全书课件：系统方案设计(清华大学)季林红

第二章连杆机构主要内容：一、平面四杆机构的基本型式及演化二、平面四杆机构的工作特性*三、平面连杆机构的运动分析四、平面连杆机构的设计**0概述平面连杆机构的特点

1.优点:杆状构件,可以传递较远距离的动作低副,可以承受很大的载荷曲线形式的多样性运动形式的多样性

2.缺点:产生惯性力;设计较困难研究的问题:运动分析运动设计一、平面四杆机构的基本型式及演化1.平面四杆机构的基本型式:铰链四杆机构2.平面四杆机构的演化方式:取不同构件为机架:运动的可逆性曲柄摇杆机构;双曲柄机构;双摇杆机构含有一个移动副的四杆机构(转动副转化为移动副)曲柄滑块机构;曲柄摇块机构;摆动导杆机构等含有两个移动副的四杆机构:正切机构;正弦机构二、平面四杆机构的工作特性2.1运动特性**1.曲柄存在条件2.急回特性3.运动连续性2.2动力特性**1.压力角、传动角2.死点曲柄存在条件2.1运动特性1、铰链四杆机构中曲柄存在条件连架杆和机架中必有一杆是最短杆最短杆和最长杆之和小于或等于其它两杆之和推论:以最短杆为机架,该机构是双曲柄机构;以最短杆的两个邻边为机架,得到两个不同曲柄摇杆机构;以最短杆的对边为机架,该机构是双曲柄机构。如果最短杆和最长杆之和大于其它两杆之和，则为双摇杆机构。2.1运动特性2、急回特性连杆机构中，主动件等速回转,从动件的工作行程速度慢，而回程速度快，称急回特性。通常用行程速比系数K表示。

K=Vm回/Vm工作>=12.1运动特性2、急回特性K=Vm回/Vm工作>=1K=（180º+q）/（180º-q）极位：从动件所能达到的极限位置。极位夹角：从动件在两个极限位置时，主动件两位置所夹之锐角，用q表示。2.1运动特性2、急回特性急回特性是表征从动件特性的。若q

>0，即K>0从动件具有急回特性，此机构具有急回特性。分析机构的急回特性时要注意原动件的运动方向。急回特性2.1运动特性3、运动的连续性机构只能在其可行域内运动,不能从一个可行域跳入另一个可行域.2.2动力特性1、压力角a、传动角g压力角a:在不计摩擦的情况下,从动件受力方向与力作用点速度方向所夹的锐角。传动角g:压力角之余角。衡量机构的传动质量。传动角g越大，对机构工作越有利。设计时，应使ggmin铰链四杆机构中，曲柄与机架拉直共线和重叠共线的两位置处出现的传动角中，必有一出为最小传动角2.2动力特性2、死点从动件在传动角为零的位置为机构的死点.在分析死点位置时,要首先搞清楚哪个是主动件.死点是机构在运动过程中所处的特殊位置,它与自由度为0不同,与机构的自锁也不同.2.2动力特性2、死点死点的避免机构错位排列加飞轮,利用惯性通过死点死点的利用飞机起落架夹具三、平面连杆机构的运动分析3.1速度瞬心及其应用

1.速度瞬心的概念;2.速度瞬心数目;3.速度瞬心的位置;(直接构成运动副,间接构成运动副:三心定理)4.应用3.2杆组法及其应用3.1速度瞬心及其应用1.速度瞬心的概念：两个刚体上相对速度为零的重合点。如果两刚体之一是静止的，其瞬心为绝对速度瞬心。如果两刚体都是运动的，其瞬心为相对速度瞬心。

