重慶大學(xué)機械原理考研復(fù)習(xí)輔導(dǎo)班課件

1、一、平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一、平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 運動鏈運動鏈 兩個以上構(gòu)件用運動副連接而成的構(gòu)件系統(tǒng)。兩個以上構(gòu)件用運動副連接而成的構(gòu)件系統(tǒng)。 運動鏈成為機構(gòu)的條件運動鏈成為機構(gòu)的條件取運動鏈中一個構(gòu)件相對固定作為機架，運動鏈相對于取運動鏈中一個構(gòu)件相對固定作為機架，運動鏈相對于機架的自由度必須大于零，且原動件的數(shù)目等于運動鏈的自機架的自由度必須大于零，且原動件的數(shù)目等于運動鏈的自由度數(shù)由度數(shù)。滿足以上條件的運動鏈即為機構(gòu)，機構(gòu)的自由度可用運滿足以上條件的運動鏈即為機構(gòu)，機構(gòu)的自由度可用運動鏈自由度公式計算。動鏈自由度公式計算。 平面運動鏈自由度計算公式為平面運動鏈自由度計算公式為F 3n 2p

2、L pH 計算錯誤的原因計算錯誤的原因例例 圓盤鋸機構(gòu)自由度計算圓盤鋸機構(gòu)自由度計算 解解 n 7，pL 6，pH 0 F 3n 2pL pH 3 7 2 6 9錯誤的結(jié)果！錯誤的結(jié)果！12345678ABCDEF兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副圓盤鋸圓盤鋸12345678ABCDEF 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副聯(lián)接所構(gòu)成的運動副兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副聯(lián)接所構(gòu)成的運動副。k個構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，有個構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，有( (k-1)-1)個個轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副。 正確計算正確計算 B、C、D、E處為復(fù)合鉸鏈，轉(zhuǎn)動處為復(fù)合鉸鏈，轉(zhuǎn)動副數(shù)均為副數(shù)均為2。 n 7，pL 10，pH 0

3、 F 3n 2pL pH 3 7 2 10 1計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題 準確識別復(fù)合鉸鏈舉例準確識別復(fù)合鉸鏈舉例關(guān)鍵：關(guān)鍵：分辨清楚哪幾個構(gòu)件在同一處用轉(zhuǎn)動副聯(lián)接分辨清楚哪幾個構(gòu)件在同一處用轉(zhuǎn)動副聯(lián)接 12313424132312兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副1234兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副1423兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副例例 計算凸輪機構(gòu)自由度計算凸輪機構(gòu)自由度 F 3n 2pL pH 3 3 2 3 1 2 局部自由度局部自由度 機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的僅與其自身的局部運動有關(guān)的機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的僅與其自身的局部運

4、動有關(guān)的自由度自由度。 考慮局部自由度時的機構(gòu)自考慮局部自由度時的機構(gòu)自由度計算由度計算設(shè)想將滾子與從動件焊成一體設(shè)想將滾子與從動件焊成一體F 3 2 2 2 1 1計算時減去局部自由度計算時減去局部自由度FPF 3 3 2 3 1 1( (局部自由度局部自由度) ) 1？ 虛約束虛約束 機構(gòu)中不起獨立限制作用的重復(fù)約束機構(gòu)中不起獨立限制作用的重復(fù)約束。 計算具有虛約束的機構(gòu)的自由度時，應(yīng)先將機構(gòu)中引入計算具有虛約束的機構(gòu)的自由度時，應(yīng)先將機構(gòu)中引入虛約束的構(gòu)件和運動副除去。虛約束的構(gòu)件和運動副除去。 虛約束發(fā)生的場合虛約束發(fā)生的場合 兩構(gòu)件間構(gòu)成多個運動副兩構(gòu)件間構(gòu)成多個運動副兩構(gòu)件構(gòu)成多個

5、兩構(gòu)件構(gòu)成多個導(dǎo)路平行的移動副導(dǎo)路平行的移動副兩構(gòu)件構(gòu)成多個兩構(gòu)件構(gòu)成多個軸線重合的轉(zhuǎn)動副軸線重合的轉(zhuǎn)動副兩構(gòu)件構(gòu)成多個接觸兩構(gòu)件構(gòu)成多個接觸點處法線重合的高副點處法線重合的高副 兩構(gòu)件上某兩點間的距離在運動過程中始終保持不變兩構(gòu)件上某兩點間的距離在運動過程中始終保持不變 未去掉虛約束時未去掉虛約束時F 3n 2pL pH 3 4 2 6 0 構(gòu)件構(gòu)件5和其兩端的轉(zhuǎn)動副和其兩端的轉(zhuǎn)動副E、F提供的自由度提供的自由度F 3 1 2 2 1即引入了一個約束，但這個約束對機構(gòu)的運動不起實際即引入了一個約束，但這個約束對機構(gòu)的運動不起實際約束作用，為虛約束。去掉虛約束后約束作用，為虛約束。去掉虛約束后

6、?3241ACBDEF5AB CDAE EF F 3n 2pL pH 3 3 2 4 1 聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點的軌跡重合聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點的軌跡重合 構(gòu)件構(gòu)件3與構(gòu)件與構(gòu)件2組成的轉(zhuǎn)動副組成的轉(zhuǎn)動副E及與機架組成的移動副提及與機架組成的移動副提供的自由度供的自由度F 3 1 2 2 1即引入了一個約束，但這個約束對機構(gòu)的運動不起實際即引入了一個約束，但這個約束對機構(gòu)的運動不起實際約束作用，為虛約束。去掉虛約束后約束作用，為虛約束。去掉虛約束后構(gòu)件構(gòu)件2 2和和3 3在在E E點軌跡重合點軌跡重合3E4125ABCBE BC=AB EAC=90 F 3n 2pL pH 3 3

7、2 4 11B342A 機構(gòu)中對運動不起作用的對稱部分機構(gòu)中對運動不起作用的對稱部分 對稱布置的兩個行星輪對稱布置的兩個行星輪2 和和2 以及相應(yīng)的兩個轉(zhuǎn)動副以及相應(yīng)的兩個轉(zhuǎn)動副D、C和和4個平面高副提供的自由度個平面高副提供的自由度F 3 2 2 2 1 4 2即引入了兩個虛約束。即引入了兩個虛約束。 未去掉虛約束時未去掉虛約束時F 3n 2pL pH 3 5 2 5 1 6 1 去掉虛約束后去掉虛約束后F 3n 2pL pH 3 3 2 3 1 2 11234ADBC2 2 虛約束的作用虛約束的作用 改善構(gòu)件的受力情況，分擔載荷或改善構(gòu)件的受力情況，分擔載荷或平衡慣性力平衡慣性力，如多，如

