史上最全的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)演示文稿

史上最全的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)PPT演示文稿湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第1頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)顧名思義，本課程研究對(duì)象為：機(jī)械機(jī)械機(jī)器斜面任何機(jī)械都經(jīng)歷了：簡(jiǎn)單復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程。機(jī)械——人造的用來(lái)減輕或替代人類勞動(dòng)的多件實(shí)物的組合體。

機(jī)構(gòu)（包括：龍門吊、鶴式吊、汽車吊、卷?yè)P(yáng)機(jī)、叉車、電梯－電腦控制）。杠桿起重轱轆滑輪組手動(dòng)(電動(dòng))葫蘆現(xiàn)代起重機(jī)起重機(jī)的發(fā)展歷程：§1－1本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第2頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)機(jī)器——根據(jù)某種具體使用要求而設(shè)計(jì)的多件實(shí)物的組合體。機(jī)構(gòu)——能夠用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力或改變運(yùn)動(dòng)形式的多件實(shí)物的組合體。如：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等。如:縫紉機(jī)、洗衣機(jī)、各類機(jī)床、運(yùn)輸車輛、農(nóng)用機(jī)器、起重機(jī)等。

機(jī)器的種類繁多，結(jié)構(gòu)、性能和用途等各不相同，但具有相同的基本特征。湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第3頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)典型機(jī)器的分析：1.內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)組成：65438712910汽缸體1、活塞2、進(jìn)氣閥3、排氣閥4、連桿5、曲軸6、凸輪7、頂桿8、齒輪9、10工作原理：1.活塞下行，進(jìn)氣閥開(kāi)啟，混合氣體進(jìn)入汽缸；2.活塞上行，氣閥關(guān)閉，混合氣體被壓縮，在頂部點(diǎn)火燃燒；3.高壓燃燒氣體推動(dòng)活塞下行，兩氣閥關(guān)閉；4.活塞上行，排氣閥開(kāi)啟，廢氣體被排出汽缸。湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第4頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云進(jìn)氣壓縮爆炸排氣內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程：活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，該組合體稱為：內(nèi)燃機(jī)各部分的作用：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)凸輪和頂桿用來(lái)啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥；稱為：凸輪機(jī)構(gòu)兩個(gè)齒輪用來(lái)保證進(jìn)、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動(dòng)作，稱為：齒輪機(jī)構(gòu)各部分協(xié)調(diào)動(dòng)作的結(jié)果：化學(xué)能機(jī)械能湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第5頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)機(jī)器的共有特征：①人造的實(shí)物組合體；②各部分有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；③代替或減輕人類勞動(dòng)完成有用功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換機(jī)器的分類：原動(dòng)機(jī)——實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換（如內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)）工作機(jī)——完成有用功（如機(jī)床等）湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第6頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)工作機(jī)的組成：原動(dòng)部分——是工作機(jī)動(dòng)力的來(lái)源，最常見(jiàn)的是電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)。工作部分——完成預(yù)定的動(dòng)作，位于傳動(dòng)路線的終點(diǎn)。傳動(dòng)部分——聯(lián)接原動(dòng)機(jī)和工作部分的中間部分?？刂撇糠帧ＷC機(jī)器的啟動(dòng)、停止和正常協(xié)調(diào)動(dòng)作。機(jī)械機(jī)器機(jī)構(gòu)原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)工作控制原動(dòng)機(jī)工作機(jī)湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第7頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)控制器(控制)電動(dòng)機(jī)(原動(dòng))帶(傳動(dòng))減速器(傳動(dòng))波輪(工作)分析自動(dòng)洗衣機(jī)的組成：湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第8頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)機(jī)構(gòu)的共有特征：①人造的實(shí)物組合體；②各部分有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；③用來(lái)傳遞力或?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。機(jī)構(gòu)的分類：通用機(jī)構(gòu)和專用機(jī)構(gòu)。

