機械原理筆記

1、第一章平面機構的結構分析1.1研究機構的目的目的：1、探討機構運動的可能性及具有確定運動的條件2、對機構進行運動分析和動力分析3、正確繪制機構運動簡圖1.2運動副、運動鏈和機構1、運動副:兩構件直接接觸形成的可動聯(lián)接（參與接觸而構成運動副的點、線、面稱為運動副元素）低副：面接觸的運動副（轉動副、移動副），高副：點接觸或線接觸的運動副注：低副具有兩個約束，高副具有一個約束2、自由度：構件具有的獨立運動的數目（或確定構件位置的獨立參變量的數目）3、 運動鏈：兩個以上的構件以運動副聯(lián)接而成的系統(tǒng)。其中閉鏈：每個構件至少包含兩個運動副元素，因而夠成封閉系統(tǒng)；開鏈：有的構件只包含一個運動副元素。4、機構

2、：若運動鏈中出現機架的構件。機構包括原動件、從動件、機架。1.3平面機構運動簡圖1、 機構運動簡圖： 用簡單的線條和規(guī)定的符號來代表構件和運動副并按一定的比例表示各 運動副的相對位置。 機構示意圖：不按精確比例繪制。2、 繪圖步驟：判斷運動副類型，確定位置；合理選擇視圖，定比例譏繪圖（機架、主動 件、從動件）1.4平面機構的自由度1、 機構的自由度： 機構中各活動構件相對于機架的所能有的獨立運動的數目。F=3n - 2pL - pH（n指機構中 活動構件的數目，pL指機構中低副的數目，pH指機構中高副的數目）自由度、原動件數目與機構運動特性的關系：1）： FW 0時，機構蛻化成剛性桁架，構件間

3、不可能產生相對運動2） ： F 0時，原動件數等于 F時，機構具有確定的運動；原動件數小于機構自由度時，機 構運動不確定；原動件數大于機構自由度，機構遭到破壞。2、計算自由度時注意的情況1 ）復合鉸鏈：m個構件匯成的復合鉸鏈包含 m-1個轉動副（必須是轉動副，不能多個 構件匯交在一起就構成復合鉸鏈，注意滑塊和盤類構件齒輪容易漏掉，另外機架也是構件。2）局部自由度：指某些構件（如滾子）所產生的不影響整個機構運動的局部運動的自由度。解決方法：將該構件焊成一體，再計算。3）虛約束：指不起獨立限制作用的約束。注：計算時應將虛約束去掉。虛約束作用：雖不影響機構的運動，但可以增加構件的剛性。注：平面機構的

4、常見虛約束：（1）不同構件上兩點間的距離保持恒定，若在兩點間加上一個構件和兩個運動副 ；類似的，構件上某點的運動軌跡為一直線時，若在該點鉸接一個滑塊并使其導路與該直線重合，將引進一個虛約束。（2）兩構件構成多個移動副且其導路相互平行，這時只有一個移動副起約束作用，其余移動副都是虛約束。（3）兩構件構成多個移動副且其軸線相互重合，這時只有一個轉動副起約束作用。（4）完全對稱的構件 注：如果加工誤差太大就會使虛約束變?yōu)閷嶋H約束。1.5平面機構的組成原理和結構分析1、高副低代：在平面機構中用低副（轉動副或移動副）代替高副的方法。條件要求：代替前后機構的自由度、瞬時速度、瞬時加速度必須相同方法：用兩個

5、轉動副和一個構件代替一個高副，這兩個轉動副分別位于高副兩輪廓接觸點的曲率中心。特例：（1）兩輪廓之一為直線，因直線曲率中心位于無窮遠則演化為移 動副（2）若兩輪廓之一為一點，因點的曲率半徑為零，所以曲率中心與該點重合2、 桿組：不能再拆的最簡單的自由度為零的構件組。由pl=3/2 n （ n=2,4,6pL=3,6,9）3、 桿組的級別：由桿組中包含的最高級別封閉多邊形來確定的。n級桿組由兩個構件和 3個低副組成的（有五種不同的形式），川級桿組由4個構件和6個低副組成的，把由機架和原動件組成的機構稱為I級桿組注：按照桿組的概念，任何機構都可看成用零自由度的桿組依次聯(lián)接到原動件和機架上 去的方法

6、組成4、結構分析：1）先除去虛約束和局部自由度，并高副低代，用箭頭標出原動件2 ）從遠離原動件的處開始拆桿組（先試拆n級桿，如不能，再拆川級桿等）3 ）接著在剩余的機構中重復（2）的步驟注：剩余機構不允許出現只屬于一個構件的運動副和只有一個運動副的構件（原動件除外），因為前者將導入虛約束，而后者則產生局部自由度。5、機構的級別： 所拆的桿組的 最高級別即為機構的級別。注意：對于同一機構，取不同構件作為原動件時，可能拆分的結果不同，利用此性質可 以變換機構級別，用低級機構代替高級機構。6 、增加自由度的方法：在適當位置添加一個構件和一個低副或用一個高副去代替一個低副。7、含有齒輪副平面機構的自由