8、多個行星輪。個行星輪。 增加增加結(jié)構(gòu)剛度結(jié)構(gòu)剛度，如軸與軸承、機床導(dǎo)軌。，如軸與軸承、機床導(dǎo)軌。 提高運動可靠性和工作的穩(wěn)定性提高運動可靠性和工作的穩(wěn)定性。 注意注意 機構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)機構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成實際有效的的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成實際有效的約束，從而使機構(gòu)不能運動。約束，從而使機構(gòu)不能運動。機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 基本思路基本思路 驅(qū)動桿組驅(qū)動桿組基本桿組基本桿組 機構(gòu)機構(gòu)由原動件和機架組由原動件和機架組成，自由度等于機成，自由度等于機構(gòu)自由度構(gòu)自由度不可再分的自由不可再分的自

9、由度為零的構(gòu)件組度為零的構(gòu)件組合合基本桿組應(yīng)滿足的條件基本桿組應(yīng)滿足的條件F 3n 2pL 0 即即 n (2 3)pL 基本桿組的構(gòu)件數(shù)基本桿組的構(gòu)件數(shù)n 2，4，6，基本桿組的運動副數(shù)基本桿組的運動副數(shù)pL 3，6，9， n 2，pL 3的雙桿組的雙桿組( (II級組級組) )內(nèi)接運動副內(nèi)接運動副外接運動副外接運動副R-R-R組組R-R-P組組R-P-R組組P-R-P組組R-P-P組組 n 4，pL 6的多桿組的多桿組 III級組級組 結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點 有一個三副構(gòu)件，有一個三副構(gòu)件，而每個內(nèi)副所聯(lián)接的分而每個內(nèi)副所聯(lián)接的分支構(gòu)件是兩副構(gòu)件。支構(gòu)件是兩副構(gòu)件。r1r2O1O2O2r2 O1

10、高副低代高副低代 接觸點處兩高副元素接觸點處兩高副元素的曲率半徑為有限值的曲率半徑為有限值 接觸點處兩高副元素接觸點處兩高副元素之一的曲率半徑為無窮大之一的曲率半徑為無窮大高副低代高副低代虛擬構(gòu)件虛擬構(gòu)件虛擬構(gòu)件虛擬構(gòu)件高副低代高副低代 例例 作出下列高副機構(gòu)的低副替代機構(gòu)作出下列高副機構(gòu)的低副替代機構(gòu)高副低代高副低代DECBADECBA 例例 平面機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析平面機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 1. 計算圖示機構(gòu)的自由度，并指出其中是否含有復(fù)合鉸計算圖示機構(gòu)的自由度，并指出其中是否含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束；鏈、局部自由度或虛約束； 2. 該機構(gòu)如有局部自由度或虛約束，說明采用局部自由該機構(gòu)如有局部自由

11、度或虛約束，說明采用局部自由度或虛約束的目的；度或虛約束的目的； 3. 畫出圖示瞬時該機構(gòu)除去虛約束后的低副替代機構(gòu)運畫出圖示瞬時該機構(gòu)除去虛約束后的低副替代機構(gòu)運動簡圖；動簡圖； 取與機構(gòu)自由度數(shù)相同數(shù)目的連架桿為原動件，對取與機構(gòu)自由度數(shù)相同數(shù)目的連架桿為原動件，對機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析，要求畫出機構(gòu)的驅(qū)動桿組和基本桿組，機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析，要求畫出機構(gòu)的驅(qū)動桿組和基本桿組，并指出機構(gòu)的級別。并指出機構(gòu)的級別。解解n 8，pL 11，pH 1，F(xiàn) 3n 2pL pH 3 8 2 11 1 1 1。 K處為局部自由度，處為局部自由度，B處為復(fù)合鉸鏈，移動副處為復(fù)合鉸鏈，移動副H、H 之一之一為虛約束

12、。為虛約束。 高副低代高副低代14327685ABCH GEDHKJLFI14327685ABCGEDHKLFI虛擬構(gòu)件虛擬構(gòu)件932BCD76GHI8KL9拆分基本桿組拆分基本桿組1A45BEFII級機構(gòu)級機構(gòu) 二、平面連桿機構(gòu)分析與設(shè)計二、平面連桿機構(gòu)分析與設(shè)計基本特性基本特性1. 四桿機構(gòu)中轉(zhuǎn)動副成為整轉(zhuǎn)副的條件四桿機構(gòu)中轉(zhuǎn)動副成為整轉(zhuǎn)副的條件 轉(zhuǎn)動副所連接的兩個構(gòu)件中，必有一個為最短桿。轉(zhuǎn)動副所連接的兩個構(gòu)件中，必有一個為最短桿。 最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。之和。B2C2 2. 急回運動特性急回運動特性 極限位置極

13、限位置1連桿與曲柄拉伸共線連桿與曲柄拉伸共線極限位置極限位置2連桿與曲柄重疊共線連桿與曲柄重疊共線 極位夾角極位夾角 機構(gòu)輸出構(gòu)件處于兩極限位置時，輸入構(gòu)機構(gòu)輸出構(gòu)件處于兩極限位置時，輸入構(gòu)件在對應(yīng)位置所夾的銳角。件在對應(yīng)位置所夾的銳角。 工作行程工作行程( (慢行程慢行程) )曲柄轉(zhuǎn)過曲柄轉(zhuǎn)過180 ，搖桿擺角，搖桿擺角 ，耗時耗時t1，平均角速度，平均角速度 m1 t1 180 180 返回行程返回行程( (快行程快行程) )曲柄轉(zhuǎn)過曲柄轉(zhuǎn)過180 ，搖桿擺角，搖桿擺角 ，耗時耗時t2，平均角速度，平均角速度 m2 t2ADB1C1常用常用行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K來衡量急回運動的相對程度

14、來衡量急回運動的相對程度。m22m11/180180180/180tKt 設(shè)計具有急回要求的機構(gòu)時，應(yīng)先確定設(shè)計具有急回要求的機構(gòu)時，應(yīng)先確定K值，再計算值，再計算 。18011 KK B2C2 B1C1AD 180- 180+ 180 180 曲柄滑塊機構(gòu)的極位夾角曲柄滑塊機構(gòu)的極位夾角 180 180 擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的極位夾角擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的極位夾角 擺動導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu) 慢行程慢行程快行程快行程 慢行程慢行程快行程快行程ABDC 3. 傳力特性傳力特性 壓力角和傳動角壓力角和傳動角 有效分力有效分力 F Fcos Fsin 徑向壓力徑向壓力 F Fsin = =Fcos 角越大，角越大，

15、 F 越大，越大， F 越小，對機構(gòu)的傳動越有利。越小，對機構(gòu)的傳動越有利。連桿機構(gòu)中，常用傳動角的大小及變化情況來衡量機構(gòu)連桿機構(gòu)中，常用傳動角的大小及變化情況來衡量機構(gòu)傳力性能的優(yōu)劣。傳力性能的優(yōu)劣。 F F F 壓力角壓力角 作用在作用在從動件上的力的方向與從動件上的力的方向與著力點速度方向所夾銳著力點速度方向所夾銳角。角。傳動角傳動角 壓力角的壓力角的余角。余角。傳動角傳動角 出現(xiàn)極值的位置及計算出現(xiàn)極值的位置及計算C1B1abcdDA 1 22221()arccos2bcdabc 2222()180arccos2bcdabc min為為 1和和 2中的較小值者。中的較小值者。思考：思