通用機(jī)構(gòu)——用途廣泛，如齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等。專用機(jī)構(gòu)——只能用于特定場(chǎng)合，如鐘表的擒縱機(jī)構(gòu)。機(jī)器與機(jī)構(gòu)的關(guān)系：任意復(fù)雜的機(jī)器都是由若干組機(jī)構(gòu)按一定規(guī)律組合而成的。由機(jī)器與機(jī)構(gòu)的共有特征可知：機(jī)器與機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方面并無(wú)區(qū)別（僅作用不同），故統(tǒng)稱為機(jī)械。湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第9頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)課程性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)課作用：承前啟后本課程的特點(diǎn)：是工程制圖、工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)、理論力學(xué)，材料力學(xué)、金工實(shí)習(xí)等理論知識(shí)和實(shí)踐技能的綜合運(yùn)用。同時(shí)，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可為今后學(xué)習(xí)諸如自動(dòng)武器原理、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)床、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以培養(yǎng)同學(xué)們初步具備運(yùn)用手冊(cè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械裝備的能力，為今后操作、維護(hù)、管理、革新武器裝備創(chuàng)造條件?！?－2本課程在教學(xué)中的地位湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第10頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)——規(guī)劃和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的新機(jī)械或改進(jìn)原有機(jī)械的性能。基本要求：在滿足預(yù)期功能的前提下，性能好、效率高、成本低、安全可靠、操作方便、維修簡(jiǎn)單和造型美觀。機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容：1.確定機(jī)械的工作原理，選擇合宜的機(jī)構(gòu)；2.擬定設(shè)計(jì)方案；3.進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析，計(jì)算各構(gòu)件上的載荷；4.進(jìn)行零部件工作能力計(jì)算、總體設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?！?－3機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般過(guò)程湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第11頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)3）仔細(xì)觀察實(shí)物和模型，歡迎到實(shí)驗(yàn)室參觀，并動(dòng)手組裝各種機(jī)構(gòu)。課程安排：共48學(xué)時(shí)，其中講授42學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)。要求：1）作業(yè)必須按時(shí)完成，繪圖準(zhǔn)確，字跡工整，作業(yè)量未達(dá)到規(guī)定者不能參加考試。2）上課認(rèn)真聽(tīng)講，及時(shí)消化，不主張占用較多的課外時(shí)間。湖南科技大學(xué)用當(dāng)前第12頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)第2章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及自由度計(jì)算§2－1運(yùn)動(dòng)副及其分類§2－2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖§2－3平面機(jī)構(gòu)的自由度當(dāng)前第13頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)名詞術(shù)語(yǔ)解釋:1.構(gòu)件——獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元§2－1運(yùn)動(dòng)副及其分類內(nèi)燃機(jī)連桿套筒連桿體螺栓墊圈螺母軸瓦連桿蓋零件——獨(dú)立的制造單元當(dāng)前第14頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)2.運(yùn)動(dòng)副a)兩個(gè)構(gòu)件、b)直接接觸、c)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)副元素——直接接觸的部分（點(diǎn)、線、面）例如：凸輪、齒輪齒廓、活塞與缸套等。定義：運(yùn)動(dòng)副——兩個(gè)構(gòu)件直接接觸組成的仍能產(chǎn)生某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。三個(gè)條件，缺一不可當(dāng)前第15頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)運(yùn)動(dòng)副的分類：1)按相對(duì)運(yùn)動(dòng)范圍分有：平面運(yùn)動(dòng)副——平面運(yùn)動(dòng)平面機(jī)構(gòu)——全部由平面運(yùn)動(dòng)副組成的機(jī)構(gòu)。例如：球鉸鏈、拉桿天線、螺旋、生物關(guān)節(jié)?？臻g運(yùn)動(dòng)副——空間運(yùn)動(dòng)空間機(jī)構(gòu)——至少含有一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)副的機(jī)構(gòu)。當(dāng)前第16頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)2)按運(yùn)動(dòng)副元素分有：①高副——點(diǎn)、線接觸，應(yīng)力高。②低副——面接觸，應(yīng)力低例如：滾動(dòng)副、凸輪副、齒輪副等。例如：轉(zhuǎn)動(dòng)副（回轉(zhuǎn)副）、移動(dòng)副。當(dāng)前第17頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)3.運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈——兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副的聯(lián)接而構(gòu)成的系統(tǒng)。閉式鏈、開(kāi)式鏈當(dāng)前第18頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)若干1個(gè)或幾個(gè)1個(gè)4.機(jī)構(gòu)定義：具有確定運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈稱為機(jī)構(gòu)。機(jī)架——作為參考系的構(gòu)件，如機(jī)床床身、車輛底盤(pán)、飛機(jī)機(jī)身。機(jī)構(gòu)的組成：機(jī)構(gòu)＝機(jī)架＋原動(dòng)件＋從動(dòng)件原（主）動(dòng)件——按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。從動(dòng)件——其余可動(dòng)構(gòu)件。當(dāng)前第19頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)§2－2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖——用以說(shuō)明機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形。作用：1.表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況。機(jī)構(gòu)示意圖——不按比例繪制的簡(jiǎn)圖現(xiàn)摘錄了部分GB4460－84機(jī)構(gòu)示意圖如下表。2.作為運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析的依據(jù)。當(dāng)前第20頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)的表示:國(guó)標(biāo)GB4460－84當(dāng)前第21頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)運(yùn)動(dòng)副名稱運(yùn)動(dòng)副符號(hào)兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副12121212121212121212121212兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副122121平面運(yùn)動(dòng)副當(dāng)前第22頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)平面高副螺旋副21121221211212球面副球銷副121212空間運(yùn)動(dòng)副121212當(dāng)前第23頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)構(gòu)件的表示方法:當(dāng)前第24頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)一般構(gòu)件的表示方法桿、軸構(gòu)件固定構(gòu)件同一構(gòu)件當(dāng)前第25頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)三副構(gòu)件兩副構(gòu)件一般構(gòu)件的表示方法當(dāng)前第26頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)注意事項(xiàng):畫(huà)構(gòu)件時(shí)應(yīng)撇開(kāi)構(gòu)件的實(shí)際外形，而只考慮運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)。當(dāng)前第27頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)在機(jī)架上的電機(jī)齒輪齒條傳動(dòng)帶傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)當(dāng)前第28頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)鏈傳動(dòng)圓柱蝸桿蝸輪傳動(dòng)凸輪傳動(dòng)外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)當(dāng)前第29頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖應(yīng)滿足的條件：

1.構(gòu)件數(shù)目與實(shí)際相同2.運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)、數(shù)目與實(shí)際相符3.運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置以及構(gòu)件尺寸與實(shí)際機(jī)構(gòu)成比例。棘輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)當(dāng)前第30頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖順口溜：先兩頭，后中間，從頭至尾走一遍，數(shù)數(shù)構(gòu)件是多少，再看它們?cè)跸嗦?lián)。步驟：1.運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械，搞清楚運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)、數(shù)目和構(gòu)件數(shù)目；4.檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)是否滿足運(yùn)動(dòng)確定的條件。2.測(cè)量各運(yùn)動(dòng)副之間的尺寸，選投影面（運(yùn)動(dòng)平面），繪制示意圖。3.按比例繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。簡(jiǎn)圖比例尺：μl=實(shí)際尺寸m/圖上長(zhǎng)度mm思路：先定原動(dòng)部分和工作部分（一般位于傳動(dòng)線路末端），弄清運(yùn)動(dòng)傳遞路線，確定構(gòu)件數(shù)目及運(yùn)動(dòng)副的類型，并用符號(hào)表示出來(lái)。舉例：繪制破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。當(dāng)前第31頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)DCBA1432繪制圖示鱷式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。當(dāng)前第32頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)§2－3平面機(jī)構(gòu)的自由度給定S3＝S3(t)，一個(gè)獨(dú)立參數(shù)θ1＝θ1（t）唯一確定，該機(jī)構(gòu)僅需要一個(gè)獨(dú)立參數(shù)。若僅給定θ1＝θ1（t）,則θ2θ3θ4均不能唯一確定。若同時(shí)給定θ1和θ4，則θ3θ2能唯一確定，該機(jī)構(gòu)需要兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)。θ4S3123S’3θ11234θ1當(dāng)前第33頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)定義：保證機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)稱為機(jī)構(gòu)的自由度。原動(dòng)件——能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件?！咭粋€(gè)原動(dòng)件只能提供一個(gè)獨(dú)立參數(shù)∴機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件為：自由度＝原動(dòng)件數(shù)當(dāng)前第34頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)一、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式作平面運(yùn)動(dòng)的剛體在空間的位置需要三個(gè)獨(dú)立的參數(shù)（x，y,θ）才能唯一確定。yxθ(x,y)F=3單個(gè)自由構(gòu)件的自由度為3當(dāng)前第35頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)自由構(gòu)件的自由度數(shù)運(yùn)動(dòng)副自由度數(shù)約束數(shù)回轉(zhuǎn)副1（θ）+2（x，y）=3yx12Syx12xy12R=2,F=1R=2,F=1R=1,F=2結(jié)論：構(gòu)件自由度＝3－約束數(shù)移動(dòng)副1（x）+2（y，θ）=3高副2（x,θ）+1（y）=3θ經(jīng)運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)后，構(gòu)件自由度會(huì)有變化：＝自由構(gòu)件的自由度數(shù)－約束數(shù)當(dāng)前第36頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n

計(jì)算公式：

F=3n－(2PL+Ph)要求：記住上述公式，并能熟練應(yīng)用。構(gòu)件總自由度低副約束數(shù)高副約束數(shù)3×n2×PL1

×Ph①計(jì)算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度。解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=3低副數(shù)PL=4F=3n－2PL－PH

=3×3－2×4=1

高副數(shù)PH=0S3123推廣到一般：當(dāng)前第37頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)②計(jì)算五桿鉸鏈機(jī)構(gòu)的自由度解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=4低副數(shù)PL=5F=3n－2PL－PH

=3×4－2×5=2

高副數(shù)PH=01234θ1當(dāng)前第38頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)③計(jì)算圖示凸輪機(jī)構(gòu)的自由度。解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=2低副數(shù)PL=2F=3n－2PL－PH