7、度計算：齒輪中心被約束：計一個高副；齒輪中心未被約束:&咼副低代如圖:例如：圖（a） F=3X 5-2X 6-1 X 2= 1圖（b） F= 3X 5-2 X 7- 1X 0= 1計一個低副。第二章平面機構的運動分析2.1研究機構運動分析的目的和方法1、目的：確定構件的行程或機殼的輪廓；確定機械的工作條件；確定慣性力2、方法：圖解法：速度瞬心法、相對圖解法解析法實驗法2.2速度瞬心法及其在機構速度分析上的應用1、速度瞬心：兩構件作相對運動時，其相對速度為零時的重合點稱為速度瞬心，簡稱瞬心。也就是兩構件在該瞬時具有相同絕對速度的重合點。絕對瞬心：兩構件之一是靜止構件；相對瞬心：兩構件都運動注：兩

8、構件在任一瞬時的相對運動都可看成繞瞬心的相對運動。2、 機構瞬心的數目：N =K（K-1）/23、瞬心的求法： 定義法：（1 ）若兩構件1、2以轉動副相聯(lián)接，則瞬心P12位于轉動副的中心（2）若兩構件1、2以移動副相聯(lián)接，則瞬心 P12位于垂直于導路線cDP313P13在P34和2A加速度分析大小C角仇逆時針JI a.V P13構件1： Vp（4）同一枸件上各點的位萱所構咸的多邊形與這些點的 初誅度矢韋終點所構戚的而冃二者字母繞行的顫序 叩同* Li（1）兀點為枸件上所冇絶對加速 度為零的斃像；（1）卩點為構件上所有絕對速度 為零的影像；（2）連接貫點到枉一點的向量， 代表該點在機構圖中同名點

9、的絕對 抑速虧 方向為從兀點指向該點I構件1: vPl2）連接p點到任一點的向量. 代表該點在機構圖中同名點的絶對 速鹿，方向為從護點指向該點：鉸鏈四桿機構（3）連接卩點以外的任意兩點矢量為該兩點在機構圖中 同名點的相對速度，指向占矢量苑代表速度石他反八 曲柄滑塊機構 滑動兼滾動接觸的高副機構：w2/w3=P31P32/P21P32注：角速度與連心線被輪廓接觸點公法線所分割的兩線段長度成反比。 2.3用相對方程圖解法求機構的速度和加速度1、同一構件上點間的速度和加速度的求法構件 2: Vp2V2方向的無窮遠處（3）若兩構件1、2以高副相聯(lián)接，若在接觸點 M處作純滾動，則接觸點 M就是它 們的瞬

10、心；若在接觸點 M處有相對滑動，則瞬心位于過接觸點M的公法線上三心定理法： 指作平面運動的三個構件共有三個瞬心，這三個瞬心必在一條直線上4、速度瞬心法在機構速度分析上的應用：唁IWAhKABCE .稱Alt尸詢 Anrr的諫陪影彈*由此叫妬 構件2卜的幵一點的襲度。區(qū)XDC陀=砂佻叫3=18 二 片九,l 1 P13 P14也+畑=吃+吩Ci 3 P13 P3421 I 131 1221 I p3 P12戟E+ 松口（3）連接帶有角標的其他任意兩點矢量為該兩點在 機構圖中的同名點的相對加速度，指向=罠量 時代表加 速度也（4）同一構件上各點的位置所構成的多邊形與這些點的速 度矢量終點所枸成的相

11、似，而且二者字母繞行的顆序相同： 加速度多邊形特性，（法向加速度與切向加速度矢量都用 虛線表示） 速度多邊形特性二31 iR4P31注：兩構件的角速度與其絕對速度瞬心至相對速度瞬心的距離成反比, P14的同一側，因此 W1和 W3的方向相同；在之間時，方向相反。 凸輪機構-3廠13廠14i311P3P34ac =1.速度分析大小? J?方向J J注：（1 ）求E點速度時，必須通過 E對C和E對B的兩個相對速度矢量方程式聯(lián)立求解。 （2 ）速度影像和加速度影像只適用于同一構件上的各點，而不能應用于機構的不同構 件上各點（3）對三級機構運動分析時，要借助特殊點（阿蘇爾點）對機構的速度和加速度分析，