16、考： 對心式和偏置式曲柄滑塊機構(gòu)出現(xiàn)對心式和偏置式曲柄滑塊機構(gòu)出現(xiàn) min的機構(gòu)位置？的機構(gòu)位置？傳動角總?cè)′J角傳動角總?cè)′J角B2C2 4. 死點位置死點位置不管在主動件上作用多大的驅(qū)動力，都不能在從動件上不管在主動件上作用多大的驅(qū)動力，都不能在從動件上產(chǎn)生有效分力的機構(gòu)位置，稱為機構(gòu)的死點。這是機構(gòu)在以產(chǎn)生有效分力的機構(gòu)位置，稱為機構(gòu)的死點。這是機構(gòu)在以做往復(fù)運動的構(gòu)件為主動件時所具有的一種現(xiàn)象。做往復(fù)運動的構(gòu)件為主動件時所具有的一種現(xiàn)象。 = 0 F 4. 死點位置死點位置不管在主動件上作用多大的驅(qū)動力，都不能在從動件上不管在主動件上作用多大的驅(qū)動力，都不能在從動件上產(chǎn)生有效分力的機構(gòu)位置

17、，稱為機構(gòu)的死點。這是機構(gòu)在以產(chǎn)生有效分力的機構(gòu)位置，稱為機構(gòu)的死點。這是機構(gòu)在以做往復(fù)運動的構(gòu)件為主動件時所具有的一種現(xiàn)象。做往復(fù)運動的構(gòu)件為主動件時所具有的一種現(xiàn)象。 F = 0 連桿與曲柄在兩個共線位置時，連桿與曲柄在兩個共線位置時，主動件搖桿主動件搖桿通過連桿作通過連桿作用于用于從動件曲柄從動件曲柄上的力上的力F通過其回轉(zhuǎn)中心，通過其回轉(zhuǎn)中心， 0 ，曲柄不能，曲柄不能轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動。 平面連桿機構(gòu)的運動分析平面連桿機構(gòu)的運動分析 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ) 點的絕對運動是牽連運動與相對運動的合成點的絕對運動是牽連運動與相對運動的合成 步驟步驟 選擇適當?shù)淖鲌D比例尺選擇適當?shù)淖鲌D比例尺 l, ,繪制

18、機構(gòu)位置圖繪制機構(gòu)位置圖 列出機構(gòu)中運動參數(shù)待求點與運動參數(shù)已知點之間的運動列出機構(gòu)中運動參數(shù)待求點與運動參數(shù)已知點之間的運動分析分析矢量方程式矢量方程式 根據(jù)矢量方程式作根據(jù)矢量方程式作矢量多邊形矢量多邊形 從封閉的矢量多邊形中求出待求運動參數(shù)的大小或方向從封閉的矢量多邊形中求出待求運動參數(shù)的大小或方向同一構(gòu)件兩點間的運動關(guān)系(1) (1) 同一構(gòu)件上兩點間的速度和加速度關(guān)系同一構(gòu)件上兩點間的速度和加速度關(guān)系 牽連速度牽連速度相對速度相對速度ABC平面運動構(gòu)件平面運動構(gòu)件 vCA基點基點絕對速度絕對速度 1. 機構(gòu)各構(gòu)件上相應(yīng)點之間的速度矢量方程機構(gòu)各構(gòu)件上相應(yīng)點之間的速度矢量方程vC vA

19、 vCAaC aA aCA aA aCA aCAnt atCA絕加對速度絕加對速度牽連加速度牽連加速度相對法向加速度相對法向加速度相對加速度相對加速度相對切向加速度相對切向加速度移動副中兩構(gòu)件重合點的運動關(guān)系 ( (2) )組成移動副兩構(gòu)件重合點間的速度和加速度關(guān)系組成移動副兩構(gòu)件重合點間的速度和加速度關(guān)系 B( ( B1，B2 ) )牽連速度牽連速度相對速度相對速度絕對速度絕對速度21 vB2 vB1 vB2B1aB2 aB1 aB2B1 aB2B1kr哥氏加速度哥氏加速度相對加速度相對加速度牽連加速度牽連加速度絕對加速度絕對加速度vB2B1akB2B1 c2. 機構(gòu)運動分析的相對運動圖解法

20、舉例機構(gòu)運動分析的相對運動圖解法舉例解解1) )速度分析速度分析 大小大小 方向方向水平水平? 選速度比例尺選速度比例尺 v，在任意點，在任意點p作矢量作矢量pb，使，使vB v pb。 由圖解法得到由圖解法得到C點的絕對速度點的絕對速度vC v pc，方向，方向pc。C點相對于點相對于B點的速度點的速度vCB vbc，方向，方向bc。例例 圖示平面四桿機構(gòu)，已知各構(gòu)件尺圖示平面四桿機構(gòu)，已知各構(gòu)件尺寸及寸及vB、aB，求，求 2、 2及及vC、vE、 aC、 aE。 1 1 1ABCE23vBaB?pb 2 vCB lBC v bc l BC，逆時針方向。，逆時針方向。 2vCvC vB v

21、CB BC相對運動圖解法舉例（速度分析續(xù)） 由圖解法得到由圖解法得到 E點的絕對速度點的絕對速度vE v pe，方向方向pe。大小大小方向方向 可以證明：可以證明：bceBCE。 E 點 相 對 于點 相 對 于 B 點 的 速 度點 的 速 度vEB vbe，方向，方向be。 E 點 相 對 于點 相 對 于 C 點 的 速 度點 的 速 度vEC vce，方向，方向ce。1 1 1ABCE23vBaB 2vCcpbe速度極點速度極點( (速度零點速度零點) )速度多邊形速度多邊形？ BE 2lBE CE 2lCEvE vB vEB vC vEC相對運動圖解法舉例（速度分析續(xù)）e1 1 1A

22、BCE23vBaB 2vCcpb速度極點速度極點( (速度零點速度零點) )速度多邊形速度多邊形速度影像速度影像 由極點由極點p向外放射的向外放射的矢量，代矢量，代表機構(gòu)中相應(yīng)點的絕對速度。表機構(gòu)中相應(yīng)點的絕對速度。 bceBCE，稱稱bce為為機構(gòu)圖上機構(gòu)圖上BCE的速度影的速度影像，兩者相似且字母順序一像，兩者相似且字母順序一致，前者沿致，前者沿 方向轉(zhuǎn)過方向轉(zhuǎn)過90。 速度速度極點極點p代表機構(gòu)中所有速度代表機構(gòu)中所有速度為零的點的影像。為零的點的影像。 速度多邊形的性質(zhì)速度多邊形的性質(zhì)vCBbc 連接兩絕對速度矢端的矢量，連接兩絕對速度矢端的矢量，代表構(gòu)件上相應(yīng)兩點間的相對代表構(gòu)件上相