=3×2－2×2－1=1高副數(shù)PH=1123當(dāng)前第39頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)二、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)12345678ABCDEF④計(jì)算圖示圓盤(pán)鋸機(jī)構(gòu)的自由度。解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=7低副數(shù)PL=6F=3n－2PL－PH高副數(shù)PH=0=3×7－2×6－0=9計(jì)算結(jié)果肯定不對(duì)！當(dāng)前第40頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)1.復(fù)合鉸鏈——兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)。計(jì)算：m個(gè)構(gòu)件,有m－1轉(zhuǎn)動(dòng)副。兩個(gè)低副當(dāng)前第41頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)上例：在B、C、D、E四處應(yīng)各有2個(gè)運(yùn)動(dòng)副。④計(jì)算圖示圓盤(pán)鋸機(jī)構(gòu)的自由度。解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=7低副數(shù)PL=10F=3n－2PL－PH

=3×7－2×10－0=1可以證明：F點(diǎn)的軌跡為一直線。12345678ABCDEF圓盤(pán)鋸機(jī)構(gòu)當(dāng)前第42頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)⑥計(jì)算圖示兩種凸輪機(jī)構(gòu)的自由度。解：n=3，PL=3，F(xiàn)=3n－2PL－PH

=3×3－2×3－1=2PH=1對(duì)于右邊的機(jī)構(gòu)，有：F=3×2－2×2－1=1事實(shí)上，兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)相同，且F=1123123當(dāng)前第43頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)2.局部自由度F=3n－2PL－PH－FP

=3×3－2×3－1－1=1本例中局部自由度FP=1或計(jì)算時(shí)去掉滾子和鉸鏈：F=3×2－2×2－1=1定義：構(gòu)件局部運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的自由度。出現(xiàn)在加裝滾子的場(chǎng)合，計(jì)算時(shí)應(yīng)去掉Fp。滾子的作用：滑動(dòng)摩擦滾動(dòng)摩擦。123123當(dāng)前第44頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)解：n=4，PL=6，F(xiàn)=3n－2PL－PH

=3×4－2×6=0PH=03.虛約束對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際不起作用的約束。計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)去掉虛約束。∵FE＝AB＝CD，故增加構(gòu)件4前后E點(diǎn)的軌跡都是圓弧，。增加的約束不起作用，應(yīng)去掉構(gòu)件4。⑦已知：AB＝CD＝EF，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。1234ABCDEF當(dāng)前第45頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)重新計(jì)算：n=3,PL=4,PH=0F=3n－2PL－PH

=3×3－2×4=1特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是：1234ABCDEF4F⑦已知：AB＝CD＝EF，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。AB＝CD＝EF虛約束當(dāng)前第46頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)出現(xiàn)虛約束的場(chǎng)合：

1.兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合，2.兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副，且導(dǎo)路平行。

如平行四邊形機(jī)構(gòu)，火車輪橢圓儀等。當(dāng)前第47頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)4.運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩構(gòu)件上的兩點(diǎn)距離始終不變。3.兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，且同軸。5.對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分。如多個(gè)行星輪。EF當(dāng)前第48頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)6.兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，且法線重合。如等寬凸輪W注意：法線不重合時(shí)，變成實(shí)際約束！AA’n1n1n2n2n1n1n2n2A’A當(dāng)前第49頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)虛約束的作用：（1）改善構(gòu)件的受力情況，如多個(gè)行星輪。（2）增加機(jī)構(gòu)的剛度，如軸與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。（3）使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)順利，避免運(yùn)動(dòng)不確定，如車輪。注意：各種出現(xiàn)虛約束的場(chǎng)合都是有條件的!當(dāng)前第50頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)CDABGFoEE’⑧計(jì)算圖示大篩機(jī)構(gòu)的自由度。位置C，2個(gè)低副復(fù)合鉸鏈:局部自由度1個(gè)虛約束E’n=7PL=9PH=1F=3n－2PL－PH

=3×7－2×9－1=2CDABGFoE當(dāng)前第51頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)本章重點(diǎn)：

1、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的測(cè)繪方法。

2、自由度的計(jì)算。當(dāng)前第52頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)第3章平面連桿機(jī)構(gòu)§3－1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用§3－2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和特性§3－3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化§3－4平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)前第53頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例：內(nèi)燃機(jī)、鶴式吊、火車輪、手動(dòng)沖床、牛頭刨床、橢圓儀、機(jī)械手爪、開(kāi)窗戶支撐、公共汽車開(kāi)關(guān)門、折疊傘、折疊床、牙膏筒拔管機(jī)、單車制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)等。特征：有一作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，稱為連桿。特點(diǎn)：①采用低副。面接觸、承載大、便于潤(rùn)滑、不易磨損形狀簡(jiǎn)單、易加工、容易獲得較高的制造精度。②改變桿的相對(duì)長(zhǎng)度，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同。③連桿曲線豐富?？蓾M足不同要求。定義：由低副（轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)）連接組成的平面機(jī)構(gòu)。§3－1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用當(dāng)前第54頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)缺點(diǎn)：①構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副多，累積誤差大、運(yùn)動(dòng)精度低、效率低。②產(chǎn)生動(dòng)載荷（慣性力），不適合高速。③設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的軌跡。當(dāng)前第55頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)§3－2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和特性概述:連桿機(jī)構(gòu)分類:平面連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)常以構(gòu)件數(shù)命名：四桿機(jī)構(gòu)、多桿機(jī)構(gòu)。本章重點(diǎn)內(nèi)容是介紹四桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)前第56頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式:基本型式——鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，其它四桿機(jī)構(gòu)都是由它演變得到的。名詞解釋：曲柄——整周定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件；三種基本型式：（1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)特征：曲柄＋搖桿作用：將曲柄的整周回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動(dòng)。如雷達(dá)天線。連桿——作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件；連架桿——與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件；搖桿——作定軸擺動(dòng)的構(gòu)件；周轉(zhuǎn)副——能作360?相對(duì)回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)副；擺轉(zhuǎn)副——只能作有限角度擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。曲柄連桿搖桿當(dāng)前第57頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABC1243DABDC1243（2）雙曲柄機(jī)構(gòu)特征：兩個(gè)曲柄作用：將等速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榈人倩蜃兯倩剞D(zhuǎn)。雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)曲柄主動(dòng)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例：如葉片泵、慣性篩等。2143搖桿主動(dòng)3124當(dāng)前第58頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ADCB1234旋轉(zhuǎn)式葉片泵ADCB123ABDC1234E6慣性篩機(jī)構(gòu)31當(dāng)前第59頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABCD耕地料斗DCAB耕地料斗DCAB實(shí)例：火車輪特例：平行四邊形機(jī)構(gòu)AB=CD特征：兩連架桿等長(zhǎng)且平行，連桿作平動(dòng)BC=ADABDC攝影平臺(tái)ADBCB’C’天平播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)當(dāng)前第60頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云反平行四邊形機(jī)構(gòu)——車門開(kāi)閉機(jī)構(gòu)反向F’A’E’D’G’B’C’ABEFDCG平行四邊形機(jī)構(gòu)在共線位置出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定。采用兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開(kāi)排列。當(dāng)前第61頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABDCE（3）雙搖桿機(jī)構(gòu)特征：兩個(gè)搖桿應(yīng)用舉例：鑄造翻箱機(jī)構(gòu)特例：等腰梯形機(jī)構(gòu)——汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)B’C’ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機(jī)ABDCEABDCE電機(jī)ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機(jī)ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿ABDC當(dāng)前第62頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云ABCDB1C1AD1.急回運(yùn)動(dòng)在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，搖桿位于兩個(gè)極限位置，簡(jiǎn)稱極位。當(dāng)曲柄以ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)180°+θ時(shí)，搖桿從C1D位置擺到C2D。所花時(shí)間為t1,平均速度為V1,那么有：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3D此兩處曲柄之間的夾角θ稱為極位夾角。θ180°＋θωC2B2當(dāng)前第63頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云B1C1ADC2當(dāng)曲柄以ω繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)180°-θ時(shí)，搖桿從C2D,置擺到C1D，所花時(shí)間為t2,平均速度為V2,那么有：

