機(jī)械原理(經(jīng)典版)-機(jī)械原理經(jīng)典

1、制制 作作 人：董人：董 皊皊指導(dǎo)老師：曹泗秋指導(dǎo)老師：曹泗秋返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回上頁返回上頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁運(yùn)動(dòng)副元素：圓柱面、圓孔面運(yùn)動(dòng)副元素：圓柱面、圓孔面圖圖 2-1返回首頁返回首頁運(yùn)動(dòng)副元素：棱柱面、棱孔面運(yùn)動(dòng)副元素：棱柱面、棱孔面圖圖 2-2返回首頁返回首頁運(yùn)動(dòng)副元素：兩齒廓曲面運(yùn)動(dòng)副元素：兩齒廓曲面運(yùn)動(dòng)副元素：球面與平面運(yùn)動(dòng)副元素：球面與平面運(yùn)動(dòng)副元素：圓柱面與平面運(yùn)動(dòng)副元素：圓柱面與平面a）b）c）圖圖

2、2-3返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回上頁返回上頁運(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 兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副移動(dòng)副平面高副空間運(yùn)動(dòng)副級(jí))（ 級(jí)）（ 級(jí)）（ 級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）點(diǎn)接線觸接高觸副高與副（ 級(jí)）（ 級(jí)）（ 級(jí)）（ 級(jí)）圓柱副球面球副面及銷螺旋副（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（ 級(jí)）（ 級(jí)）常常用用運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)副副的的簡簡化化符符號(hào)號(hào)（3）.表表 2-1返回首頁返回首頁運(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 兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副移動(dòng)副平面高副空間運(yùn)動(dòng)副級(jí))（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）點(diǎn)接線觸接高觸副高與副（ 級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（

3、 級(jí)）圓柱副球面球副面及銷螺旋副（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）（級(jí)）常常用用運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)副副的的簡簡化化符符號(hào)號(hào)表表 2-1返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁yzxa)b)c)d)圖圖 2-6圖圖 2-7返回上頁返回上頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁在支的架電上機(jī)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)齒條輪傳齒動(dòng)圓輪錐傳齒動(dòng)圓桿柱傳蝸動(dòng)摩擦傳輪動(dòng)外圓輪嚙柱傳合齒動(dòng)內(nèi)圓輪嚙柱傳合齒動(dòng)凸傳輪動(dòng)槽機(jī)輪構(gòu)棘機(jī)輪構(gòu)外嚙合內(nèi)嚙合外嚙合內(nèi)嚙合表表2-2返回上頁返回上頁表 2-3 一般構(gòu)件的表示方法桿、軸類 構(gòu)件固定構(gòu)件同一構(gòu)件兩副構(gòu)件三副構(gòu)件返回首頁返回首頁表表 2-3返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁

4、返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁而如果再給定另一個(gè)獨(dú)立的而如果再給定另一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，則此機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，則此機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)就完全確定了。就完全確定了。返回首頁返回首頁，返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁如果兩構(gòu)件在多處相配合而構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，且轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合如果兩構(gòu)件在多處相配合而構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，且轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合（圖圖2-17），則只能算一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。），則只能算一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。圖圖2-17AA返回首頁返回首頁a)b)圖圖 2-19返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁沒加桿沒加桿EF時(shí)：時(shí)：F=3n-(2Pl+Ph)-F=33-(24+0)

5、-0=1加了桿加了桿EF后：后：F=3n-(2Pl+Ph)-FF=3n-(2Pl+Ph)-F返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁解解： 返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁a)b)圖圖 2-25返回首頁返回首頁圖圖 2-27返回首頁返回首頁圖圖 2-28返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁a)b)c)d)圖圖 3-212221P112PVM1M2t12tM21nn2P12M121返回首頁返回首頁圖圖 3-3432P24P2312P12P13P344返回首頁返回首頁圖圖 3-3432P24P2312P12P13P344返回首頁返

6、回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁p(o)d5cbd(d4)b)p(o)d5cb d(d4)knnsc)圖圖 3-5返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁)返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁cpe2be4,e5b) 速度分析速度分析c) 加速度分析加速度分析banCDccce4,e5e2e2anCBatCBatCDP返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁g2g3b g1,p(o,d,e)ckab)返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁pcbedb) 速度多邊形速度多邊形P14ABCD