23、應(yīng)兩點間的相對速度，例如速度，例如 代表代表 。常用相。常用相對速度來求構(gòu)件的角速度。對速度來求構(gòu)件的角速度。相對運動圖解法舉例（速度分析續(xù)）e1 1 1ABCE23vBaB 2vCcpb速度極點速度極點( (速度零點速度零點) )速度多邊形速度多邊形速度影像速度影像 例如當例如當bc作出后，以作出后，以bc為邊為邊作作bceBCE，且兩者字母，且兩者字母的順序方向一致，即可求得的順序方向一致，即可求得e點點和和vE，而不需要再列矢量方程求，而不需要再列矢量方程求解。解。 速度影像的用途速度影像的用途對于同一構(gòu)件，由兩點的速對于同一構(gòu)件，由兩點的速度可求任意點的速度度可求任意點的速度。加速度分

24、析c 2) )加速度分析加速度分析 由圖解法得到由圖解法得到 C點的絕對加速度點的絕對加速度aC a p c ，方向方向p c 。 2=atCB lBC= a n c l BC，逆時針方向。，逆時針方向。 大小大小 方向方向水平水平? 22lBCCB BC? 選加速度比例尺選加速度比例尺 a，在任，在任意點意點p 作矢量作矢量p b ，使，使aB a p b ，anCB= ab n 。C點相對于點相對于B點的加速度點的加速度aCB ab c ，方向，方向b c 。p 1 1 1ABCE23vBaBb n 2aC aC aB aCB aCBnt 由圖解法得到由圖解法得到 E 點 的 絕 對 加

25、速 度點 的 絕 對 加 速 度aE a p e ，方向，方向p e 。大小大小方向方向 E點相對于點相對于B點的加速度點的加速度aEB ab e ，方向，方向b e 。 E點相對于點相對于C點的加速度點的加速度aEC ac e ，方向，方向c e 。 可以證明：可以證明：b c e BCE。1 1 1ABCE23vBaB 2aCc b p n ？ ？ 22lBEEB 2lBEBE 22lCEEC 2lCECEe 加速度多邊形加速度多邊形加速度極點加速度極點( (加加速度零點速度零點) ) aE aB aEB aEB aC aEC aECntnt1 1 1ABCE23vBaB 2aC加速度多邊

26、形的性質(zhì)加速度多邊形的性質(zhì) 由極點由極點p 向外放射的矢量，代表向外放射的矢量，代表機構(gòu)中相應(yīng)點的絕對加速度。機構(gòu)中相應(yīng)點的絕對加速度。 b c e BCE，稱稱b c e 為為BCE的加速度影像，兩的加速度影像，兩者相似且字母順序一致。者相似且字母順序一致。 加速度加速度極點極點p 代表機構(gòu)中所代表機構(gòu)中所有加速度為零的點的影像。有加速度為零的點的影像。c b p n e 加速度極點加速度極點( (加加速度零點速度零點) )加速度多邊形加速度多邊形加速度影像加速度影像 連接兩絕對加速度矢端的矢連接兩絕對加速度矢端的矢量，代表構(gòu)件上相應(yīng)兩點間的量，代表構(gòu)件上相應(yīng)兩點間的相對加速度，如相對加速度

27、，如 代表代表 。常用相對切向加速度來求構(gòu)件常用相對切向加速度來求構(gòu)件的角加速度。的角加速度。b c aCB1 1 1ABCE23vBaB 2aCc b p n e 加速度影像的用途加速度影像的用途對于同一構(gòu)件，由兩點的加對于同一構(gòu)件，由兩點的加速度可求任意點的加速度速度可求任意點的加速度。 例如當例如當b c 作出后，以作出后，以b c 為邊作為邊作b c e BCE，且兩且兩者字母的順序方向一致，即可者字母的順序方向一致，即可求得求得e 點和點和aE，而不需要再列矢，而不需要再列矢量方程求解。量方程求解。加速度極點加速度極點( (加加速度零點速度零點) )加速度多邊形加速度多邊形加速度影像

28、加速度影像六桿機構(gòu)運動分析（機構(gòu)簡圖）45 400400180lAB 140lBC 420lCD 420ABCDEF123456 1 例例 圖示六桿機構(gòu)，已知圖示六桿機構(gòu)，已知各構(gòu)件尺寸和原動件各構(gòu)件尺寸和原動件1的角的角速度速度 1，求機構(gòu)在圖示位置，求機構(gòu)在圖示位置時的速度時的速度vC、vE5，角速度，角速度 2、 3及加速度及加速度aC，角加速度，角加速度 2、 3。 解解( (1) )作機構(gòu)運動簡圖作機構(gòu)運動簡圖 選取長度比例尺選取長度比例尺 l lAB/AB m/mm，作出機作出機構(gòu)運動簡圖。構(gòu)運動簡圖。六桿機構(gòu)速度分析cABCDEF123456 1 ( (2) )速度分析速度分析求

29、求vC 點點C、B為同一構(gòu)件上為同一構(gòu)件上的兩點的兩點方向方向 大小大小 AB 1lAB CD? BC?CBBCvvv 選速度比例尺選速度比例尺 v( (m s) ) mm，作速度多邊形圖作速度多邊形圖b vC v pc m s，方向，方向pc 求求vE2 根據(jù)速度影像原理，根據(jù)速度影像原理，在在bc線上，由線上，由be2 bc BE2/BC得得e2點點e2 vE2 v pe2 m s，方向，方向pe2p六桿機構(gòu)速度分析（續(xù)）e4( (e5) )ABCDEF123456 1求求vE5 點點E4與與E2為兩構(gòu)件上為兩構(gòu)件上的重合點，且的重合點，且vE5 vE4。方向方向 大小大小EF? BC?E

30、4E22E4E5Evvvv 選同樣的速度比例尺選同樣的速度比例尺 v，作其，作其速度圖速度圖 vE4 vE5 vpe4 m s，方向，方向pe4 求求 2 、 3 2 vCB/lBC vbc/lBC rad/s，逆時針，逆時針 2 3 vC /lCD v pc/lCD rad/s，逆時針，逆時針 3cbe2p六桿機構(gòu)速度分析ABCDEF123456 1 ( (3) )加加速度分析速度分析求求aC 點點C、B為同一構(gòu)件上為同一構(gòu)件上的兩點的兩點大小大小 方向方向ntntCCCCBCBBaaaaaa 23lCDCD? CD 22lBCCB BC? 選加速度比例尺選加速度比例尺 a，作加速度多，作加

31、速度多邊形。邊形。 aC a p c m s2，方向，方向p c c anCc b p anCBc atCatCB 求求aE2 根據(jù)加速度影根據(jù)加速度影像原理，在像原理，在b c 線上，由線上，由b e 2 b c BE2/BC得得e 2點。點。aE2 a p e 2 m s2，方向，方向p e 2e 2六桿機構(gòu)速度分析ABCDEF123456 1 求求 2、 3 2 atCB/lBC a c c /lBC rad s，順時針。順時針。 3 atC/lCD a c c /lCD rad s，逆時針。逆時針。c anCc b p anCBc atCatCBe 2 平面連桿機構(gòu)的三類運動設(shè)計問題平