180°-θ顯然：t1>t2V2>V1搖桿的這種特性稱為急回運(yùn)動(dòng)。稱K為行程速比系數(shù)。且θ越大，K值越大，急回性質(zhì)越明顯。只要θ

≠0，就有K>1設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí)，往往先給定K值，于是:當(dāng)前第64頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云αFγF’F”當(dāng)∠BCD≤90°時(shí)，γ＝∠BCD2.壓力角和傳動(dòng)角壓力角從動(dòng)件驅(qū)動(dòng)力F與力作用點(diǎn)絕對(duì)速度之間所夾銳角。ABCD設(shè)計(jì)時(shí)要求:

γmin≥50°γmin出現(xiàn)的位置：當(dāng)∠BCD>90°時(shí)，

γ＝180°-∠BCD切向分力:F’=Fcosα法向分力:F”=Fcosγγ↑

F’↑→對(duì)傳動(dòng)有利。=Fsinγ稱γ為傳動(dòng)角。此位置一定是：主動(dòng)件與機(jī)架共線兩處之一。CDBAFγ可用γ的大小來(lái)表示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)力性能的好壞,F”F’當(dāng)∠BCD最小或最大時(shí)，都有可能出現(xiàn)γmin當(dāng)前第65頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云C1B1l1l2l3l4DA由余弦定律有∠B1C1D＝arccos[l42+l32-(l4-l1)2]/2l2l3

∠B2C2D＝arccos[l42+l32-(l4-l1)2]/2l2l3若∠B1C1D≤90°,則若∠B2C2D>90°,則γ1＝∠B1C1Dγ2＝180°-∠B2C2D機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角一般在運(yùn)動(dòng)鏈最終一個(gè)從動(dòng)件上度量。vγγ1γmin＝[∠B1C1D,180°-∠B2C2D]minγ2αF車門C2B2當(dāng)前第66頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云F3.機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置搖桿為主動(dòng)件，且連桿與曲柄兩次共線時(shí)，有：此時(shí)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng).避免措施：兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開(kāi)排列，如火車輪機(jī)構(gòu);稱此位置為：“死點(diǎn)”γ＝0靠飛輪的慣性（如內(nèi)燃機(jī)、縫紉機(jī)等）。F’A’E’D’G’B’C’ABEFDCGγ＝0Fγ＝0當(dāng)前第67頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云工件ABCD1234PABCD1234工件P鉆孔夾具γ=0TABDC飛機(jī)起落架ABCDγ=0F也可以利用死點(diǎn)進(jìn)行工作：飛機(jī)起落架、鉆夾具等。當(dāng)前第68頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云l1l2l4l3C’B’AD平面四桿機(jī)構(gòu)具有整轉(zhuǎn)副可能存在曲柄。桿1為曲柄，作整周回轉(zhuǎn)，必有兩次與機(jī)架共線l2≤(l4–l1)+l3則由△B’C’D可得：則由△B”C”D可得：l1+l4≤l2+l3l3≤(l4–l1)+l2AB為最短桿4.轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副的條件l1+l2≤l3+l4C”l1l2l4l3ADl4-

l1將以上三式兩兩相加得：

l1≤l2,l1≤l3,l1≤l4

l1+l3≤l2+l4當(dāng)前第69頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云2)連架桿或機(jī)架之一為最短桿?？芍寒?dāng)滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)，其最短桿參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副都是整轉(zhuǎn)副。曲柄存在的條件：1)最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)≤其他兩桿長(zhǎng)度之和此時(shí)，鉸鏈A為整轉(zhuǎn)副。若取BC為機(jī)架，則結(jié)論相同，可知鉸鏈B也是整轉(zhuǎn)副。稱為桿長(zhǎng)條件。ABCDl1l2l3l4當(dāng)前第70頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云(1)改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸§3－3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)

正弦機(jī)構(gòu)s=lsinφ↓∞

→∞φl(shuí)當(dāng)前第71頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云(2)改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架偏心輪機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)314A2BC當(dāng)前第72頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云牛頭刨床應(yīng)用實(shí)例:ABDC1243C2C1小型刨床ABDCE123456當(dāng)前第73頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云應(yīng)用實(shí)例B234C1A自卸卡車舉升機(jī)構(gòu)(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架ACB1234應(yīng)用實(shí)例B34C1A2應(yīng)用實(shí)例4A1B23C應(yīng)用實(shí)例13C4AB2應(yīng)用實(shí)例A1C234Bφ導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)314A2BC搖塊機(jī)構(gòu)314A2BC當(dāng)前第74頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架314A2BC直動(dòng)滑桿機(jī)構(gòu)手搖唧筒這種通過(guò)選擇不同構(gòu)件作為機(jī)架以獲得不同機(jī)構(gòu)的方法稱為：機(jī)構(gòu)的倒置BC3214A導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)314A2BC搖塊機(jī)構(gòu)314A2BCABC3214當(dāng)前第75頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)例：選擇雙滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件作為機(jī)架可得不同的機(jī)構(gòu)橢圓儀機(jī)構(gòu)1234正弦機(jī)構(gòu)3214當(dāng)前第76頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)§3－4平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題機(jī)構(gòu)選型——根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)要求選擇機(jī)構(gòu)的類型；尺度綜合——確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)(長(zhǎng)度尺寸)。

