFF sinF cosFF 90cosFsinF 0sinF 0 0 F0 FA例例1 求下列曲柄滑塊機(jī)構(gòu)該位置的壓力角求下

42、列曲柄滑塊機(jī)構(gòu)該位置的壓力角、傳動(dòng)角、傳動(dòng)角， 最小傳動(dòng)角位置，沖程最小傳動(dòng)角位置，沖程H、極位夾角、極位夾角。設(shè)曲柄主動(dòng)。設(shè)曲柄主動(dòng)。minmin minmin 1 12 2BC3BCVFA1 13 32 2（a）BCFCVH0例例 求下列曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的沖程求下列曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的沖程H、極位夾角、極位夾角，正、反行程。正、反行程。1 13 32 2CABe求沖程求沖程H、極位夾角、極位夾角。1 13 32 2BCB21 12 23 3C21 12 23 3C1B1AB2C22工作行程工作行程空回行程空回行程3 3B11 12 2C1 1本節(jié)課后作業(yè)：本節(jié)課后作業(yè)：8-18-3，8-5 8-9H

43、例例2 設(shè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿件長(zhǎng)度設(shè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿件長(zhǎng)度 ,240mma mmb600,400mmc .500mmd 試回答下列問題試回答下列問題:1.當(dāng)取桿當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿（ ）為曲柄？此時(shí)該機(jī)構(gòu)為（）為曲柄？此時(shí)該機(jī)構(gòu)為（ ）機(jī)構(gòu)？）機(jī)構(gòu)？2.要使機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機(jī)架？）為機(jī)架？ 3.要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機(jī)架？）為機(jī)架？ 且其且其 長(zhǎng)度的允許變動(dòng)范圍為（長(zhǎng)度的允許變動(dòng)范圍為（ ）4.如將桿如將桿4的長(zhǎng)度改為的

44、長(zhǎng)度改為d=400mm， 其它各桿長(zhǎng)度不變，則分別以其它各桿長(zhǎng)度不變，則分別以1、 2、3桿為機(jī)架時(shí)，所獲得的機(jī)桿為機(jī)架時(shí)，所獲得的機(jī) 構(gòu)為（構(gòu)為（ ）機(jī)構(gòu)？）機(jī)構(gòu)？ ABCDabcd12341.當(dāng)取桿當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿（為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿（ ） 為曲柄？此時(shí)該機(jī)構(gòu)為（為曲柄？此時(shí)該機(jī)構(gòu)為（ ）機(jī)構(gòu)？）機(jī)構(gòu)？ABCDabcd1234解：解：根據(jù)桿長(zhǎng)條件根據(jù)桿長(zhǎng)條件:mma240 mmb600 mmc400 .500mmd ba dcdcba 曲柄搖桿曲柄搖桿2.要使機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機(jī)架

45、？）為機(jī)架？ 11840600240 900500400 該機(jī)構(gòu)有曲柄存在。該機(jī)構(gòu)有曲柄存在。例例5 假設(shè)圖示導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)各部尺寸為已知，假設(shè)圖示導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)各部尺寸為已知，求：求： 1 . 該機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件；該機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件； 2 . 圖示位置機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角；圖示位置機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角； 3. 擺動(dòng)導(dǎo)桿的最大擺角擺動(dòng)導(dǎo)桿的最大擺角和極位夾角和極位夾角； 4. 最小傳動(dòng)角位置。最小傳動(dòng)角位置。DDBDCDll CDBDlblaba 解：解：1.2. 滑塊為二力桿滑塊為二力桿nnABCab312VB3F090 3. 擺動(dòng)導(dǎo)桿的最大擺角擺動(dòng)導(dǎo)桿的最大擺角和極位夾角和極位夾角 ； 4. 最小

46、傳動(dòng)角位置和最小傳動(dòng)角值。最小傳動(dòng)角位置和最小傳動(dòng)角值。CABACACB1一般位置的傳動(dòng)角一般位置的傳動(dòng)角 90 90 90B2FVB3FVB3結(jié)論結(jié)論？FVB3FVB31234B1234BADab例例6 在圖示的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知在圖示的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知LAB=30mm，試問：，試問：（1）若機(jī)構(gòu)成為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)時(shí)，）若機(jī)構(gòu)成為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)時(shí)，LAD 的最小值為多少？的最小值為多少？（2）若）若LAD=60mm，LAB的最大值為多少？的最大值為多少？（3）如果如果LAB=60mm,若使該機(jī)構(gòu)成為若使該機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件？轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件？（4）該機(jī)構(gòu)的極位夾角）該機(jī)構(gòu)的極位夾角。(在