32、面連桿機構(gòu)的三類運動設(shè)計問題 實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計 實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計 實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計實現(xiàn)預(yù)定軌跡的設(shè)計 圖解法圖解法直觀易懂，能滿足精度要求不高的設(shè)計，能為直觀易懂，能滿足精度要求不高的設(shè)計，能為需要優(yōu)化求解的解析法提供計算初值。需要優(yōu)化求解的解析法提供計算初值。 平面連桿機構(gòu)的運動設(shè)計平面連桿機構(gòu)的運動設(shè)計 3P3 1. 實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計機構(gòu)運動時機構(gòu)運動時A、D點固定不點固定不動，動， 而而B、C點在圓周上運點在圓周上運動，動，所以所以A、D點又稱為點又稱為中心中心點點，B、C點點又稱為又稱為圓周點圓周點。

33、DAB1C1 1P1 2P2 剛體運動時的位姿，可以用標點剛體運動時的位姿，可以用標點的位置的位置Pi以及標線的標角以及標線的標角 i 給出。給出。 鉸鏈四桿機構(gòu)，其鉸鏈鉸鏈四桿機構(gòu)，其鉸鏈點點A、D為固定鉸鏈點。為固定鉸鏈點。鉸鏈鉸鏈點點 B、C為活動鉸鏈點。為活動鉸鏈點。 剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計，可以歸結(jié)為求平面運動剛體上的剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計，可以歸結(jié)為求平面運動剛體上的圓周點和與其對應(yīng)的中心點的問題。圓周點和與其對應(yīng)的中心點的問題。中心點中心點中心點中心點圓周點圓周點圓周點圓周點B2C2B3C3 2. 具有急回特性機構(gòu)的設(shè)計具有急回特性機構(gòu)的設(shè)計 有急回運動要求機構(gòu)的設(shè)計可以看成是實現(xiàn)預(yù)定運

34、動規(guī)有急回運動要求機構(gòu)的設(shè)計可以看成是實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計的一種特例。律的設(shè)計的一種特例。設(shè)計步驟設(shè)計步驟 行程速比系行程速比系數(shù)數(shù)K極位夾角極位夾角 機構(gòu)設(shè)計機構(gòu)設(shè)計其它輔其它輔助條件助條件有急回運動平面四桿機構(gòu)設(shè)計的圖解法有急回運動平面四桿機構(gòu)設(shè)計的圖解法BB140 例例 設(shè)計一設(shè)計一曲柄搖桿機構(gòu)，曲柄搖桿機構(gòu)，機構(gòu)的行程速比機構(gòu)的行程速比系數(shù)系數(shù)K 1.4，搖，搖桿長度桿長度lCD已知，已知，擺角擺角 60 ，當，當搖桿處于搖桿處于C2D位位置時，其傳動角置時，其傳動角 40 ，試設(shè)計，試設(shè)計此機構(gòu)。此機構(gòu)。解解 =180 ( (K 1) )/( (K+1) ) =30 P60 40

35、C2C160 DAB2ClAD AD l，lAB AB l，lBC BC l了解凸輪機構(gòu)的運動參數(shù)了解凸輪機構(gòu)的運動參數(shù) 、 S、 、 S 、s、v、a、j，了解凸輪機構(gòu)的基本尺寸了解凸輪機構(gòu)的基本尺寸rb、l、L、rr、b、e，熟練應(yīng)用反轉(zhuǎn)熟練應(yīng)用反轉(zhuǎn)法原理對凸輪機構(gòu)進行分析。法原理對凸輪機構(gòu)進行分析。 三、凸輪機構(gòu)分析三、凸輪機構(gòu)分析例例 圖示偏置式移動滾子從動件盤形凸輪圖示偏置式移動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪為一偏心圓，圓心在機構(gòu)，凸輪為一偏心圓，圓心在O點，半徑點，半徑R 80mm，凸輪以角速度，凸輪以角速度 10rad/s逆時針方逆時針方向轉(zhuǎn)動，向轉(zhuǎn)動，LOA 50mm，滾子半徑，

36、滾子半徑rr 20mm，從動件的導(dǎo)路與從動件的導(dǎo)路與OA垂直且平分垂直且平分OA。 在圖中畫出凸輪的理論輪廓曲線和偏在圖中畫出凸輪的理論輪廓曲線和偏距圓；距圓； 計算凸輪的基圓半徑計算凸輪的基圓半徑rb并在圖中畫出并在圖中畫出凸輪的基圓；凸輪的基圓； 在圖中標出從動件的位移在圖中標出從動件的位移s、升程升程h和和機構(gòu)該位置的壓力角機構(gòu)該位置的壓力角 ； 在圖中標出從動件從圖示位置時候上在圖中標出從動件從圖示位置時候上升升s1后凸輪的轉(zhuǎn)角后凸輪的轉(zhuǎn)角 ； 凸輪的轉(zhuǎn)向可否改為順時針轉(zhuǎn)動？為凸輪的轉(zhuǎn)向可否改為順時針轉(zhuǎn)動？為什么？什么？ RAO rrs1RAO rr解解 凸輪的理論輪廓曲線和偏距圓；凸

37、輪的理論輪廓曲線和偏距圓； rb R LOA rr 80 50 20 50mm；rb esh 從動件的位移從動件的位移s、升程升程h和機構(gòu)該和機構(gòu)該位置的壓力角位置的壓力角 如圖如圖 示；示；從動件從圖示位置時候上升從動件從圖示位置時候上升s1后后凸輪的轉(zhuǎn)角凸輪的轉(zhuǎn)角 如圖示；如圖示；若凸輪改為順時針轉(zhuǎn)動，則在推若凸輪改為順時針轉(zhuǎn)動，則在推程階段，機構(gòu)的瞬心與從動件軸線程階段，機構(gòu)的瞬心與從動件軸線不在同一側(cè)，將會增大推程壓力角。不在同一側(cè)，將會增大推程壓力角。 s1 熟練掌握漸開線標準直齒圓柱齒輪機構(gòu)參數(shù)以及斜齒圓柱熟練掌握漸開線標準直齒圓柱齒輪機構(gòu)參數(shù)以及斜齒圓柱齒輪機構(gòu)部分參數(shù)的計算，了

38、解變位齒輪傳動的概念，會計算齒輪機構(gòu)部分參數(shù)的計算，了解變位齒輪傳動的概念，會計算分度圓直徑分度圓直徑d mz 中心距中心距 a 1/2 (d1 d2) m/2 ( z1 z2 ) a acos /cos 齒頂高齒頂高 ha ha m 齒根高齒根高 hf (ha c )m 齒全高齒全高 h (2ha c )m 齒頂圓直徑齒頂圓直徑 da d 2ha 齒根圓直徑齒根圓直徑 df d 2hf分度圓齒厚分度圓齒厚s m/2基圓齒距基圓齒距 pb mcos 四、齒輪機構(gòu)參數(shù)計算四、齒輪機構(gòu)參數(shù)計算 例例 一對漸開線外嚙合正常齒標準直齒圓柱齒輪傳動，一對漸開線外嚙合正常齒標準直齒圓柱齒輪傳動，已知傳動比