12、 阿蘇爾點：任選兩個兩副構件，分別作該兩構件的兩個運動副中心連線，其交點就 是特殊點（3個均取在三副構件上）綜合用瞬心進和相對運動圖解法21對復雜機構進行速度分析/例=己知求*（書聲匕 例工-3）勢&一二2、組成移動副的兩構件上 重合點的速度和加速度：=5十片 方向：? 丄屈 CE 大?。?？也 -方向:1AB HCE 大?。? 卯田 ?坤瞬心注求岀絕對瞬心Pjilh注意：（1）哥氏加速度方向是相對速度沿W的轉動方向轉90度（2）例1中使用了擴大構件法，盡可能選擇運動已知或運動方向已知的點為重合點。（3）所求的點的速度和加速度都只是在這一機構位置時滿足要求的點。（4）一個具有確定運動的機構，其速

13、度圖的形狀與原動件的速度大小無關，即改變 原動件的速度時，速度多邊形不變，但加速度多邊形無此特性。（5）速度瞬心法只能求速度而不能求加速度。（6）求構件上任一點的速度，可先求出運動副處點的速度，再用速度影像求該點速 度，加速度同上。（書：例題2-2 ）2.4用解析法作機構的速度和加速度分析1、 解析法：先建立機構的位置方程， 然后將位置方程對時間 求導得速度方程和加速度方程。2、常用的解析法：矢量法，復數矢量法，矩陣法（前兩種用于二級機構求解，可直接求出 所需的運動參數或表達式；矩陣法適用于計算機求解；三級機構需用數值逼近的方法求解） 2.5運動線圖1、運動線圖：指一系列位置的位移、速度、和加

14、速度或角位移、角速度和角加速度對時間 或原動件轉角列成的表或畫成的圖。注：（1）已知位移線圖，可用計算機進行數字微分或圖解微分直接作出相應的速度和加 速度線圖（2）已知加速度線圖，可用數字積分或圖解積分直接得出相應的速度和位移線圖第三章平面連桿機構及其設計3.1平面連桿機構的特點及其設計的基本問題1. 平面連桿機構特點：優(yōu)點：1）各構件以低副相連，壓強小，易于潤滑，磨損??；2）能由本身 幾何形狀保持接觸；3）制造方便，精度高；4）構件運動形式的多樣性，實現多種多樣的運動軌跡。缺點：1）機構復雜，傳動積累誤差較大（只能近似實現給定的運動規(guī)律；2）設計計算比較復雜；3）作復雜運動和往復運動的構件的

15、慣性力難以平衡，常用于速度較低的場合。2. 三類基本問題：1.實現構件的給定位置（亦稱實現剛體導引）2.實現已知的運動規(guī)律3. 實現已知的運動軌跡3. 運動設計的方法：1.圖解法；2.解析法；3.圖譜法；4.實驗模型法 3.2平面四桿機構的基本型式及其演化1. 鉸鏈四桿機構：所有運動副均為轉動副的平面四桿機構稱為鉸鏈四桿機構，其它型式的平面四桿機構都可以看成是在它的基礎上演化而成的。構成：機架，連架桿（曲柄、搖桿）、連桿；組成轉動副的兩構件能作整周相對轉動該 轉動副稱為整轉副，否則為擺動副。按照兩連架桿的運動形式的不同，可將鉸鏈四桿機構分為曲柄搖桿機構、雙曲柄機構 和雙搖桿機構 三種類型。注：

16、（1）曲柄所聯(lián)接的兩個轉動副均為整轉副，而搖桿所聯(lián)接的兩個轉動副均為擺動副。（2）倒置機構：通過轉換機架而得的機構。依據是機構中任意兩構件間的相對運動關系 不因其中哪個構件是固定件而改變。2. 轉動副轉化成移動副的演化3. 偏心輪機構：若將轉動副B的半徑擴大到比曲柄 AB的長度還要大，則曲柄滑塊機構轉化 為偏心輪機構。（擴大轉動副）注：在含曲柄的機構中， 若曲柄的長度很短，在柄狀曲柄兩端裝設兩個轉動副存在結構設計 方面的問題，故常常設計成偏心輪機構。4、取不同構件作機架:（1）曲柄搖+T機構取不同枸杵為 鞏黑杏構件網的和羽成榕叨副的曲沽動初杵 畫成桿就的構件稱為導桿 畫成獲狀創(chuàng)枸件禰為秋収曲柄

17、機構雙搖桿機構5. 各種不同的平面四桿機構都是通過“改換機架、轉動副轉化為移動副及改變移動副結構等演化而成的。3.3平面四桿機構的主要工作特性3.四桿鉸鏈運動鏈成為曲柄搖桿機構的條件： 特例：若兩個構件長度相等且均為最短時：（1）若另外兩個構件長度不等，則不存在整轉副（2）若另兩個構件長度相等，則當兩最短構件相 時有三個整轉副，相對時有四個整轉副。4.行程速度變化系數:桿長條件視架條件機構糞型嶽足桿長之 和條件最S4T4B鄰的桿拘機衆(zhòng)曲柄搖桿機構最短桿本身為機架取曲柄機構最短桿和對的桿為機架取蘇桿機羈（!）不滿足桿故 之和條杵任意桿為機架雙腳邢K=R動件快行程平均速度/從動件慢行程平均速度（K