7、EFG11234562 2a) 圖圖 3-9返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁圖圖3-10pc2c1b)a)123412MADC(C1,C2)B返回首頁返回首頁xOyAetenel圖圖3-5 用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析1.矢量方程解析法矢量方程解析法 1.1矢量分析的有關(guān)知識(shí)矢量分析的有關(guān)知識(shí)如圖如圖3-11，設(shè)已知構(gòu)件，設(shè)已知構(gòu)件OA的的l，l為桿矢量，為桿矢量，分別用分別用e、et、en表示：單位矢、切向單位矢及法向單位矢。表示：單位矢、切向單位矢及法向單位矢。返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁x xO Oy ye e2 2e e1 12 21 11212圖圖- - e1

8、 e2=cos12=cos(2-1) (3-13) e i=ei=cos, e j=ej=sin (3-14) e e=e2=1, e et=0, e en=-1 (3-15) e1 e2t=-sin(2-1) e1e2n=-cos(2-1)矢量方程解析法還用到下列關(guān)系（圖矢量方程解析法還用到下列關(guān)系（圖3-12）：）：(3-16)返回首頁返回首頁A Ax xy yD DC CB B1 12 23 34 4l l1 1l l2 2l l3 3l l4 4a ab bP P 1 1 2 2 3 3 1 1圖圖- -1.2 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析如如圖圖3-13所示的四桿機(jī)構(gòu)：所示的

9、四桿機(jī)構(gòu)：設(shè)已知：各構(gòu)件的尺寸，等角速設(shè)已知：各構(gòu)件的尺寸，等角速度度1，原動(dòng)件，原動(dòng)件1的方位角的方位角1。對(duì)其進(jìn)行位置、速度和加速度的對(duì)其進(jìn)行位置、速度和加速度的分析。分析。返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁3= 2= （3-25）（3-26）返回首頁返回首頁返回首頁返回首頁A Ax xy yD DC CB B1 12 23 34 4l l1 1l l2 2l l3 3l l4 4a ab bP P 1 1 2 2 3 3 1 1圖圖- -返回首頁返回首頁 l1sin1l1cos1 （-）（-）返回首頁返回首頁- 2l2cos2 3l3cos32 l2sin2 3l3sin3 = - 1l1

10、sin1 1l1cos1+ 1返回首頁返回首頁 動(dòng)代換其優(yōu)點(diǎn)是在代換后，構(gòu)件的慣性力和慣性力偶都不會(huì)發(fā)生改變。但其代換點(diǎn)K的位置不能隨意選擇，給工程計(jì)算帶來不便。 因靜代換不滿足代換的第三個(gè)條件，故在代換后構(gòu)件的慣性力偶會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，但此誤差能為一般工程計(jì)算所接受。因其使用上的簡便性，更常為工程上所采納。(2)移動(dòng)副中總反力及其方向確定 我們把運(yùn)動(dòng)副中的法向反力和摩擦力的合力，稱為運(yùn)動(dòng)副中的總反力(如圖)，以FR21表示。再根據(jù)力平衡，作力三角形，可得F=Gtan(+） (4-9) 如圖，設(shè)已知作用在滑塊1上的鉛垂載荷G,現(xiàn)需求使滑塊1沿斜面2等速上升（正行程）時(shí)所需的水平驅(qū)動(dòng)力F。 求解

11、時(shí)應(yīng)先做出總反力FR21的方向；根據(jù)滑塊的力平衡條件，可得F,=Gtan(-) (4-10)分析結(jié)果：斜面機(jī)構(gòu)考慮摩擦?xí)r驅(qū)動(dòng)力與阻抗力的關(guān)系為正行程（滑塊沿斜面上升的過程): F =Gtan(+)反行程（滑塊沿斜面下降的過程)：F = Gtan(-)矩形螺紋 螺母1和螺桿2構(gòu)成矩形螺旋副?？珊喕癁榛瑝K1沿斜面2的滑動(dòng)關(guān)系。 它可看作與矩形螺紋的當(dāng)量摩擦系數(shù)不同。其當(dāng)量摩擦系數(shù)為 fv=f/sin(90-）=f/cos 當(dāng)量摩擦角為 v=arctanfv擰緊和放松螺母所需的力矩分別為 M =Gd2tan(+v)/2 (4-13) M =Gd2tan(-v)/2 (4-14)三角形螺紋軸頸與軸承構(gòu)