47、在b圖上畫圖上畫) 解解（1）分析：分析：該機(jī)構(gòu)的原型為該機(jī)構(gòu)的原型為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABl曲柄曲柄滑塊滑塊原連桿原連桿ADl機(jī)架機(jī)架原搖桿原搖桿擺動(dòng)導(dǎo)桿擺動(dòng)導(dǎo)桿BADab（1）若機(jī)構(gòu)成為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)時(shí)，若機(jī)構(gòu)成為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)時(shí)，LAD的最小值為多少？的最小值為多少？該機(jī)構(gòu)的原型為該機(jī)構(gòu)的原型為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)CC該機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件為該機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件為ABBCADCDllllABCDADBCllll或者或者由于由于CBCDllABADll所以有所以有即：即：ADl的最小值為的最小值為30mm（2）若）若LAD=60mm，LAB的最大值為多少？的最大值為多少？由由ABADl

48、l知：知：max60ABlmmBADab（3）如果如果LAB=60mm,若使該機(jī)構(gòu)成為若使該機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件？轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件？機(jī)架為最短桿，并且滿足機(jī)架為最短桿，并且滿足 曲柄存在條件曲柄存在條件0ADABll即：即：060ADlmm（4）該機(jī)構(gòu)的極位夾角該機(jī)構(gòu)的極位夾角。 ADBB ABCDabcd3.要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機(jī)架？）為機(jī)架？ 且其且其 長(zhǎng)度的允許變動(dòng)范圍為（長(zhǎng)度的允許變動(dòng)范圍為（ ）3解：解：1 mma240 mmb600 ,400mmc .500mmd dbca adbc 240500600 mm860 滿足

49、曲柄存在條件滿足曲柄存在條件（1）a桿為最短桿，桿為最短桿，C桿為最長(zhǎng)桿時(shí)桿為最長(zhǎng)桿時(shí)（2）a 桿為最短桿，桿為最短桿，C桿為一般桿時(shí)桿為一般桿時(shí)dcba dbac 500600240 mm340 mmc860 mmc340 340mmc 860mm問題：?jiǎn)栴}：能否設(shè)能否設(shè)c 為最短桿為最短桿?3.要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機(jī)架？）為機(jī)架？ 且其且其 長(zhǎng)度的允許變動(dòng)范圍為（長(zhǎng)度的允許變動(dòng)范圍為（ ）3（3）假設(shè)假設(shè)C桿為最長(zhǎng)桿，桿為最長(zhǎng)桿，則有：則有：cdba 500600240 mm340 dbacdbca mmc340 mma240 mmb6

50、00 ,400mmc .500mmd （2）假設(shè)假設(shè)C桿為一般桿，桿為一般桿，則有：則有：2.不滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件 （1）假設(shè)假設(shè)C桿為最短桿，桿為最短桿，則有：則有：dacb bdac 600500240 mm140 adbc 240500600 mm860 mmc860 mmc140 340mmc 860mm140mm c 340mm, 860mm c 1340mm dbaCmmc1340 mm1340 500600240140mm a = ( A C2A C1)/ 2 作作C1C2P=90, ,交于交于P;, , A C2= b+a,9090-PB2以以A為圓心，為圓心，

51、A C1為半徑作弧交于為半徑作弧交于E, ,2 按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù) K 設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)b b = BC = ( A C1 +A C2)/ 2得得: :C1C2DAEo= =( A C2A C1)/ 2 , ,C C2 2E E2 2AB=a腰長(zhǎng)為腰長(zhǎng)為CD，擺角為，擺角為;B1注意：注意： 1.1.曲柄的軸心曲柄的軸心 A 盡量不選在盡量不選在 FG 劣弧上，否則機(jī)構(gòu)劣弧上，否則機(jī)構(gòu)將不滿足將不滿足 運(yùn)動(dòng)連續(xù)性要求運(yùn)動(dòng)連續(xù)性要求，既，既DC1，DC2將分別將分別 處在兩個(gè)不連通的可行域內(nèi)；處在兩個(gè)不連通的可行域內(nèi)；2.2.曲柄的軸心曲柄的軸心 A 盡量遠(yuǎn)離盡量遠(yuǎn)