18、大于等于1）1.桿長之和條件：最短桿與最長桿長度之和小于等于其它兩桿的長度之和。2.轉動副為整轉副的充分必要條件：組成該轉動副的兩個構件中必有一個為最短桿，且四個構件的長度滿足桿長之和條件注：a越小，傳力越好；丫越大，傳力越好。min極位夾角當搖桿處于兩極限位置時，對應的曲柄位置線所夾的角。范圍：0,180）（當AB與BC兩次共線時，輸出件 CD處于兩極限位置。）v2 t11 180v1 t22 1801805、急回特性：從動件正反兩個行程的平均速度不相等。注：1、平面四桿機構具有急回特性的條件：（1）原動件作等速整周轉動；（2）輸出件作往復運動；（3）02、有急回特性的機構：曲柄搖桿機構、偏

19、置曲柄滑塊機構、 擺動導桿機構以及具有曲柄的多桿機構。無急回特性的機構：正弦機構、對心曲柄滑塊機構6.根據K及從動件慢行程擺動方向與曲柄轉向的異同，曲柄搖桿機構可分為以下三種形式:1型曲柄搖桿機構：K1 0,搖桿慢行程擺動方向與曲柄轉向相同。尺寸條件：a2 d2 b2 c2結構特征：A、D位于C1、C2兩點所在直線的 同側 II型曲柄搖桿機構：k10,搖桿慢行程擺動方向與曲柄轉向相反。尺寸條件：a2 d2b2 c結構特征：A、D位于C1、C2兩點所在直線的 異側 iii型曲柄搖桿機構：k=1=0,搖桿無急回特性，尺寸條件：a2 d2 b2 c2結構特征：A、C1、C2三點共線7. 壓力角：在不

20、計摩擦力、重力、慣性力的條件下，機構中驅使輸出件運動的力的方向 線與輸出件上受力點的速度方向線所夾的銳角。傳動角 ：壓力角的余角。1）鮫儀四桿機構中，原功件為AT?指連桿與從動件的夾角四桿機構的最小傳動角位置 ：I型曲柄搖桿機構出現在曲柄與機架 重疊共線位置, II型曲柄搖桿機構出現在 拉直共線位置，III型曲柄搖桿機構 拉直與重疊共線位置當曲柄和機架處干兩共線檢査時，連桿和輸出件的犬角/uui -10 e _） DD以曲射為原用件的曲衲掘稈書用.肖曲衲和機衆(zhòng)建 于兩共線位直立一時.岀現最”喉動甬.（2）AE為+動田料衲涓抉機構3）AR為工動的導杯機枸曲衲為王功件吊轉動導 樸機構”傳動角始終為

21、臥， 貝自很對圧1替力性桃，曲衲為王朋件的曲衲精塊機 擬半曲衲處十與機課垂直的位 置之一時$規(guī)嚴幻嘴功角8. 死點位置：曲柄搖桿機構中取搖桿為主動件時，當曲柄與連桿共線時，連桿對從動件曲柄的作用力通過轉動中心 A,傳動角為零，力矩為零，稱為死點位置。 注意：一般要避免死點，但有時也可利用死點：當工件被夾緊后，BCD成一直線，機構處于死點位置，即使工件的反力很大，夾具也 不會自動松脫，該例為利用死點位置的自鎖特性來實現工作要求的。3.4實現連桿給定位置的平面四桿機構運動設計 連桿位置用鉸鏈中心B C表示：|止給定兩笛置有無竅多解 ui SHftW.右唯一解 -jVi*3.5實現已知運動規(guī)律的平面

22、連桿機構運動設計注意：在工程實際中AB桿長度是根據實際情況確定的，改變B點的位置其解也隨之改變,故實際連架桿三組對應位置的設計問題也有無窮多個解?？蓽p少作圖線條，僅將DB的B點轉動相應的角度得出 B點。2.已知兩連架桿的兩組對應位移，設計實現此運動要求的含一個移動副四桿機3.按給定的從動件的行程和K設計四桿機構：步驟：由k計算極位夾角任選固定鉸鏈中心D ,由14和”作出搖桿的兩極限位置 C1D和 C2D連接C1和C2過C1、C2作與C1C2成/ C1C2N=90-B的直線 C1O C20,得交點0;以0為圓心 0C1為半徑作圓，在圓弧上任選一點 A作為固定鉸鏈中心；以 A為圓心,AC2為半徑作