同時(shí)要滿足其他輔助條件：a)結(jié)構(gòu)條件（如要求有曲柄、桿長(zhǎng)比恰當(dāng)、運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)合理等）;b)動(dòng)力條件（如γmin）;c)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件等。γ當(dāng)前第77頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ADCB飛機(jī)起落架B’C’三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如:飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。函數(shù)機(jī)構(gòu)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角滿足函數(shù)y=logxxy=logxABCD當(dāng)前第78頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如:飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。要求連桿在兩個(gè)位置垂直地面且相差180?C’B’ABDC當(dāng)前第79頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云QABCDE設(shè)計(jì)：潘存云鶴式起重機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)要求連桿上E點(diǎn)的軌跡為一條卵形曲線要求連桿上E點(diǎn)的軌跡為一條水平直線QCBADE三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如:飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。3)滿足預(yù)定的軌跡要求，如:鶴式起重機(jī)、攪拌機(jī)等。當(dāng)前第80頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)給定的設(shè)計(jì)條件：1)幾何條件（給定連架桿或連桿的位置）2)運(yùn)動(dòng)條件（給定K）3)動(dòng)力條件（給定γmin）設(shè)計(jì)方法：圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法當(dāng)前第81頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云Eφθθ一、按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)①計(jì)算θ＝180°(K-1)/(K+1);已知：CD桿長(zhǎng)，擺角φ及K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。步驟如下：②任取一點(diǎn)D，作等腰三角形腰長(zhǎng)為CD，夾角為φ;③作C2P⊥C1C2，作C1P使④作△PC1C2的外接圓，則A點(diǎn)必在此圓上。⑤選定A，設(shè)曲柄為l1，連桿為l2，則:⑥以A為圓心，AC2為半徑作弧交于E,得：

l1=EC1/2

l2=AC1－EC1/2,AC2=l2-l1

l1=(AC1－AC2)/2

∠C2C1P=90°－θ,交于P;90°-θPAC1=l1+l2C1C2DA當(dāng)前第82頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ADmnφ=θD2)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分析：由于θ與導(dǎo)桿擺角φ相等，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定曲柄a。①計(jì)算θ＝180°(K-1)/(K+1);②任選D作∠mDn＝φ＝θ，③取A點(diǎn)，使得AD=d,則:a=dsin(φ/2)。θφ=θAd作角分線;已知：機(jī)架長(zhǎng)度d，K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。當(dāng)前第83頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云E2θ2ae3)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)H已知K，滑塊行程H，偏距e，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。①計(jì)算:θ＝180°(K-1)/(K+1);②作C1C2＝H③作射線C1O

使∠C2C1O=90°－θ,④以O(shè)為圓心，C1O為半徑作圓。⑥以A為圓心，AC1為半徑作弧交于E,得：作射線C2O使∠C1C2O=90°－θ。⑤作偏距線e，交圓弧于A，即為所求。C1C290°-θo90°-θAl1=EC2/2l2=AC2－EC2/2當(dāng)前第84頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云二、按預(yù)定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)a)給定連桿兩組位置有唯一解。B2C2AD將鉸鏈A、D分別選在B1B2，C1C2連線的垂直平分線上任意位置都能滿足設(shè)計(jì)要求。b)給定連桿上鉸鏈BC的三組位置有無(wú)窮多組解。A’D’B2C2B3C3ADB1C1B1C1當(dāng)前第85頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云xyABCD1234三、給定兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)給定連架桿對(duì)應(yīng)位置：構(gòu)件3和構(gòu)件1滿足以下位置關(guān)系：δφψl1l2l3l4建立坐標(biāo)系,設(shè)構(gòu)件長(zhǎng)度為：l1、l2、l3、l4在x,y軸上投影可得：l1+l2=l3+l4機(jī)構(gòu)尺寸比例放大時(shí)，不影響各構(gòu)件相對(duì)轉(zhuǎn)角.

l1cocφ

+l2cosδ

=l3cosψ+l4l1sinφ

+l2sinδ

=l3sinψ

ψi＝f(φi)i=1,2,3…n設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)(求各構(gòu)件長(zhǎng)度)。令：l1=1當(dāng)前第86頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)消去δ整理得：cosφ

＝

l3cosψ

－cos(ψ-φ)

＋l3l4l42+l32+1-l222l4P2代入移項(xiàng)得：l2cosδ

=l4

＋l3cosψ

－cosφ則化簡(jiǎn)為：cocφ＝P0cosψ

＋P1cos(ψ－

φ

)＋P2代入兩連架桿的三組對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角參數(shù)，得方程組：l2sinδ

=l3sinψ

－sinφ令:

P0P1cocφ1＝P0cosψ1

＋P1cos(ψ1－

φ1

)＋P2cocφ2＝P0cosψ2

＋P1cos(ψ2－

φ2

)＋P2cocφ3＝P0cosψ3

＋P1cos(ψ3－

φ3

)＋P2可求系數(shù):P0、P1、P2以及:

l2

、

l3、

l4當(dāng)前第87頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)舉例：設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)滿足連架桿三組對(duì)應(yīng)位置：φ1ψ1

φ2ψ2

φ3ψ3

45°50°90°80°135°110°φ1ψ1φ3ψ3代入方程得：

cos90°=P0cos80°+P1cos(80°-90°)+P2

cos135°=P0cos110°+P1cos(110°-135°)+P2解得相對(duì)長(zhǎng)度:P0=1.533,P1=-1.0628,P2=0.7805各桿相對(duì)長(zhǎng)度為：選定構(gòu)件l1的長(zhǎng)度之后，可求得其余桿的絕對(duì)長(zhǎng)度。cos45°=P0cos50°+P1cos(50°-45°)+P2B1C1ADB2C2B3C3φ2ψ2l1=1l4=-l3/P1=1.442l2

=(l42+l32+1-2l3P2)1/2=1.783l3=P0=1.553,當(dāng)前第88頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云D實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)(1)首先在一張紙上取固定軸A的位置，作原動(dòng)件角位移φi位置φiψi