39、已知傳動比i=2，模數(shù)，模數(shù)m=4mm，壓力角，壓力角 =20 ，中心距，中心距a 120mm，試求：，試求： 兩齒輪的齒數(shù)兩齒輪的齒數(shù)z1、z2； 兩齒輪的分度圓直徑兩齒輪的分度圓直徑d1、d2； 兩齒輪的基圓直徑兩齒輪的基圓直徑db1、db2，齒頂圓直徑，齒頂圓直徑da1、da2和齒根和齒根圓直徑圓直徑df1 、df2 ； 兩齒輪齒頂圓壓力角兩齒輪齒頂圓壓力角 a1 、 a2； 若兩輪的實際中心距若兩輪的實際中心距a127mm，模數(shù)和傳動比均不改，模數(shù)和傳動比均不改變，試確定較優(yōu)的傳動類型，并確定相應(yīng)的最佳齒數(shù)變，試確定較優(yōu)的傳動類型，并確定相應(yīng)的最佳齒數(shù)z1，計，計算節(jié)圓半徑算節(jié)圓半徑r

40、 1和嚙合角和嚙合角 ； 若兩輪的實際中心距若兩輪的實際中心距a127mm，模數(shù)、壓力角和傳動，模數(shù)、壓力角和傳動比均不改變，齒數(shù)與比均不改變，齒數(shù)與( (1) )的正確計算結(jié)果相同，擬采用標準的正確計算結(jié)果相同，擬采用標準斜齒圓柱齒輪傳動，確定其螺旋角斜齒圓柱齒輪傳動，確定其螺旋角 及不根切的最少齒數(shù)及不根切的最少齒數(shù)zmin。 解解 a 0.5m( (z1 z2) )，且，且z2=iz1，z1=20，z2=40 d1 mz1 80mm，d2 mz2 160mm， db1 d1 cos 80 cos20 75.18mm db2 d2 cos 160 cos20 150.35mm da1 d1

41、+2ha 80 2 1.0 4 88mm da2 d2+2ha 160 2 1.0 4 168mm df1 d1 2hf 80 2 1.25 4 70mm df2 d2 2hf 160 2 1.25 4 150mm a1 cos 1( (db1/da1) ) cos 1( (75.18/88) ) 31.32 a2 cos 1( (db2/da2) ) cos 1( (150.35/168) ) 26.50 解解 正傳動，正傳動，a r 1+ r 2 r 1( (1+i ) ) 3 r 1 r 1 a 3 42.33mm，取，取z1 21，r1 42mm，小齒輪，小齒輪取正變位取正變位 cos

42、 1( (acos /a ) ) cos 1( (120 cos20 /127) ) 27.39 cos 10.5mn( (z1 z2)/ a cos 10.5 4( (20 40) )/ 127 19.11 zmin 17cos3 14.34 ( (圓整為圓整為zmin 15) )輪系的類型輪系的類型 輪系輪系定軸輪系定軸輪系所有齒輪幾何軸所有齒輪幾何軸線位置固定線位置固定空間定軸輪系空間定軸輪系平面定軸輪系平面定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系行星輪系行星輪系( (F 1) )差動輪系差動輪系( (F 2) )復(fù)合輪系復(fù)合輪系由定軸輪系、周轉(zhuǎn)由定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系組合而成輪系組合而成某些齒輪幾何軸線某

43、些齒輪幾何軸線有公轉(zhuǎn)運動有公轉(zhuǎn)運動 五、輪系五、輪系周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算 1. 周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算的基本思路周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算的基本思路周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系假想的定軸輪系假想的定軸輪系原周轉(zhuǎn)輪系的原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)轉(zhuǎn)化機構(gòu) 轉(zhuǎn)化機構(gòu)的特點轉(zhuǎn)化機構(gòu)的特點各構(gòu)件的相對運動關(guān)系不變各構(gòu)件的相對運動關(guān)系不變轉(zhuǎn)化方法轉(zhuǎn)化方法 給整個機構(gòu)加上一個公共角速度給整個機構(gòu)加上一個公共角速度( ( H) )轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化H321O1O3O2OH H H 1 3 2O1O3O2321 3H 2H 1H3H12O1OHO3O23H12O1OHO3O2 周轉(zhuǎn)輪系中所有基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸共線，可以根據(jù)周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)輪

44、系中所有基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸共線，可以根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)寫出三個基本構(gòu)件的角速度與其齒數(shù)之間的輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)寫出三個基本構(gòu)件的角速度與其齒數(shù)之間的比值關(guān)系式。已知兩個基本構(gòu)件的角速度向量的大小和方向比值關(guān)系式。已知兩個基本構(gòu)件的角速度向量的大小和方向時，可以計算出第三個基本構(gòu)件角速度的大小和方向。時，可以計算出第三個基本構(gòu)件角速度的大小和方向。在轉(zhuǎn)化機構(gòu)中的角速度在轉(zhuǎn)化機構(gòu)中的角速度( (相對于系桿的角速度相對于系桿的角速度) )原角速度原角速度構(gòu)件代號構(gòu)件代號周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機構(gòu)中各構(gòu)件的角速度周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機構(gòu)中各構(gòu)件的角速度 1H 1 H 2H 2 H 3H 3 H HH H H 1 3 2

45、H2. 周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算方法周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算方法求轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比求轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比iHH3H1H13 i13zz “ ”號表示轉(zhuǎn)化機構(gòu)中齒號表示轉(zhuǎn)化機構(gòu)中齒輪輪1和齒輪和齒輪3轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算的一般公式周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算的一般公式中心輪中心輪1、n，系桿，系桿H112HH1HH1H1. nnnnnzzzzi H3H1 O1O3O2321 3H 2H 1H轉(zhuǎn)化機構(gòu)轉(zhuǎn)化機構(gòu) 是轉(zhuǎn)化機構(gòu)中是轉(zhuǎn)化機構(gòu)中1輪主動、輪主動、n輪從動時的傳動比，其大輪從動時的傳動比，其大小和符號完全按定軸輪系處理。正負號僅表明在該輪系的轉(zhuǎn)小和符號完全按定軸輪系處理。正負號僅表明在該輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)