12、成轉(zhuǎn)動(dòng)副。當(dāng)軸頸在軸承中回轉(zhuǎn)時(shí)，必將產(chǎn)生摩擦力來阻止其回轉(zhuǎn)。下面討論如何計(jì)算這個(gè)摩擦力對(duì)軸頸所形成的摩擦力矩。 具體內(nèi)容(2)軸端的摩擦 軸用以承受軸向力的部分稱為軸端。(如圖）當(dāng)軸端1在止推軸承2上旋轉(zhuǎn)時(shí)，接觸面間也將產(chǎn)生摩擦力。摩擦力對(duì)軸回轉(zhuǎn)軸線之矩即為摩擦力矩Mf , 其大小可如下求出。取出環(huán)形微面積ds=2d，設(shè)ds上的壓強(qiáng)p為常數(shù)，(如圖) 則其面積上的正壓力為 dFN=pds，摩擦力為dFf=fdFN=fpds，dFf對(duì)回轉(zhuǎn)軸線的摩擦力矩dMf為 dMf= dFf= fpds軸端所受的總摩擦力矩Mf為 Mf= (4-18)RrRrsdpffpd22上式的解可分下述兩種情況來討論。2

13、)跑合軸端 即經(jīng)過一段時(shí)間工作后的軸端。 由于磨損的關(guān)系，這時(shí)軸端與軸承接觸面各處的壓強(qiáng)假設(shè)為處處等磨損，即近似符合p常數(shù)的規(guī)律。則 根據(jù)p常數(shù)的關(guān)系，知在軸端中心部分的壓 強(qiáng)非常大，極易壓潰，故對(duì)于載荷較大的軸端應(yīng)作成空心的。 (4-20)(4-19) 通常也將平面高副中摩擦力和法向反力合成一個(gè)總反力來研究。總反力FR21的方向也與法向反力偏斜一摩擦角，傾斜的方向與構(gòu)件1相對(duì)于構(gòu)件2的相對(duì)速度12的方向相反。 需將各運(yùn)動(dòng)副中的反力表示為統(tǒng)一規(guī)定的形式，將作用于構(gòu)件上任一點(diǎn)的力矩也應(yīng)表示為規(guī)定的形式； 為便于列出矩陣方程，應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：應(yīng)將平衡方程式寫成如下矩陣形式45實(shí)際驅(qū)動(dòng)力矩理想驅(qū)動(dòng)力

14、矩實(shí)際驅(qū)動(dòng)力理想驅(qū)動(dòng)力如圖，串聯(lián)機(jī)組的機(jī)械效率為) 95 (121Pr211kkkdPPPPPdPPhhhhLL（5-10）由上圖得，并聯(lián)機(jī)組的機(jī)械效率為)115(PPr/dh一，要設(shè)法減小運(yùn)動(dòng)副中的摩擦；二，是在能夠滿足運(yùn)動(dòng)及工作要求的前提下應(yīng)盡可能簡短機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)，使機(jī)械的功率傳遞通過的運(yùn)動(dòng)副數(shù)盡可能少 將力F分解為沿接觸面切向和法向的兩個(gè)分力Ft、Fn。 Ft=Fsin=Fntan是推動(dòng)滑塊1運(yùn)動(dòng)的有效分力；而Fn只能使滑塊1壓向平臺(tái)2，其所能引起的最大摩擦力為 Ffmax=Fntan，圖5-1圖5-2所以力F任意增大（力臂a保持不變），也不能驅(qū)使軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)，即出現(xiàn)了自鎖現(xiàn)象。轉(zhuǎn)動(dòng)副自鎖

15、的條件轉(zhuǎn)動(dòng)副自鎖的條件：作用在軸頸上的驅(qū)動(dòng)力為單力，且作用于摩擦圓之內(nèi)。 (1)螺旋千斤頂 為了保證圖5-3（如下）所示手搖螺旋千圖5-3M =Gd2tan(-v)/2令M0（驅(qū)動(dòng)力G為任意值），則得tan(-v) 0，即 v 此即該螺旋千斤頂?shù)淖枣i條件。 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡就是利用在剛性轉(zhuǎn)子上加減平衡質(zhì)量的方法，使其質(zhì)心回到回轉(zhuǎn)軸線上，從而使轉(zhuǎn)子的慣性力得以平衡的一種平衡措施。 圖6-1 當(dāng)轉(zhuǎn)子以角速度回轉(zhuǎn)時(shí)，各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力為 Fi=mi2ri i=1,2 (6-1)式中ri表示第i個(gè)偏心質(zhì)量的矢徑。 為了平衡這些離心慣性力，可在轉(zhuǎn)子上加一平衡質(zhì)量mb。使其產(chǎn)生的離心慣性力Fb與