23、圓弧交AC1于E,平分EC1,得曲柄長度 2 再以A為圓心,為12半徑作圓交AC1和AC2 的延長線于 B1,B2.B1C1=I3注意：見書97、98頁1. 按連架桿對應位移設計四桿機構：求解兩連架桿對應位置設計問題的“剛化反轉法 如果把機構的第i個位置AiBiCiDi看成一剛體（即剛化），并繞點D轉過（-1i）角度（即反 轉），使輸出連架桿 CiD與C1D重合，稱之為“剛化反轉法” 給定兩連架桿上三對對應位置的設計：3.6實現已知運動軌跡的平面四桿機構運動設計1. 圖譜法2. 羅培茲定理：鉸鏈四桿機構連桿上任一點的軌跡可以由三個不同的鉸鏈四桿機構來實現。補充：四桿機構設計的條件：（見右上圖）

24、g按加 用謹出爲較湮計四桿機構虬【II圈3-4中沖石心可叭 ZA為也掃的攝付火和/ 曲鄰辿再A7. Ac- 6-,TM中慮朋石牛闕姿曲則m玲1+的長驗，而時沖GG為慢惟畀斟|廠占的兩厠矗位訶的距離，盯可忑=封皿譏*/?幕曲此可見.心/1口門 血中反亂了ft機羈 的逐瓠 幾何駅總敗I即如.叭&和帶？儀如聳關氛 倒比冃的求解一寂町歸第為:（：可確沖甬鍬 附皿條件右以F幾存情陸 宴農設譏直為梟一川自區(qū)構，如bHi或由林挖-樸軌溝，乩取曲衲桝構或艱毘樸飢樞伴； 試；固圮應鏈虛，D英氓僮芾的慕比跟制r Sr鰹求片*。位于同一感平邂I：籌豐 匕蛤眾諛網樸機構中隰亙，之外的某 料的乩虞切；抽址曲輛NBnKf

25、EF刖戍昶軒e 越t 度切成機架八和的長度卄恰“傳研晞F的戟求.如Jft小馬聯(lián)巾孑柯左別可*第四章凸輪機構及其設計4.1凸輪機構的應用和分類1、凸輪機構的特點：凸輪機構是一種結構簡單、緊湊的機構，具有很少的活動構件，占據 空間小。優(yōu)點：對于任意要求的從動件規(guī)律，都可以毫無困難地設計出凸輪廓線來實現。 缺點：高副接觸，易磨損，只適用于傳力不大的場合；凸輪輪廓加工比較困難；從動件的行 程不能過大2、應用：實現無特定運動規(guī)律要求的工作行程；實現有特定運動規(guī)律要求的工作行程；實 現對運動和動力特性有特殊要求的工作行程；實現復雜的運動規(guī)律3、凸輪機構的組成：凸輪、從動件、機架三個構件組成4、分類：按凸輪

26、的形狀：盤形凸輪，移動凸輪，圓柱凸輪（前兩個平面運動，圓柱凸輪屬于空間凸輪機構）：按從動件的型式分：尖底從動件、滾子從動件、平底從動件（按機架的運動形式分為往復直線運動的直動從動件和往復擺動的擺動從動件）按凸輪與從動件維持接觸（鎖合）的方式分：力鎖合（重力、彈簧力）、幾何鎖合4.2從動件的運動規(guī)律1、直動從動件凸輪機構：TII推程運動角遠休止角回程運動角基圓：指以凸輪輪廓曲線最小失徑 ro為半徑的圓從動件運動線圖：指通過微分可以作出的從動件速度線圖和加速度線圖。2、按照從動件在一個循環(huán)中是否需要停歇及停在何處等，可將凸輪機構從動件的位移曲線 分成如下四種類型：（2）升-回-停型（RRD型）（4

27、）升-回型（RR型）（1）升-停-回-停型（RDR型）（3）升 -停-回型（RDR型）2、從動件運動規(guī)律的一般表示:位移：S f()速度:dsds dv dtddtdsd其中ds竺叫類速度d加速度：dvdv ddtdt2 d2sd 2其中d 2s叫類加速度躍動度：i da da d 3 ds其中 竺 叫類躍動度J dt d dt d 3 d 33、多項式運動規(guī)律：位移曲線的一般形式:速度:23ns C0 qC2Cn2.3n 1、v(c1 2c23c34c4ncn)加速度：22n 2a(2c2 6q12c4n(n 1)cn)躍動度：j3(6c3 24c4n(n 1)(n 2)cn n 3);c0

28、, cl , c2,.cn為n+1個待定系數。 這n+1個系數可以根據對運動規(guī)律所提的 對從動件的運動提的要求越多， 一般取n為1、2、5(1 ) n=1的運動規(guī)律(等速運動規(guī)律)注意：式中為凸輪的轉角(rad )n+1個邊界條件確定相應多項式的方次n越高vc1其推程的邊界條件為:推程的運動方程：s ha注：從動件在運動起始位置和終止兩瞬時的加速度在理論上由零值突 變?yōu)闊o窮大，慣性力也為無窮大。由此的沖擊稱為剛性沖擊。適用于低速輕載。(2 ) n=2的運動規(guī)律(等加速等減速運動規(guī)律)2S CCiC2, vCi2C2a 2C2 2推程等加速運動的邊界條件為:/2, sh/2推程等加速運動的方程式