46、中，齒輪化機構(gòu)中，齒輪1和齒輪和齒輪n的轉(zhuǎn)向關(guān)系。的轉(zhuǎn)向關(guān)系。注意事項注意事項 齒數(shù)比前的齒數(shù)比前的“ ”、“ ”號號不僅表明在轉(zhuǎn)化機構(gòu)中齒不僅表明在轉(zhuǎn)化機構(gòu)中齒輪輪1和齒輪和齒輪n的的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且將直接影響到周轉(zhuǎn)輪系傳動比轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且將直接影響到周轉(zhuǎn)輪系傳動比的大小和正負號。的大小和正負號。 1、 n 和和 H是周轉(zhuǎn)輪系中各基本構(gòu)件的真實角速是周轉(zhuǎn)輪系中各基本構(gòu)件的真實角速度，且為代數(shù)量。度，且為代數(shù)量。i1nH行星輪系行星輪系其中一個中心輪固定其中一個中心輪固定( (例如中心輪例如中心輪n固定，即固定，即 n 0) ) 差動輪系差動輪系 1、 n 和和 H三者需要有兩個為已知值，才能求

47、解。三者需要有兩個為已知值，才能求解。H1HH1HH1H110 nniH1H1H1H11,1nniiii 定義定義正號機構(gòu)正號機構(gòu)轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比符號為轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比符號為“ ”。負號機構(gòu)負號機構(gòu)轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比符號為轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比符號為“ ”。 2K H型周轉(zhuǎn)輪系稱為型周轉(zhuǎn)輪系稱為基本周轉(zhuǎn)輪系基本周轉(zhuǎn)輪系。既包含定軸輪系。既包含定軸輪系又包含基本周轉(zhuǎn)輪系，或包含多個基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系又包含基本周轉(zhuǎn)輪系，或包含多個基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系稱為稱為復(fù)合輪系復(fù)合輪系。 復(fù)合輪系的組成方式復(fù)合輪系的組成方式串聯(lián)型復(fù)合輪系串聯(lián)型復(fù)合輪系( (Series combined gear train)

48、 ) 前一基本輪系的輸出構(gòu)件為后前一基本輪系的輸出構(gòu)件為后一基本輪系的輸入構(gòu)件一基本輪系的輸入構(gòu)件封閉型復(fù)合輪系封閉型復(fù)合輪系( (Closed combined gear train) )輪系中包含有自由度為輪系中包含有自由度為2的差的差動輪系，并用一個自由度為動輪系，并用一個自由度為1的輪系將其三個基本構(gòu)件中的的輪系將其三個基本構(gòu)件中的兩個封閉兩個封閉雙重系桿型復(fù)合輪系雙重系桿型復(fù)合輪系( (Combined gear train with double planet carrier) )主周轉(zhuǎn)輪系的系桿內(nèi)有一個副主周轉(zhuǎn)輪系的系桿內(nèi)有一個副周轉(zhuǎn)輪系，至少有一個行星輪周轉(zhuǎn)輪系，至少有一個行星

49、輪同時繞著同時繞著3個軸線轉(zhuǎn)動個軸線轉(zhuǎn)動復(fù)合輪系傳動比的計算方法復(fù)合輪系傳動比的計算方法 正確區(qū)分基本輪系；正確區(qū)分基本輪系； 確定各基本輪系的聯(lián)系；確定各基本輪系的聯(lián)系； 列出計算各基本輪系傳動比的方程式；列出計算各基本輪系傳動比的方程式； 求解各基本輪系傳動比方程式。求解各基本輪系傳動比方程式。 區(qū)分基本周轉(zhuǎn)輪系的思路區(qū)分基本周轉(zhuǎn)輪系的思路基本周轉(zhuǎn)輪系基本周轉(zhuǎn)輪系行星輪行星輪中心輪中心輪中心輪中心輪系桿系桿幾何軸線與系桿重合幾何軸線與系桿重合幾何軸線與系桿重合幾何軸線與系桿重合支支承承嚙合嚙合嚙合嚙合例例1 圖示輪系，各輪齒數(shù)分別為圖示輪系，各輪齒數(shù)分別為z1 20，z2 40，z2 20

50、，z3 30，z4 80，求輪系的傳動比求輪系的傳動比i1H。解解區(qū)分基本輪系區(qū)分基本輪系行星輪系行星輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1 、2組合方式組合方式串聯(lián)串聯(lián)定軸輪系傳動比定軸輪系傳動比22040122112 zznni行星輪系傳動比行星輪系傳動比520801)(1124H42H2 zzii復(fù)合輪系傳動比復(fù)合輪系傳動比1052H212H1 iii系桿系桿H與齒輪與齒輪1轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反復(fù)合輪系傳動比計算舉例復(fù)合輪系傳動比計算舉例42 21H3行星輪系行星輪系例例2 圖示電動卷揚機減速器，圖示電動卷揚機減速器，已 知 各 輪 齒 數(shù) 分 別 為已 知 各 輪 齒 數(shù) 分 別 為 z1

51、 2 4 ，z2 33，z2 21，z3 78，z3 18，z4 30，z5 78，求傳動比，求傳動比i15。解解區(qū)分基本輪系區(qū)分基本輪系差動輪系差動輪系2 2 、1、3、5( (H) )定軸輪系定軸輪系3 、4、5組合方式組合方式封閉封閉定軸輪系傳動比定軸輪系傳動比3131878355353 zznni53313nn 22 13 435差動輪系差動輪系差動輪系差動輪系2 2 、1、3、5( (H) )定軸輪系定軸輪系3 、4、5組合方式組合方式封閉封閉定軸輪系傳動比定軸輪系傳動比3131878355353 zznni53313nn 差動輪系傳動比差動輪系傳動比281433135551 nnn

52、n復(fù)合輪系傳動比復(fù)合輪系傳動比24.215115 nni齒輪齒輪5與齒輪與齒輪轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同281432124783321325351513 zzzznnnni22 13 435復(fù)合輪系傳動比計算例6 例例6 圖示輪系中，圖示輪系中，已知已知1和和5均均為單頭右旋蝸桿，各輪齒數(shù)為單頭右旋蝸桿，各輪齒數(shù)為為z1 101，z2 99，z2 z4，z4 100，z5 100，n1 1r min，方向如圖。求，方向如圖。求nH的大小及方向的大小及方向。 差動輪系差動輪系解解區(qū)分基本輪系區(qū)分基本輪系差動輪系差動輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1、 2、1 、5 、 5、4 組合方式組合方式封閉封閉

53、定軸定軸輪系輪系傳動比傳動比122112zznni 蝸輪蝸輪2轉(zhuǎn)動方向向下轉(zhuǎn)動方向向下minr/99112122 innn1234H5 4 2 1 5n1例6（續(xù)）差動輪系差動輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1、 2、1 、5 、 5、4 組合方式組合方式封閉封閉定軸定軸輪系傳動比輪系傳動比122112zznni 蝸輪蝸輪2轉(zhuǎn)動方向向下轉(zhuǎn)動方向向下51454141zzzznni minr/1000010141144 innn蝸輪蝸輪4轉(zhuǎn)動方向向上轉(zhuǎn)動方向向上minr/99112122 innn1234H5 4 2 1 5n1例6（續(xù)）minr/99112122 innnminr/10000