16、 圖6-1F= FI+Fb=0 (6-2) 設(shè)平衡質(zhì)量mb的矢徑為rb,則上式可化為m1r1+m2r2+mbrb=0 (6-3)式中miri稱為質(zhì)徑積，為矢量。 平衡質(zhì)徑積mbrb的大小和方位，可用下述方法求得。如圖6-1所示建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)力平衡條件，由Fx=0及Fy=0可得 圖6-1方向?yàn)檎?。則平衡質(zhì)徑積的大小為 mbrb= （mbrb）2x+(mbrb) 2y1/2 (6-6) 當(dāng)轉(zhuǎn)子的寬徑比(B/D)大于0.2時(shí)，其質(zhì)量就不能視為分布在同一平面內(nèi)了。這時(shí)，其偏心質(zhì)量分布在幾個(gè)不同的回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，如圖6-2所示。m3m1m2圖6-2FIFIS圖 6-3圖 6-4半徑分別為r1、r2、

17、r3，方位如圖所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子以等角速度回轉(zhuǎn)時(shí)，它們產(chǎn)生的慣性力FI1、圖 6-4F=0, M=0 (6-8) 由理論力學(xué)可知，一個(gè)力可以分解為與它相平行的兩個(gè)分力。 如圖b所示，可將力F分解成FI、FI兩個(gè)分力，其大小分別為 再將各離心慣性力按上述方法分別分解到平衡基面及內(nèi)，即將FI1、FI2、FI3分解為FI1I 、 FI2I 、 FI3I(在平衡基面I內(nèi)）和FI1 、 FI2 、 FI3（在平衡基面內(nèi)）。 這樣就把空間力系的平衡問題，轉(zhuǎn)化為兩個(gè)平面匯交力系的平衡問題了。圖 7-1圖7-2圖所示的機(jī)械特性曲線可以用一條通過N點(diǎn)和C點(diǎn)的直線近似代替。 N點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩Mn為電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，它所對(duì)應(yīng)的

18、角速度n為電動(dòng)機(jī)的額定角速度；C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的角速度0為電動(dòng)機(jī)的同步角速度，這時(shí)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩為零。 dE=d(J121/2+m2v2S2/2+JS222/ 2 + m3v23/2) niiiiiiinisisiidtMvFJvmd1212)cos()2/2/( （7-2） 式中i 為作用在構(gòu)件i上的外力Fi與該力作用點(diǎn)的速度vi 間的夾角，而“”號(hào)的選取決定于作用在構(gòu)件i上的力矩Mi與該構(gòu)件的角速度為i的方向是否相同，相同時(shí)取“+”號(hào)，反之取“-”號(hào)。dtvFMvmvmJJdSS)()()()(213311213321222122121 （7-3）令2133212221221)()()(vmvm

19、JJJSSe（7-4）dtFvMvmvvmvJvJvdSS)()()(233113323222322231123 (7-7)若令3232223222311)()()(mvvmvJvJmSSe （7-8）)()(221SiiiSinievmJJ （7-11）等效力矩的一般計(jì)算式為)()(cos1iiiiinieMvFM（7-12）)()(221vvmvJmSiiiSinie（7-13）等效力的一般計(jì)算式為)()(cos1vMvvFFiiiiinie（7-14）adMWdd)()(（7-15）adMWrr)()(（7-16）a)b)2/)(2/)()()(22aeaerdrdJJdMMWWEa（7

20、-17） 由上式計(jì)算得到機(jī)械動(dòng)能E()的變化曲線，如上圖b。 在ab區(qū)間，系統(tǒng)出現(xiàn)了盈功，在這一段運(yùn)動(dòng)過程中，等效構(gòu)件的角速度由于動(dòng)能的增加而上升；在bc區(qū)間，系統(tǒng)出現(xiàn)了虧功，在這一段運(yùn)動(dòng)過程中，等效構(gòu)件的角速度由于動(dòng)能的減少而下降。在等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變化的公共周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)力所做的功等于阻抗力所做得功，則機(jī)械動(dòng)能的增量等于零。minmaxTO圖7-5 機(jī)械速度波動(dòng)的程度可用速度不均勻系數(shù)來表示： （7-18）2minmaxm（7-19）mminmax（7-20） dMMEEWcberedminmaxmax（7-21）22min2maxminmaxmax2/meeJJEEWemFJWJ)/