29、為:2h24hv 24h2注：在運動規(guī)律推程的始末點和前后半程的交接處，加速度為 有限值，這種由于加速度發(fā)生有限值突變而引起的沖擊稱為 柔性沖擊。適用于中速輕載(3) n 3的高次多項式運動規(guī)律：適當增加多項式的幕次，就有可能獲得性能良好的運動 規(guī)律。但幕次越高，要求的加工精度也愈高。(4 )簡諧運動(余弦加速度)運動規(guī)律：00 pi1、一5* &(r.1 K ki爐推程階段運動方程：s -1 cos(),2hv sin(一2h廠 cos()2 2注：該運動規(guī)律在推程的開始和終止瞬時，從動件的加速度 仍有突變，故存在 柔性沖擊，適用于中速中載2尊in速等;S速運動姒律正強1僦度運動規(guī)律o7伽節(jié)

30、J!O/0125OKJ54J(5 )擺線運動(正弦加速度)運動規(guī)律：推程階段的正弦加速度方程為：s -sin(J )2h22 h 2 . /2、v 1 cos(-) a 牙si n()注：這種運動規(guī)律的速度及加速度曲線都是連續(xù)的，沒有任何突變，因而既沒有剛性沖擊、又沒有柔性沖擊，可適用于高速輕載。注意：在選擇從動件的運動規(guī)律時，除了要考慮剛性沖擊和柔性沖擊以外，還要對各種運動規(guī)律所具有的最大速度vmax (動量)和最大加速度amax(影響慣性力)及其影響加以比較。4、組合運動規(guī)律： 為了獲得更好的運動特性，還可以將以上各種 運動規(guī)律組合起來加以應用，組合時應遵循的原則：(1) 對于中、低速運動

31、的凸輪機構，要求從動件的 位移曲線在 銜接處相切，以保證速度曲線的連續(xù)，即要求在銜接處的位 移和速度應分別相等。(2) 對于中、高速運動的凸輪機構，要求從動件的 速度曲線在 銜接處相切，以保證加速度曲線連續(xù)，即要求在銜接處的位移 速度和加速度應分別相等。5、修正梯形組合運動規(guī)律:修正梯形組合運動規(guī)律修正梯邢組合運動規(guī)律1 =(hw4.3按給定運動規(guī)律設計凸輪輪廓曲線一一作圖法 設計原理：已知從動件的運動規(guī)律s =s()、v=v( )、a=a()及凸輪機構的基本尺寸(如ro、e)及轉向，求凸輪輪廓曲線上點的坐標值或作出凸輪的輪廓曲線。 反轉法原理：給正在運動著的整個凸輪機構加上一個與凸輪角速度大

32、小相等、方向相反的公共角速度(-)，這樣，各構件的相對運關系并不改變，但原來以角速度轉動的凸輪將處于靜止狀態(tài)；機架(從動件的導路)則以(-)的角速度圍繞凸輪原來的轉動軸線轉動；而從動件一方面隨機架轉動，另一方面又按照給定的運動規(guī)律相對機架作往復運動。 )X4,S88尖頂直動從動件盤型凸輪機構:（b）按基體尺寸作IE凸輪 機構的抑始位芝和議岡；U）按也方向劃分基停（d在各反轉導踣輪上量 取與也務圏相應旳也樓.再1.尖兩肓動從動件感率凸輪機構（1）對心機溝滾子直動從動件盤形凸輪:日、Ej*等點*即為凸輪屋嘟上的點.Cc?、”1（a）檯己設計奸的運動規(guī)律柞出 茴移熾閤：r5按基本尺寸柞出凸輪機構的。

33、初始位晉；M軌8方向劃龍偏距圓得3 勺、C+軫點：芥過迂氣點作 俯距創(chuàng)的切紐，叩為反轉導確：Cd）在各反薦導路找上握取與位移 圖相應的位務，轉豈、- 等點，即為曲輪輪靡k的胃.輪廓曲線的設計步驟匕1）將禳子中心作為尖頂從動 件的尖頂求出理論輪廓2）再求滾子從動件凸輪的工 作輪廓曲線即實際輪廓曲線。注意二1）理卷輪廓寫實際輪廓互為 等距曲線；2）凸輪的基圓半徑是指理論 輪廓曲線的最小向徑*平底移動從動件盤型凸輪機構：與上面相仿，先取平底與導路的交點B0為參考點，把它看做尖底，用反轉法求出一系列的 得B1、B2，其次過這些點畫 一系列平底得一直線族；最后將此直線族的包絡線，即得到 凸輪實際的輪廓線