54、10141144 innn差動輪系傳動比差動輪系傳動比24H4H24H2 zznnnni110000101991HH nn差動輪系差動輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1、 2、1 、5 、 5、4 組合方式組合方式封閉封閉1234H5 4 2 1 5n1定軸定軸輪系傳動比輪系傳動比例6（續(xù)）minr/99112122 innnminr/1000010141144 innn差動輪系傳動比差動輪系傳動比24H4H24H2 zznnnni差動輪系差動輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1、 2、1 、5 、 5、4 組合方式組合方式封閉封閉1234H5 4 2 1 5n1minr/1980000

55、1H n系桿系桿H與蝸輪與蝸輪2轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同定軸定軸輪系傳動比輪系傳動比輪系的功能輪系的功能 一、實現(xiàn)大傳動比傳動一、實現(xiàn)大傳動比傳動 二、實現(xiàn)變速傳動二、實現(xiàn)變速傳動 三、實現(xiàn)換向傳動三、實現(xiàn)換向傳動 四、實現(xiàn)分路傳動四、實現(xiàn)分路傳動 五、實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動五、實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動 六、實現(xiàn)運動合成與分解六、實現(xiàn)運動合成與分解熟練掌握考慮摩擦的機構(gòu)靜力分析以及機械系統(tǒng)等效動力熟練掌握考慮摩擦的機構(gòu)靜力分析以及機械系統(tǒng)等效動力學(xué)模型參數(shù)和飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算。學(xué)模型參數(shù)和飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算。研究機械系統(tǒng)的真實運動規(guī)律，必須分析系統(tǒng)的功能關(guān)系，研究機械系統(tǒng)的真實運動規(guī)律，必須分析系統(tǒng)

56、的功能關(guān)系，建立作用于系統(tǒng)上的外力與系統(tǒng)動力參數(shù)和運動參數(shù)之間的關(guān)建立作用于系統(tǒng)上的外力與系統(tǒng)動力參數(shù)和運動參數(shù)之間的關(guān)系式，即機械運動方程。系式，即機械運動方程。理論依據(jù)理論依據(jù)機械系統(tǒng)在時間機械系統(tǒng)在時間 t內(nèi)的動能增量內(nèi)的動能增量 E應(yīng)等于作用于該系統(tǒng)所應(yīng)等于作用于該系統(tǒng)所有外力的元功有外力的元功 W。微分形式微分形式 dE dW對于單自由度機械系統(tǒng)，只要知道其中一個構(gòu)件的運動規(guī)對于單自由度機械系統(tǒng)，只要知道其中一個構(gòu)件的運動規(guī)律，其余所有構(gòu)件的運動規(guī)律就可隨之求得。因此，可以把復(fù)律，其余所有構(gòu)件的運動規(guī)律就可隨之求得。因此，可以把復(fù)雜的機械系統(tǒng)簡化成一個構(gòu)件，即雜的機械系統(tǒng)簡化成一個構(gòu)

57、件，即等效構(gòu)件等效構(gòu)件，建立最簡單的，建立最簡單的等等效動力學(xué)模型效動力學(xué)模型。 六、機械動力學(xué)六、機械動力學(xué)機械運轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生波動的原因機械運轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生波動的原因 作用在機械上的外力或作用在機械上的外力或外力矩的變化。外力矩的變化。機械速度波動類型機械速度波動類型周期性速度波動周期性速度波動非周期性速度波動非周期性速度波動周期性速度波動采用飛輪進行調(diào)節(jié)，其基本原理是利用飛周期性速度波動采用飛輪進行調(diào)節(jié)，其基本原理是利用飛輪的儲能作用。輪的儲能作用?？紤]構(gòu)件慣性力的重要性 1. 考慮摩擦的機構(gòu)靜力分析考慮摩擦的機構(gòu)靜力分析速度波動的有害影響考慮構(gòu)件慣性力的重要性 對機構(gòu)進行靜力分析考慮摩擦?xí)r，轉(zhuǎn)

58、動副中的反力不是對機構(gòu)進行靜力分析考慮摩擦?xí)r，轉(zhuǎn)動副中的反力不是通過回轉(zhuǎn)中心，而是切于摩擦圓；移動副中的反力不是與移通過回轉(zhuǎn)中心，而是切于摩擦圓；移動副中的反力不是與移動方向垂直，而是與接觸面的法向偏斜一個摩擦角。對于受動方向垂直，而是與接觸面的法向偏斜一個摩擦角。對于受力比較簡單的平面連桿機構(gòu)，掌握了轉(zhuǎn)動副、移動副中總反力比較簡單的平面連桿機構(gòu)，掌握了轉(zhuǎn)動副、移動副中總反力的確定方法，就不難對平面連桿機構(gòu)作計及摩擦?xí)r的靜力力的確定方法，就不難對平面連桿機構(gòu)作計及摩擦?xí)r的靜力分析。分析?？紤]運動副摩擦的靜力學(xué)分析例題1 例例 已知機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸、各轉(zhuǎn)動副的半徑已知機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸、各轉(zhuǎn)動副的

59、半徑r和當量摩和當量摩擦系數(shù)擦系數(shù)fv、作用在構(gòu)件、作用在構(gòu)件3上的工作阻力上的工作阻力G及其作用位置，求作及其作用位置，求作用在曲柄用在曲柄1上的驅(qū)動力矩上的驅(qū)動力矩Md( (不計各構(gòu)件的重力和慣性力不計各構(gòu)件的重力和慣性力) )。 解解 ( (1) )根據(jù)已知條件作摩擦圓根據(jù)已知條件作摩擦圓A23GCBD41Md考慮運動副摩擦的靜力學(xué)分析例題1 例例 已知機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸、各轉(zhuǎn)動副的半徑已知機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸、各轉(zhuǎn)動副的半徑r和當量摩和當量摩擦系數(shù)擦系數(shù)fv、作用在構(gòu)件、作用在構(gòu)件3上的工作阻力上的工作阻力G及其作用位置，求作及其作用位置，求作用在曲柄用在曲柄1上的驅(qū)動力矩上的驅(qū)動力矩Md(

60、 (不計各構(gòu)件的重力和慣性力不計各構(gòu)件的重力和慣性力) )。 解解 ( (2) )作二力桿反力的作用線作二力桿反力的作用線A23GCBD41Md 14 21 23R12 R32考慮運動副摩擦的靜力學(xué)分析例題1 例例 已知機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸、各轉(zhuǎn)動副的半徑已知機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸、各轉(zhuǎn)動副的半徑r和當量摩和當量摩擦系數(shù)擦系數(shù)fv、作用在構(gòu)件、作用在構(gòu)件3上的工作阻力上的工作阻力G及其作用位置，求作及其作用位置，求作用在曲柄用在曲柄1上的驅(qū)動力矩上的驅(qū)動力矩Md( (不計各構(gòu)件的重力和慣性力不計各構(gòu)件的重力和慣性力) )。 解解 ( (3) )分析其它構(gòu)件的受力狀況分析其它構(gòu)件的受力狀況AB1Md 14