21、(2max（7-23） 如果JeJF，則Je可以忽略不計(jì)，上式可近似寫為 )/(2maxmFWJ (7-24) 也可寫為用平均轉(zhuǎn)速n（r/min）表示的 )/(90022maxnWJF (7-25) 設(shè)輪緣的寬度為b,材料單位體積的重量為（N/m3),則 GA=DHb于是 Hb=GA/(D) (7-27)圖 7-6 承載能力高，易潤滑，不易磨損； 制造容易，易獲較高精度。 設(shè)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜 不易精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的（任意的）運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 常產(chǎn)生動(dòng)載荷。在三角形ADC1中：l2-l1+l3l4l2-l1+l4l3即： l1+l4l2+l3 l1+l3l2+l4在三角形ADC2中l(wèi)1+l2l3+l4由上三式

22、兩兩相加，得：l1l2 ; l1l3 ; l1l4取最短桿1相鄰的桿2或桿4為機(jī)架時(shí)，得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)取最短桿1為機(jī)架，得到雙曲柄機(jī)構(gòu)；取最短桿1相對(duì)的桿3為機(jī)架時(shí)，得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。 若最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，不論取哪根桿為機(jī)架，都得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。 ，F(xiàn)t=F cos , 傳力效果越好。 傳動(dòng)角 ：=90- ， ， 傳力效果越好。 3、連桿機(jī)構(gòu)的急回特性（見圖）曲柄AB11AB2 ,搖桿C1DC2D,V1=C1C2t1曲柄AB22AB1 ,搖桿C2DC1D,V2=C1C2t2因?yàn)?=180+ 2 ， 所以t1 t2 ， 則V2 V1。設(shè)搖桿從C1D至C2D為工作行程，則搖桿

23、從C2D至 C1D為空回行程， 空回行程的速度大于工作行程的速度 急回特性 我們把空回行程平均速度V2與工作行程平均速度V1之比，稱為行程速度變化系數(shù)，用K表示，則K=V2V1=C1C2/t2C1C2/t1=t1t2=12=180+ 180-或 =180K-1K+1式中 為搖桿位于兩極限位置時(shí)，曲柄在兩相應(yīng)位置 間所夾的銳角，稱為極位夾角。說明：由上述分析可知：若K1，說明機(jī)構(gòu)有急回特性，其值越大，急回性質(zhì) 越顯著，有無急回，取決于，（只要0就有急回運(yùn)動(dòng)）有急回運(yùn)動(dòng)，可節(jié)省回程時(shí)間，提高工效。 自鎖（卡死） 踏不動(dòng)死點(diǎn)的特點(diǎn) 如縫紉機(jī) 運(yùn)動(dòng)不確定 倒車 對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來說，有死點(diǎn)是不利的，應(yīng)采取措

24、施使其順利通過。若以夾緊、增力等為目的，則機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置可以加以利用。 加裝飛輪，增大慣性，使之闖過死點(diǎn)； 措施 安裝輔助連桿； 幾組機(jī)構(gòu)錯(cuò)位安裝。利用死點(diǎn)：例飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)一、改變桿件的長度比或運(yùn)動(dòng)副的形式偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)思考：對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有無急回運(yùn)動(dòng)？ 當(dāng)曲柄較短時(shí)，把鉸鏈B擴(kuò)大，使其包含A，這時(shí)曲柄演化為一幾何中心不與回轉(zhuǎn)中心相重合的圓盤，此盤稱為偏心輪，兩中心間距稱偏心距，等于曲柄之長，這種機(jī)構(gòu)稱為偏心輪機(jī)構(gòu)。1、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)當(dāng)l2l1，稱為回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)當(dāng)l2l1，稱為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：傳力性能好； =90， =0 具有急回運(yùn)動(dòng)。 = 2、搖塊