52、離F、G 兩點(diǎn)，否則機(jī)構(gòu)的兩點(diǎn)，否則機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角最小傳動(dòng)角 將減小。將減小。C2DAC1B2B1FG2 2） 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)已知已知K，滑塊沖程，滑塊沖程H，偏距，偏距 e， 要求設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)要求設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu) 。 求極位夾角求極位夾角 180(K-1)/(K+1);作作C2 C1 H作射線作射線C1M 使使C2C1M=90以以A為為圓心，圓心，AC2為半徑作弧交于為半徑作弧交于E , , 得：得：作偏距線作偏距線e，交圓弧于，交圓弧于A，即為所求。，即為所求。b = (AC1AC2)/2a = (AC1AC2) / 2H He9090-A AB B1 1B B2 2M MN N909

53、0-C C1 1C C2 2 C C1 1M M與與C C2 2N N 交得交得O點(diǎn)，以為點(diǎn)，以為O點(diǎn)點(diǎn) 為圓心，為圓心，C1O為半徑作圓。為半徑作圓。2 作射線作射線C2N 使使C1C2N=90oEDAB3)3)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分析：分析： 由于由于與導(dǎo)桿擺角與導(dǎo)桿擺角相等，相等， 設(shè)計(jì)此設(shè)計(jì)此 機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定 曲柄長(zhǎng)度曲柄長(zhǎng)度 a。已知：已知：機(jī)架長(zhǎng)度機(jī)架長(zhǎng)度d，行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K， 設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。問題：?jiǎn)栴}：該機(jī)構(gòu)如何成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)如何成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)？ad dm mn nD D2計(jì)算計(jì)算 180(K-1)/(K+1); 分別作分別作Dm、

54、Dn線線由由A分別向分別向mD、nD 作垂線作垂線得：得： 作垂線，在垂線上任選作垂線，在垂線上任選D， 取取A點(diǎn)，點(diǎn)， 使得：使得： DA=d2A A2sinda adADm 、 ADn/2 2） 已知連桿活動(dòng)鉸鏈中心三位置設(shè)計(jì)已知連桿活動(dòng)鉸鏈中心三位置設(shè)計(jì)B1C1B2C2C3ADAB1C1D 為所求四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)果為所求四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)果B3 有唯一解有唯一解第九章習(xí)題習(xí)題9-1 何謂凸輪機(jī)構(gòu)的剛性沖擊和柔性沖擊？補(bǔ)全圖何謂凸輪機(jī)構(gòu)的剛性沖擊和柔性沖擊？補(bǔ)全圖9.11所示各所示各 段的段的S, , 曲線，并指出那些地方有剛性沖擊，曲線，并指出那些地方有剛性沖擊， 哪些地方有柔性沖擊。哪些地方有柔

55、性沖擊。h/22ACDEOSB2OABCDE2OABCDE在在O、A、D、E處有柔性沖擊。處有柔性沖擊。tot0lim解：解：在在B點(diǎn)：點(diǎn)：在在C點(diǎn)：點(diǎn)：taot0limtot0lim0maF在在B、C 處有剛性沖擊。處有剛性沖擊。tt000lima 例例5 5 用圖解法求圖示凸輪機(jī)構(gòu)的：用圖解法求圖示凸輪機(jī)構(gòu)的：1. 理論廓線和基圓；理論廓線和基圓； 2. 圖示位置時(shí)的壓力角圖示位置時(shí)的壓力角 ； 3. 凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90時(shí)的位移時(shí)的位移S。eoArminVFFF0 3. 凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90時(shí)的位移時(shí)的位移S。eoAeSS第十章本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)：

56、 漸開線的漸開線的 5個(gè)個(gè) 特性特性漸開線方程漸開線方程:inv K = tg K - - K .rb = rK cosaK基圓內(nèi)公切線基圓內(nèi)公切線公法線公法線嚙合線嚙合線壓力線壓力線 漸開線齒廓傳動(dòng)具有可分性漸開線齒廓傳動(dòng)具有可分性漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的五大漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的五大基本參數(shù)基本參數(shù)Z Z、m、h ha a* * 、C C* *N1 N漸開線齒輪的理論漸開線齒輪的理論嚙合線嚙合線: N1 N22）具有標(biāo)準(zhǔn)齒頂高具有標(biāo)準(zhǔn)齒頂高h(yuǎn)a ；3）具有標(biāo)準(zhǔn)齒根高具有標(biāo)準(zhǔn)齒根高h(yuǎn)f ；1）具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m和標(biāo)準(zhǔn)壓力角和標(biāo)準(zhǔn)壓力角； 4）具有標(biāo)準(zhǔn)齒厚具有標(biāo)準(zhǔn)齒厚s與齒間與齒間e，且，且s=e=