位置φi

ψi

1→215°10.8°4→515°15.8°2→315°12.5°5→615°17.5°3→415°14.2°6→715°19.2°(2)任意取原動(dòng)件長(zhǎng)度AB(3)任意取連桿長(zhǎng)度BC，作一系列圓弧;(4)在一張透明紙上取固定軸D，作角位移ψiDk1(5)取一系列從動(dòng)件長(zhǎng)度作同心圓弧。(6)兩圖疊加，移動(dòng)透明紙，使ki落在同一圓弧上。φiψiAC1B1當(dāng)前第89頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云四、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)ABCDE14325傳送機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)CBADE6步進(jìn)式當(dāng)前第90頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云ABCD四、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)NEM連桿作平面運(yùn)動(dòng),其上各點(diǎn)的軌跡均不相同。B,C點(diǎn)的軌跡為圓弧;其余各點(diǎn)的軌跡為一條封閉曲線。設(shè)計(jì)目標(biāo):就是要確定一組桿長(zhǎng)參數(shù),使連桿上某點(diǎn)的軌跡滿足設(shè)計(jì)要求。連桿曲線當(dāng)前第91頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云連桿曲線生成器ABCD當(dāng)前第92頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云連桿曲線圖譜當(dāng)前第93頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)本章重點(diǎn)：1.四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、演化及應(yīng)用；2.曲柄存在條件、傳動(dòng)角γ、壓力角α、死點(diǎn)、急回特性：極位夾角和行程速比系數(shù)等物理含義，并熟練掌握其確定方法；3.掌握按連桿二組位置、三組位置、連架桿三組對(duì)應(yīng)位置、行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的原理與方法。當(dāng)前第94頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)第3章平面連桿機(jī)構(gòu)§3－1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用§3－2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和特性§3－3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化§3－4平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)前第95頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例：內(nèi)燃機(jī)、鶴式吊、火車輪、手動(dòng)沖床、牛頭刨床、橢圓儀、機(jī)械手爪、開(kāi)窗戶支撐、公共汽車開(kāi)關(guān)門、折疊傘、折疊床、牙膏筒拔管機(jī)、單車制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)等。特征：有一作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，稱為連桿。特點(diǎn)：①采用低副。面接觸、承載大、便于潤(rùn)滑、不易磨損形狀簡(jiǎn)單、易加工、容易獲得較高的制造精度。②改變桿的相對(duì)長(zhǎng)度，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同。③連桿曲線豐富。可滿足不同要求。定義：由低副（轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)）連接組成的平面機(jī)構(gòu)?！?－1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用當(dāng)前第96頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)缺點(diǎn)：①構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副多，累積誤差大、運(yùn)動(dòng)精度低、效率低。②產(chǎn)生動(dòng)載荷（慣性力），不適合高速。③設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的軌跡。當(dāng)前第97頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)§3－2平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和特性概述:連桿機(jī)構(gòu)分類:平面連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)常以構(gòu)件數(shù)命名：四桿機(jī)構(gòu)、多桿機(jī)構(gòu)。本章重點(diǎn)內(nèi)容是介紹四桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)前第98頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式:基本型式——鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，其它四桿機(jī)構(gòu)都是由它演變得到的。名詞解釋：曲柄——整周定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件；三種基本型式：（1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)特征：曲柄＋搖桿作用：將曲柄的整周回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動(dòng)。如雷達(dá)天線。連桿——作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件；連架桿——與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件；搖桿——作定軸擺動(dòng)的構(gòu)件；周轉(zhuǎn)副——能作360?相對(duì)回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)副；擺轉(zhuǎn)副——只能作有限角度擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。曲柄連桿搖桿當(dāng)前第99頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABC1243DABDC1243（2）雙曲柄機(jī)構(gòu)特征：兩個(gè)曲柄作用：將等速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榈人倩蜃兯倩剞D(zhuǎn)。雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)曲柄主動(dòng)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例：如葉片泵、慣性篩等。2143搖桿主動(dòng)3124當(dāng)前第100頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ADCB1234旋轉(zhuǎn)式葉片泵ADCB123ABDC1234E6慣性篩機(jī)構(gòu)31當(dāng)前第101頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABCD耕地料斗DCAB耕地料斗DCAB實(shí)例：火車輪特例：平行四邊形機(jī)構(gòu)AB=CD特征：兩連架桿等長(zhǎng)且平行，連桿作平動(dòng)BC=ADABDC攝影平臺(tái)ADBCB’C’天平播種機(jī)料斗機(jī)構(gòu)當(dāng)前第102頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云反平行四邊形機(jī)構(gòu)——車門開(kāi)閉機(jī)構(gòu)反向F’A’E’D’G’B’C’ABEFDCG平行四邊形機(jī)構(gòu)在共線位置出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定。采用兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開(kāi)排列。當(dāng)前第103頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABDCE（3）雙搖桿機(jī)構(gòu)特征：兩個(gè)搖桿應(yīng)用舉例：鑄造翻箱機(jī)構(gòu)特例：等腰梯形機(jī)構(gòu)——汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)B’C’ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機(jī)ABDCEABDCE電機(jī)ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿電機(jī)ABDC風(fēng)扇座蝸輪蝸桿ABDC當(dāng)前第104頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云ABCDB1C1AD1.急回運(yùn)動(dòng)在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，搖桿位于兩個(gè)極限位置，簡(jiǎn)稱極位。當(dāng)曲柄以ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)180°+θ時(shí)，搖桿從C1D位置擺到C2D。所花時(shí)間為t1,平均速度為V1,那么有：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3D此兩處曲柄之間的夾角θ稱為極位夾角。θ180°＋θωC2B2當(dāng)前第105頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云B1C1ADC2當(dāng)曲柄以ω繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)180°-θ時(shí)，搖桿從C2D,置擺到C1D，所花時(shí)間為t2,平均速度為V2,那么有：

180°-θ顯然：t1>t2V2>V1搖桿的這種特性稱為急回運(yùn)動(dòng)。稱K為行程速比系數(shù)。且θ越大，K值越大，急回性質(zhì)越明顯。只要θ

≠0，就有K>1設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí)，往往先給定K值，于是:當(dāng)前第106頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云αFγF’F”當(dāng)∠BCD≤90°時(shí)，γ＝∠BCD2.壓力角和傳動(dòng)角壓力角從動(dòng)件驅(qū)動(dòng)力F與力作用點(diǎn)絕對(duì)速度之間所夾銳角。ABCD設(shè)計(jì)時(shí)要求:

γmin≥50°γmin出現(xiàn)的位置：當(dāng)∠BCD>90°時(shí)，

γ＝180°-∠BCD切向分力:F’=Fcosα法向分力:F”=Fcosγγ↑

F’↑→對(duì)傳動(dòng)有利。=Fsinγ稱γ為傳動(dòng)角。此位置一定是：主動(dòng)件與機(jī)架共線兩處之一。CDBAFγ可用γ的大小來(lái)表示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)力性能的好壞,F”F’當(dāng)∠BCD最小或最大時(shí)，都有可能出現(xiàn)γmin當(dāng)前第107頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云C1B1l1l2l3l4DA由余弦定律有∠B1C1D＝arccos[l42+l32-(l4-l1)2]/2l2l3

∠B2C2D＝arccos[l42+l32-(l4-l1)2]/2l2l3若∠B1C1D≤90°,則若∠B2C2D>90°,則γ1＝∠B1C1Dγ2＝180°-∠B2C2D機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角一般在運(yùn)動(dòng)鏈最終一個(gè)從動(dòng)件上度量。vγγ1γmin＝[∠B1C1D,180°-∠B2C2D]minγ2αF車門C2B2當(dāng)前第108頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云F3.機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置搖桿為主動(dòng)件，且連桿與曲柄兩次共線時(shí)，有：此時(shí)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng).避免措施：兩組機(jī)構(gòu)錯(cuò)開(kāi)排列，如火車輪機(jī)構(gòu);稱此位置為：“死點(diǎn)”γ＝0靠飛輪的慣性（如內(nèi)燃機(jī)、縫紉機(jī)等）。F’A’E’D’G’B’C’ABEFDCGγ＝0Fγ＝0當(dāng)前第109頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云工件ABCD1234PABCD1234工件P鉆孔夾具γ=0TABDC飛機(jī)起落架ABCDγ=0F也可以利用死點(diǎn)進(jìn)行工作：飛機(jī)起落架、鉆夾具等。當(dāng)前第110頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云l1l2l4l3C’B’AD平面四桿機(jī)構(gòu)具有整轉(zhuǎn)副可能存在曲柄。桿1為曲柄，作整周回轉(zhuǎn)，必有兩次與機(jī)架共線l2≤(l4–l1)+l3則由△B’C’D可得：則由△B”C”D可得：l1+l4≤l2+l3l3≤(l4–l1)+l2AB為最短桿4.轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副的條件l1+l2≤l3+l4C”l1l2l4l3ADl4-