34、。（注意：為了保證所有位置的平底都 能與輪廓相切，平底左右兩側的寬度必須分別大于導路至左右 最遠切點的距離 b和b”對于平底直動從動件，無論導路 對心還是偏置，無論取哪一點為參考點，得出的直線族和凸輪 實際輪廓曲線都是一樣的。）尖頂擺動從動件盤型凸輪機構:，創(chuàng)L0RA（1作出角位移線圖，2）作初始位置 一（3）按方向劃分園R得加）Al. A2等點；即得機架1反轉的一系列位置；（4找從動件反轉J6的一系 列位置，得Bl. B1.等點”即為凸輪輪廓上的點*平底和瑕子擺動從動件盤形凸輪機構的設計可參 照直動從功件盤理凸輪機枸.阪| .Kr.12 3.1S01 57 帰;瀏e:# 一r?沁Rz t 3

35、圓柱凸輪輪廓曲線的設計:圓柱凸輪可以展成平面移動凸輪4.4平面凸輪輪廓曲線的設計（解析法）1、理論基礎：用解折法設計凸輪輪靡曲 線，靜系固定在機架上， 動系固定在凸輪上動系篡時相對于靜系愈轉劫.動 點臺固定在動親上，IE動系相對靜 系轉動轉過勺角后,功點A棄靜 系中的坐標為（引 yl） T在動系 中坐標為右，vj 玨然.若無 系未轉，動點A在靜泵中的坐樂為 （畑vO 由圖知h A直在靜坐 標案中云動時，其位管坐標關系 為=x2 x coM幷 sin0=浙 sind-j1 cos&舟日-sm Tilyj 血& cost? 直動從動件盤形凸輪機構:Xcos（7） - sin（）3：sin（7f?）

36、 cos（7）Se凸輪順時針轉時H二昨 凸輪逆 時針轉時n=-i.從動件導路偏于y軸正側時6=1；倡于y軸 feftftf 61.尖頂擺動從動件盤型凸輪機構兒3旳卩）-sm（7p）1E和的C0S（7/） J%小萬二（妁十少）Jsin鳳訐十訓）4.5 凸輪機構基本尺寸的確定1、壓力角a :接觸點法線與從動件上力作用點速度方向所夾的銳角。（凸輪作用于從動件的驅動力F是沿法線方向傳遞的，可分解為沿從動件運動方向的有用力和使從動件緊壓導路的 有害分力）注：機構自鎖：當a超過一定數值摩擦阻力將超過有用分力，此時無論驅動力多大都不能推動從動件。出現自鎖時的壓力角稱為極限壓力角 許用壓力角：max ,對于移

37、動從動件：=30o-38o;對于擺動從動件:=40o - 45o （對于力鎖合式凸輪機構，不是由凸輪驅動的，所以不會出現自鎖， 回程壓力角可以取得很大，可在70o-80o之間選?。?、按許用壓力角確定凸輪回轉中心位置和基圓半徑:直動移動從動件盤型凸輪機構P為從動件口凸輪的速唐邸h和以有:apTSe 嗣加-刃囘瑪+ sJ審-e2 +s3一毋當稱為正偏苴*當 恥7為負僞Mo從動的目的是減少 椎程壓力角設il凸輪機構吋 應采用正偏置”以衫少推程壓擺動從動件盤型凸輪機構F為凸輪與從動 件的速度瞬心=jjo-dp處=”一卩-曲=；Q sin（i/+0）力角.基圜半徑的確定1在前提 下.盡可第取小的基囹半

38、徑。嗣+ a cos（y0 + 肖）-：d0實際戟屏対光滑曲戰(zhàn) 乙理論曲線外凸時P = Pf顯啟 翌保證冥際輪肆為兀滑曲線.滾了半隹的大小應竇 到理論肆錢的嚴小曲咿半徑的制的（1） 38論斡的創(chuàng)訥率 半咎大于鍛子半徑時寞際倫肆為光滑曲統(tǒng)脛論腫線的最小曲聿 工徑手丁穩(wěn)半徑時實際輪聲岀理寶點|3）理細栽的最小曲率 晉徑小于鍛子半徑時P，=PrT = jt m分度圈齒厚sS s分度圖齒摘寬if1中心歷1血4 - +右+血工寺耐（+內齒輪：內齒輪的輪齒是內凹的，其齒厚和齒槽寬分別對應于外齒輪的齒槽寬和齒厚；內齒輪的齒頂圓小于分度圓，而齒根圓大于分度圓； 為了正確嚙合，內齒輪的齒根圓必須 大于基圓；4、