25、機(jī)構(gòu)步驟：計(jì)算 =180K-1K+1 按已知條件畫C1D、C2D連C1C2作其垂直平分線交于mn, 作角（90-）與mn相交于點(diǎn)O, 以O(shè)為圓心，OC1為半徑作圓, 鉸鏈中心A點(diǎn)應(yīng)在該圓弧上。 在該圓弧上任取一點(diǎn)作為鉸鏈中心A點(diǎn)， 由 AC1= l2-l1， AC2= l2+l1得： l1=（ AC2- AC1）/2， l2=（ AC2+ AC1）/2，由此求出曲柄和連桿的長度。驗(yàn)算傳動(dòng)角或壓力角。 直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)hs hv 0a- ,tav0 ,tv ,ths2ks 22222442hahvhs9Aa0BC,ta,t211Ov46543,th1s40222224)(4)(2hahvh

26、hsav,t,t,tsh1O2345612345sSS,SS,cos2sin)cos1 (2222hahvhs2sin2)2cos1 ()2sin21(22hahvhs2 ,2 2hrrh 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律7654321h/,ttsh3457O12688621O7543v,t,ta3457O1268maxv)/(0hwmaxa)/(202hwmaxj)/(303hw3.2.1 直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)ddsVOPBDP2200tanerSeddsSSeddsdds/220)tan/(eSeddsrarrrarrarrrrraminminrr0) 5 . 01 . 0(rrrmaxllmmll

27、)75(2max 11-1 11-1 輪系及分類輪系及分類根據(jù)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其各個(gè)齒輪的軸線相對(duì)根據(jù)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其各個(gè)齒輪的軸線相對(duì)于機(jī)架的位置是否都是固定的，于機(jī)架的位置是否都是固定的，而將輪系而將輪系(gear train)分為三大類分為三大類 定軸輪系定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系復(fù)合輪系復(fù)合輪系調(diào)出電腦動(dòng)畫片：行星與定軸定軸輪系定軸輪系1 1定軸齒輪系：定軸齒輪系：齒輪系傳動(dòng)過程中，其各齒輪的軸線齒輪系傳動(dòng)過程中，其各齒輪的軸線相對(duì)于機(jī)架的位置都是固定不變的。相對(duì)于機(jī)架的位置都是固定不變的。周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系2.2.OH321H321231太陽輪太陽輪(sun gear)行星輪行星輪(plane

28、t gear) 行星架行星架141HO1HOHO33O22413OO133HHOO221O1H232OHO B. 行星輪系行星輪系 (planetary speed train)，其自由度 為l （如圖B所示）圖a圖b3421H23K型周轉(zhuǎn)輪系型周轉(zhuǎn)輪系OH312H3122k-H型周轉(zhuǎn)輪系型周轉(zhuǎn)輪系復(fù)合輪系復(fù)合輪系2.2.1223445121221ziz 322 332ziz 343443ziz 544 554ziz 234511551234z z z ziz z z z 43 2154325 4433 2215 4343 212zzzzzzzziiii 所有主動(dòng)輪齒數(shù)連乘積所有從動(dòng)輪齒數(shù)連乘

29、積定軸輪系的傳動(dòng)比 2）空間輪系空間輪系 (d)2112(a)(b)2112(e)21（A A）用箭頭標(biāo)注；）用箭頭標(biāo)注；（B B）用）用“+”+”或或“”表示，表示，“+”+”首末兩輪轉(zhuǎn)向相同，首末兩輪轉(zhuǎn)向相同，“”則相反；則相反；（C C）在公式前用（）在公式前用（1 1）m m表示，表示，m m 外嚙合次數(shù)外嚙合次數(shù) 只能用箭頭來表示只能用箭頭來表示 (c)如圖，中間紅色的齒輪齒數(shù)的多少并不影響傳動(dòng)比如圖，中間紅色的齒輪齒數(shù)的多少并不影響傳動(dòng)比的大小，而僅僅起著中間過渡和改變從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的的大小，而僅僅起著中間過渡和改變從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的作用。輪系中的這種齒輪稱為作用。輪系中的這種齒輪稱為惰輪（

30、惰輪（idler gear）（過輪或中介輪）（過輪或中介輪） 結(jié)論：結(jié)論：（1）主從動(dòng)輪間加奇數(shù)個(gè)惰輪，主、從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)方向相同。）主從動(dòng)輪間加奇數(shù)個(gè)惰輪，主、從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)方向相同。（2）主從動(dòng)輪間加偶數(shù)個(gè)惰輪，主、從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)方向相反。）主從動(dòng)輪間加偶數(shù)個(gè)惰輪，主、從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)方向相反。12HH3根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理，假若我們給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加上一個(gè)根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理，假若我們給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加上一個(gè)公共角速度公共角速度“H”，使它繞行星架的固定軸線回轉(zhuǎn)，這，使它繞行星架的固定軸線回轉(zhuǎn)，這時(shí)各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)仍將保持不變，但行星架的角速時(shí)各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)仍將保持不變，但行星架的角速度卻變成度卻變成H