l1將以上三式兩兩相加得：

l1≤l2,l1≤l3,l1≤l4

l1+l3≤l2+l4當(dāng)前第111頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云2)連架桿或機(jī)架之一為最短桿。可知：當(dāng)滿足桿長(zhǎng)條件時(shí)，其最短桿參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副都是整轉(zhuǎn)副。曲柄存在的條件：1)最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)≤其他兩桿長(zhǎng)度之和此時(shí)，鉸鏈A為整轉(zhuǎn)副。若取BC為機(jī)架，則結(jié)論相同，可知鉸鏈B也是整轉(zhuǎn)副。稱為桿長(zhǎng)條件。ABCDl1l2l3l4當(dāng)前第112頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云(1)改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸§3－3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)

正弦機(jī)構(gòu)s=lsinφ↓∞

→∞φl(shuí)當(dāng)前第113頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云(2)改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架偏心輪機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)314A2BC當(dāng)前第114頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云牛頭刨床應(yīng)用實(shí)例:ABDC1243C2C1小型刨床ABDCE123456當(dāng)前第115頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云應(yīng)用實(shí)例B234C1A自卸卡車舉升機(jī)構(gòu)(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架ACB1234應(yīng)用實(shí)例B34C1A2應(yīng)用實(shí)例4A1B23C應(yīng)用實(shí)例13C4AB2應(yīng)用實(shí)例A1C234Bφ導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)314A2BC搖塊機(jī)構(gòu)314A2BC當(dāng)前第116頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云(3)選不同的構(gòu)件為機(jī)架314A2BC直動(dòng)滑桿機(jī)構(gòu)手搖唧筒這種通過(guò)選擇不同構(gòu)件作為機(jī)架以獲得不同機(jī)構(gòu)的方法稱為：機(jī)構(gòu)的倒置BC3214A導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)314A2BC曲柄滑塊機(jī)構(gòu)314A2BC搖塊機(jī)構(gòu)314A2BCABC3214當(dāng)前第117頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)例：選擇雙滑塊機(jī)構(gòu)中的不同構(gòu)件作為機(jī)架可得不同的機(jī)構(gòu)橢圓儀機(jī)構(gòu)1234正弦機(jī)構(gòu)3214當(dāng)前第118頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)§3－4平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題機(jī)構(gòu)選型——根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)要求選擇機(jī)構(gòu)的類型；尺度綜合——確定各構(gòu)件的尺度參數(shù)(長(zhǎng)度尺寸)。

同時(shí)要滿足其他輔助條件：a)結(jié)構(gòu)條件（如要求有曲柄、桿長(zhǎng)比恰當(dāng)、運(yùn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)合理等）;b)動(dòng)力條件（如γmin）;c)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件等。γ當(dāng)前第119頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ADCB飛機(jī)起落架B’C’三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如:飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。函數(shù)機(jī)構(gòu)要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角滿足函數(shù)y=logxxy=logxABCD當(dāng)前第120頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如:飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。要求連桿在兩個(gè)位置垂直地面且相差180?C’B’ABDC當(dāng)前第121頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云QABCDE設(shè)計(jì)：潘存云鶴式起重機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)要求連桿上E點(diǎn)的軌跡為一條卵形曲線要求連桿上E點(diǎn)的軌跡為一條水平直線QCBADE三類設(shè)計(jì)要求：1)滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩連架桿轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)，如:飛機(jī)起落架、函數(shù)機(jī)構(gòu)。2)滿足預(yù)定的連桿位置要求，如鑄造翻箱機(jī)構(gòu)。3)滿足預(yù)定的軌跡要求，如:鶴式起重機(jī)、攪拌機(jī)等。當(dāng)前第122頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)給定的設(shè)計(jì)條件：1)幾何條件（給定連架桿或連桿的位置）2)運(yùn)動(dòng)條件（給定K）3)動(dòng)力條件（給定γmin）設(shè)計(jì)方法：圖解法、解析法、實(shí)驗(yàn)法當(dāng)前第123頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云Eφθθ一、按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)1)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)①計(jì)算θ＝180°(K-1)/(K+1);已知：CD桿長(zhǎng)，擺角φ及K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。步驟如下：②任取一點(diǎn)D，作等腰三角形腰長(zhǎng)為CD，夾角為φ;③作C2P⊥C1C2，作C1P使④作△PC1C2的外接圓，則A點(diǎn)必在此圓上。⑤選定A，設(shè)曲柄為l1，連桿為l2，則:⑥以A為圓心，AC2為半徑作弧交于E,得：

l1=EC1/2

l2=AC1－EC1/2,AC2=l2-l1

l1=(AC1－AC2)/2

∠C2C1P=90°－θ,交于P;90°-θPAC1=l1+l2C1C2DA當(dāng)前第124頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ADmnφ=θD2)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分析：由于θ與導(dǎo)桿擺角φ相等，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)時(shí)，僅需要確定曲柄a。①計(jì)算θ＝180°(K-1)/(K+1);②任選D作∠mDn＝φ＝θ，③取A點(diǎn)，使得AD=d,則:a=dsin(φ/2)。θφ=θAd作角分線;已知：機(jī)架長(zhǎng)度d，K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。當(dāng)前第125頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云E2θ2ae3)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)H已知K，滑塊行程H，偏距e，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。①計(jì)算:θ＝180°(K-1)/(K+1);②作C1C2＝H③作射線C1O

使∠C2C1O=90°－θ,④以O(shè)為圓心，C1O為半徑作圓。⑥以A為圓心，AC1為半徑作弧交于E,得：作射線C2O使∠C1C2O=90°－θ。⑤作偏距線e，交圓弧于A，即為所求。C1C290°-θo90°-θAl1=EC2/2l2=AC2－EC2/2當(dāng)前第126頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云二、按預(yù)定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)a)給定連桿兩組位置有唯一解。B2C2AD將鉸鏈A、D分別選在B1B2，C1C2連線的垂直平分線上任意位置都能滿足設(shè)計(jì)要求。b)給定連桿上鉸鏈BC的三組位置有無(wú)窮多組解。A’D’B2C2B3C3ADB1C1B1C1當(dāng)前第127頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云xyABCD1234三、給定兩連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)給定連架桿對(duì)應(yīng)位置：構(gòu)件3和構(gòu)件1滿足以下位置關(guān)系：δφψl1l2l3l4建立坐標(biāo)系,設(shè)構(gòu)件長(zhǎng)度為：l1、l2、l3、l4在x,y軸上投影可得：l1+l2=l3+l4機(jī)構(gòu)尺寸比例放大時(shí)，不影響各構(gòu)件相對(duì)轉(zhuǎn)角.