57、m/2 。 漸開線齒輪的幾何尺寸漸開線齒輪的幾何尺寸漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪具有以下幾何尺寸特征漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪具有以下幾何尺寸特征:漸開線齒輪的任意圓齒厚漸開線齒輪的任意圓齒厚si 2 ()iiiiSSrr invinvr2)2)在分度線及其平行線上齒距處處相等。即：在分度線及其平行線上齒距處處相等。即：Pb= Pn =Pcos齒條幾何特點(diǎn)：齒條幾何特點(diǎn)：Pi = P = m 1)1)齒廓上各點(diǎn)壓力角處處相等且等于齒形角；齒廓上各點(diǎn)壓力角處處相等且等于齒形角；一對(duì)漸開線齒輪正確嚙合條件一對(duì)漸開線齒輪正確嚙合條件mmm2121 正確安裝條件下漸開線齒輪的中心距正確安裝條件下漸開線齒輪的中心距正確安裝條件下

58、正確安裝條件下齒輪的分度圓和節(jié)圓的關(guān)系齒輪的分度圓和節(jié)圓的關(guān)系正確安裝條件下正確安裝條件下齒輪的齒輪的分度圓壓力角分度圓壓力角、節(jié)圓壓力角節(jié)圓壓力角、嚙合角嚙合角的關(guān)系的關(guān)系coscosaacosppb小結(jié)：小結(jié)：漸開線齒輪傳動(dòng)應(yīng)掌握的常用公式：漸開線齒輪傳動(dòng)應(yīng)掌握的常用公式：2122122111bbrrrirrr1.2.cosbKKrrarccosbKKrrtanKKKKinv3.bnPP12()2maZZcoscosaacosbPP4.2 ()iiiirSSr invinvr11221(tantan)(tantan)2aaZZ5.標(biāo)準(zhǔn)中心距標(biāo)準(zhǔn)中心距6. 標(biāo)準(zhǔn)中心距與實(shí)際中心距關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)中心

59、距與實(shí)際中心距關(guān)系7.任意圓齒厚任意圓齒厚8.重合度系數(shù)重合度系數(shù)9. 尺寸公式尺寸公式*()fahhCm（正常齒制）（正常齒制）2.25afhhhm11dmZ22dmZ*aahh m*CC m*1112(2)aaaddhm Zh*2222(2)aaaddhm Zh*1112(22)ffaddhm ZhC*2222(22)ffaddhm ZhC11cosbdd22cosbddpm2mSeorb1K1K2K2KrK1rK2任意圓壓力角的標(biāo)注任意圓壓力角的標(biāo)注1N2N本節(jié)概念要點(diǎn)、難點(diǎn)：本節(jié)概念要點(diǎn)、難點(diǎn)：1）漸開線齒輪傳動(dòng)的可分性；漸開線齒輪傳動(dòng)的可分性；2）漸開線齒輪正確嚙合條件；漸開線齒輪正

60、確嚙合條件；3）漸開線齒輪連續(xù)嚙合條件；漸開線齒輪連續(xù)嚙合條件；6）理論嚙合線、實(shí)際嚙合線及其關(guān)系；理論嚙合線、實(shí)際嚙合線及其關(guān)系；4）標(biāo)準(zhǔn)中心距和實(shí)際中心距及其關(guān)系；標(biāo)準(zhǔn)中心距和實(shí)際中心距及其關(guān)系；5）分度圓壓力角、節(jié)圓壓力角、嚙合角及其關(guān)系；分度圓壓力角、節(jié)圓壓力角、嚙合角及其關(guān)系；7）實(shí)際嚙合線起始點(diǎn)、終止點(diǎn)對(duì)應(yīng)主從動(dòng)輪共軛點(diǎn)；實(shí)際嚙合線起始點(diǎn)、終止點(diǎn)對(duì)應(yīng)主從動(dòng)輪共軛點(diǎn)；8）單雙齒嚙合區(qū)的確定。單雙齒嚙合區(qū)的確定。10106 6 漸開線齒輪的變位修正漸開線齒輪的變位修正一、一、 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的缺點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的缺點(diǎn)1 1）小齒輪的強(qiáng)度較低；）小齒輪的強(qiáng)度較低；2 2）不適用于）不適用于a a a