39、標準齒條的特點： 同側齒廓為互相平行的 直線。凡與齒條分度線平行的任一直線上的齒距和模數都 等于分度 線（不是圓）上的齒距和模數。齒條齒廓上5、任意圓上的齒厚:5.5漸開線直齒輪的嚙合傳動各點的壓力角均相等，且數值上等于齒條齒形角。0 二 ZUOU2Z(縱0)S = 40s二一G-2公(氓) r而&疋=-9 - tga _ a1、BE2為實際嚙合線（B2為一對齒開始嚙合點，B1為開始分離點），NiNb為理論嚙合線。注: B2是齒頂圓與嚙合線 N1N2的交點，當齒高增大時，實際嚙合線B1B2向外延伸，但因為基圓內沒有漸開線，所以不會超過 NiNb2、漸開線齒輪傳動的正確嚙合條件： 注：法向齒距與

40、基圓齒距相等，可得Pbmi cos im1m2mm2 cos 212兩輪的模數和壓力角必須分別相等。3、齒輪傳動的無側隙嚙合條件：一齒輪輪齒的 節(jié)圓齒厚必須等于另一齒輪節(jié)圓齒槽寬。分度圓相切的安裝。4、標準齒輪的安裝： 一對模數、壓力角均相等的標準齒輪,注：（1）標準安裝的齒輪實現無側隙嚙合。標準中心距：a m（ Z2）2非標準安裝：其中心距 大于標準安裝中心距。 頂隙：一對相互嚙合的齒輪中， 心線上度量的距離，用5、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件：（3）（4）C表示。B1B2一個齒輪的齒根圓與另一個齒輪的齒頂圓之間在連c=c* mPb，重合度（或重疊系數）B 1 B 2_ 1 PT實際應用中:6、

41、重合度與基本參數的關系:b2p:許用重合度Bi P Bi N1 PN1Bi B2BPB?Pm2COS (tg a2 tg )mZ|cos (tg a12PbtgcosB1 B2PnN(tg a1tg ) Z2(tg a2 tg )注：重合度的物理意義：表明同時參加嚙合的輪齒對數的多少，女口 a=1表示只有一對齒嚙合，a =2表示始終有兩對齒同時嚙合，a不為整數時分為雙齒嚙合區(qū)和單齒嚙合區(qū)。a值越大，嚙合時間越長，承載能力和傳動的平穩(wěn)性都有提高，它與模數無關，隨齒數Z的增大而增大。5.6漸開線齒廓的展成加工及根切現象 1、齒輪的加工方法： 仿形法，展成法（應用廣泛）2、展成法切削加工原理：齒輪插

42、刀切制齒輪齒條插刀切制齒輪滾刀切制齒輪3、標準齒條形刀具切制標準齒輪:刀具僅比標準齒條在齒頂部高出c*m 一段，其余部分樣齒條刀中線與齒輪坯分度圓相切純滾動。這樣切出輪必為標準齒輪4、漸開線齒廓的根切現象 ：用范成法切制齒輪時，有時刀具會把輪齒根部已切制好 線齒廓再切去一部分，這種現象稱為 齒廓根切，產生的原因當刀具齒頂 , 線與嚙合線的交點超過嚙合極限點 N之外，便將根部已切制出的漸開線 亠 齒廓再切去一部分衛(wèi)頁拔Am（中線）6、漸開線標準齒輪不發(fā)生根切時的最少齒數： 與嚙合線的交點E 2不超過嚙合極限點N,即:要避免根切就必須使刀具2 mz 2NM PNsi nrsin sin2標準正常齒

43、：Zmi n=175.7變位齒輪1、變位的目的：1） zvzmin時；2）小齒輪強度低于大齒輪，磨損又比大齒輪嚴重；3） a工a2、齒輪的變位： 改變刀具與輪坯徑向相對位置，使刀具中線不與齒輪分度圓相切加工齒輪的方法，稱為徑向變位法。3、變位齒輪的切制：齒條刀中線相對被切齒輪分度圓可能有三種情況（X為徑向變位系數）分度圖分度圓I標準齒輪I JtdJ負變位齒輪X0I / I工=0丨丿 丄y轉:護沖輪X - 0齒頂圓：變位齒輪的齒頂咼僅決定于輪壞頂圓的大小，如果為了保證全齒咼為標準值ha ha變位齒輪m4、斜齒圓柱齒輪的基本參數： 標n、t、x區(qū)別。5、端面參數與法面參數的關系壓力角：tg tacab，tg:模數：P nPnPtPt cos mn mtmtmncosa cnu , aba b=ab,tg ttg ncos分為法面參數、端面參數和軸面參數（暫不討論）齒頂高系數及頂隙系數：不論從法面或端面來看，斜齒輪的齒頂高和齒根高都是相等的，故有：ha h；m h：mnhf （h；t c* ）mt （hn c；）mn，分別用角h；h；n cos* *GCn cos螺旋角B：tg B =n d/pz （ Pz為螺線的導程），tg B b=n db/pz ,4、最小變位系數：同一把齒條