l1cocφ

+l2cosδ

=l3cosψ+l4l1sinφ

+l2sinδ

=l3sinψ

ψi＝f(φi)i=1,2,3…n設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)(求各構(gòu)件長(zhǎng)度)。令：l1=1當(dāng)前第128頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)消去δ整理得：cosφ

＝

l3cosψ

－cos(ψ-φ)

＋l3l4l42+l32+1-l222l4P2代入移項(xiàng)得：l2cosδ

=l4

＋l3cosψ

－cosφ則化簡(jiǎn)為：cocφ＝P0cosψ

＋P1cos(ψ－

φ

)＋P2代入兩連架桿的三組對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角參數(shù)，得方程組：l2sinδ

=l3sinψ

－sinφ令:

P0P1cocφ1＝P0cosψ1

＋P1cos(ψ1－

φ1

)＋P2cocφ2＝P0cosψ2

＋P1cos(ψ2－

φ2

)＋P2cocφ3＝P0cosψ3

＋P1cos(ψ3－

φ3

)＋P2可求系數(shù):P0、P1、P2以及:

l2

、

l3、

l4當(dāng)前第129頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)舉例：設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)滿足連架桿三組對(duì)應(yīng)位置：φ1ψ1

φ2ψ2

φ3ψ3

45°50°90°80°135°110°φ1ψ1φ3ψ3代入方程得：

cos90°=P0cos80°+P1cos(80°-90°)+P2

cos135°=P0cos110°+P1cos(110°-135°)+P2解得相對(duì)長(zhǎng)度:P0=1.533,P1=-1.0628,P2=0.7805各桿相對(duì)長(zhǎng)度為：選定構(gòu)件l1的長(zhǎng)度之后，可求得其余桿的絕對(duì)長(zhǎng)度。cos45°=P0cos50°+P1cos(50°-45°)+P2B1C1ADB2C2B3C3φ2ψ2l1=1l4=-l3/P1=1.442l2

=(l42+l32+1-2l3P2)1/2=1.783l3=P0=1.553,當(dāng)前第130頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云D實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)(1)首先在一張紙上取固定軸A的位置，作原動(dòng)件角位移φi位置φiψi

位置φi

ψi

1→215°10.8°4→515°15.8°2→315°12.5°5→615°17.5°3→415°14.2°6→715°19.2°(2)任意取原動(dòng)件長(zhǎng)度AB(3)任意取連桿長(zhǎng)度BC，作一系列圓弧;(4)在一張透明紙上取固定軸D，作角位移ψiDk1(5)取一系列從動(dòng)件長(zhǎng)度作同心圓弧。(6)兩圖疊加，移動(dòng)透明紙，使ki落在同一圓弧上。φiψiAC1B1當(dāng)前第131頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云四、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)ABCDE14325傳送機(jī)構(gòu)攪拌機(jī)構(gòu)CBADE6步進(jìn)式當(dāng)前第132頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云ABCD四、按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)NEM連桿作平面運(yùn)動(dòng),其上各點(diǎn)的軌跡均不相同。B,C點(diǎn)的軌跡為圓弧;其余各點(diǎn)的軌跡為一條封閉曲線。設(shè)計(jì)目標(biāo):就是要確定一組桿長(zhǎng)參數(shù),使連桿上某點(diǎn)的軌跡滿足設(shè)計(jì)要求。連桿曲線當(dāng)前第133頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云連桿曲線生成器ABCD當(dāng)前第134頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云連桿曲線圖譜當(dāng)前第135頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)本章重點(diǎn)：1.四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、演化及應(yīng)用；2.曲柄存在條件、傳動(dòng)角γ、壓力角α、死點(diǎn)、急回特性：極位夾角和行程速比系數(shù)等物理含義，并熟練掌握其確定方法；3.掌握按連桿二組位置、三組位置、連架桿三組對(duì)應(yīng)位置、行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的原理與方法。當(dāng)前第136頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)第4章凸輪機(jī)構(gòu)§4－1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、類型和特點(diǎn)§4－2從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律§4－3凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定§4－4圖解法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓§4－5解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓§4－6凸輪的制造當(dāng)前第137頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)§4－1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、類型和特點(diǎn)結(jié)構(gòu)：三個(gè)構(gòu)件、盤(pán)(柱)狀曲線輪廓、從動(dòng)件呈桿狀。作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)從動(dòng)件直線移動(dòng)或擺動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：可精確實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，簡(jiǎn)單緊湊。缺點(diǎn)：高副，線接觸，易磨損，傳力不大。應(yīng)用：內(nèi)燃機(jī)、牙膏生產(chǎn)等自動(dòng)線、補(bǔ)鞋機(jī)、配鑰匙機(jī)等。分類：1)按凸輪形狀分：盤(pán)形、移動(dòng)、圓柱凸輪(端面

)。2)按推桿形狀分：尖頂、滾子、平底從動(dòng)件。特點(diǎn)：尖頂——構(gòu)造簡(jiǎn)單、易磨損、用于儀表機(jī)構(gòu)；滾子——磨損小，應(yīng)用廣；平底——受力好、潤(rùn)滑好，用于高速傳動(dòng)。實(shí)例當(dāng)前第138頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)12刀架o3).按推桿運(yùn)動(dòng)分：直動(dòng)(對(duì)心、偏置)、擺動(dòng)4).按保持接觸方式分：力封閉（重力、彈簧等）內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)幾何形狀封閉(凹槽、等寬、等徑、主回凸輪)當(dāng)前第139頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)r1r2r1+r2=constW凹槽凸輪等寬凸輪等徑凸輪優(yōu)點(diǎn)：只需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€，從動(dòng)件便可獲得任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。缺點(diǎn)：線接觸，容易磨損。作者：潘存云教授主回凸輪當(dāng)前第140頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云312A線繞線機(jī)構(gòu)312A線應(yīng)用實(shí)例：當(dāng)前第141頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云3皮帶輪5卷帶輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)1放音鍵2摩擦輪413245放音鍵卷帶輪皮帶輪摩擦輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)當(dāng)前第142頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云132送料機(jī)構(gòu)當(dāng)前第143頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云δhδhotδ1s2§4－2從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù):1)根據(jù)工作要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的形式;名詞術(shù)語(yǔ)：一、推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律基圓、推程運(yùn)動(dòng)角、基圓半徑、推程、遠(yuǎn)休止角、回程運(yùn)動(dòng)角、回程、近休止角、行程。rminhω1A2)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律;3)合理確定結(jié)構(gòu)尺寸;4)設(shè)計(jì)輪廓曲線。δsδsδ’sδ’sDBCB’δtδt當(dāng)前第144頁(yè)\共有640頁(yè)\編于星期六\23點(diǎn)設(shè)計(jì)：潘存云δhδhotδ1s2rminhω1Aδsδsδ’sδ’sDBCB’δtδt運(yùn)動(dòng)規(guī)