31、Ho，即行星架成為，即行星架成為“靜止不動(dòng)靜止不動(dòng)”的了。的了。于是，周轉(zhuǎn)輪系便轉(zhuǎn)化成了定軸輪系。這種經(jīng)過轉(zhuǎn)化所得于是，周轉(zhuǎn)輪系便轉(zhuǎn)化成了定軸輪系。這種經(jīng)過轉(zhuǎn)化所得的假想的定軸輪系，特稱為原周轉(zhuǎn)輪系的的假想的定軸輪系，特稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系或轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化輪系或轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 由于由于 HH = 0，該周轉(zhuǎn)輪系已轉(zhuǎn)化為，該周轉(zhuǎn)輪系已轉(zhuǎn)化為定軸輪系定軸輪系 13313113zziHHHHH - H 1 H 3 2周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的一般關(guān)系式周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的一般關(guān)系式：如果輪系為行星輪系，由于一個(gè)太陽輪如果輪系為行星輪系，由于一個(gè)太陽輪(設(shè)為設(shè)為輪輪)為固定輪，上式可以改寫為如下形式為固定輪，上式可以改

32、寫為如下形式HHmmHmnHmnHi HHHHHHmnmmmmniiii 11各主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積至在轉(zhuǎn)化輪系中由各從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積至在轉(zhuǎn)化輪系中由nmnm注：注：1）只適用于轉(zhuǎn)化齒輪系的首、末兩輪軸線平行（或重合）只適用于轉(zhuǎn)化齒輪系的首、末兩輪軸線平行（或重合）的情況；的情況； 2）在公式的齒數(shù)比前應(yīng)加在公式的齒數(shù)比前應(yīng)加“+”、“”。這不僅表明在轉(zhuǎn)。這不僅表明在轉(zhuǎn)化輪系中兩太陽輪之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且將直接影響到各構(gòu)件的化輪系中兩太陽輪之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且將直接影響到各構(gòu)件的角速度之間的數(shù)值關(guān)系；角速度之間的數(shù)值關(guān)系； 3）mH、nH、imnH為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)比，按定為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的角速度

33、、轉(zhuǎn)動(dòng)比，按定周軸輪系公式計(jì)算；周軸輪系公式計(jì)算； 4）m、n、imn為周轉(zhuǎn)輪系的角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)比，均為代數(shù)為周轉(zhuǎn)輪系的角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)比，均為代數(shù)值，在公式中要帶相應(yīng)的值，在公式中要帶相應(yīng)的“+”、“” ； 5）任何時(shí)候都不能用箭頭或（任何時(shí)候都不能用箭頭或（1）m來直觀的判斷從動(dòng)件來直觀的判斷從動(dòng)件的真實(shí)轉(zhuǎn)向，只能按的真實(shí)轉(zhuǎn)向，只能按imn計(jì)算結(jié)果與原假定方向來確定計(jì)算結(jié)果與原假定方向來確定 1H2322213解：解：2132H3H1H13zzzznnnni n1=100r/minn3=200r/min代入，可得代入，可得25302520n200n100iHHH13 nH=-100r/min1） n1與與n3 同向，同向，HkH1Hk1nnnni H1Hk1nn1i 故故Hk1H1kH1i1nni OHK(3)H212O125302520n200n100iHHH13 nH=700r/min可得可得所求轉(zhuǎn)速的方向，須由計(jì)算結(jié)果得正負(fù)號(hào)來決定，決不所求轉(zhuǎn)速的方向，須由計(jì)算結(jié)果得正負(fù)號(hào)來決定，決不能在圖形中直觀判斷！能在圖形中直觀判斷！2） n1與與n3 反向，即用反向，即用 n1=100r/min，n3= -200r/min代入，代入，12234H（1 1）正確分劃周轉(zhuǎn)輪系。）正確分劃周轉(zhuǎn)輪系。 行星輪行星輪 行星架行星架( (注