2.速度瞬心数目：如果一个机构由k个构件所组成，则它的瞬心总数为：N=k(k-1)/2

3.1速度瞬心及其应用3.速度瞬心的位置:直接构成运动副间接构成运动副:三心定理:作平面运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于同一直线上。两构件通过转动副直接相连两构件通过移动副直接相连两构件通过高副直接相连3.1速度瞬心及其应用小结：常用在构件较少的机构中，不适用多杆机构找瞬心时可根据实际情况找所用的瞬心只适用于速度分析，不适用加速度分析只适用一个或几个位置的求解，不适于多位置或一个周期内的速度、加速度分析3.2杆组法及其应用掌握杆组法原理,求解思路和求解过程基本思路：将平面连杆机构分解成作为原动件的单杆构件和几个基本杆组。单杆构件和基本杆组已有编好的子程序。在用计算机对机构进行运动分析时，可直接调用子程序，而使主程序的编写大为简化。四、平面连杆机构的设计4.1图解法***已知连杆位置，设计连杆机构已知连架杆位置，设计连杆机构已知连杆机构的急回系数，设计连杆机构4.2解析法已知连架杆位置，设计连杆机构已知连杆上某点的轨迹，设计连杆机构4.3实验法4.4最优化方法(了解）4.1图解法1、已知连杆位置，设计连杆机构相当于已知圆弧上的几点,求其圆心位置4.1图解法2、已知连架杆位置，设计连杆机构用刚化反转法,将此问题转化为前一问题。刚化反转法原理4.1图解法3、已知曲柄摇杆机构的急回系数K，摇杆的长度及摆角，设计连杆机构已知曲柄滑块机构的急回系数K，滑块的行程H，设计连杆机构4.2解析法掌握求解思路和求解过程给定不同设计初始条件,设计的机构分别能实现的精确位置数目.4.3实验法了解其操作过程和特点4.4最优化方法---附加介绍机械的最优化设计：根据机构分析及设计理论，采用数学上的最优化方法，借助电子计算机进行计算，使所设计的机构最优地满足预定的各项设计要求，从而得到优化的设计方案。4.4最优化方法优化设计的步骤：

1）根据机构设计的任务和要求，将所研究的问题用数学方程式描述出来，即建立供优化设计用的数学模型，它包括设计要求，附加条件等：

2）根据所建立数学模型的性质，恰当选择适当的最优化方法，上机求解；

3）对所得结果进行分析，以判断其实用性；空间连杆机构了解定义,常用命名方法,主要特点第二章作业(2.3)－－曲柄（整转副）存在条件(2.11)－－速度瞬心－三心定理(2.15)－－刚体导引机构设计(2.21)－－函数生成机构设计－刚化反转课外题1（附加分）图1单跨可展机构

课外题1（附加分）

图1为一单跨可展机构。步进电机与杆5固结在一起，螺旋副螺距为1mm或2mm，步进电机以10r/s的速度匀速旋转，过渡过程（匀加速，电机转速从0平滑过渡到10r/s的时间）为0.05s。机构初始位置取β＝10度，β为杆1和杆5之间的夹角。杆件2、3和4均为长度500mm，外径7.5mm，壁厚1.25mm的合金管；弹性模量，质量密度为。参考坐标系原点取机构展开运行前铰A的轴心。课外题1（附加分）试求：1.在伸展和收缩过程中的各铰点和构件3中点的位移、速度、加速度及各构件的角速度及角加速度。2.写出相应的公式，求解步骤、画出计算流程图。3.给出相应的曲线，并进行分析。课外题2（附加分）

参见书中第2.5.4节“急回机构的设计”的图2.58,试分析曲柄轴心A在弧C1C2和弧FG选取时的情况。要求绘出各种情况的图形，以及给出分析的解析式。第三章凸轮机构3.1凸轮机构的组成、类型、特点及应用3.2从动件常用运动规律及选择3.3用图解法设计凸轮廓线3.4用解析法设计凸轮廓线3.5凸轮机构基本尺寸的确定3.6.凸轮机构的计算机辅助设计3.1凸轮机构的组成、类型、特点及应用1.凸轮机构的组成2.凸轮机构的类型3.凸轮机构的特点及应用3.1凸轮机构的组成、类型、特点及应用

凸轮机构的组成:

凸轮机构是由凸轮、从动件和机架这三个基本构件所组成的一种高副机构。力封闭（锁合）凸轮机构：利用重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触凸轮机构。形封闭（锁合）凸轮机构：利用高副元素本身的几何形状使从动件与凸轮轮廓始终保持接触凸轮机构。3.2从动件常用运动规律及选择一、基本概念二、从动件常用运动规律三、从动件常用运动规律的选择原则四、从动件常用运动曲线的拼接一、基本概念凸轮的基圆：在凸轮机构中,以凸轮轮廓的最小向径r0为半径所作的圆。r0为基圆半径；行程（升距）：从动件上升的最大距离h。二、从动件常用运动规律1.等速运动规律2.等加速等减速运动规律3.简谐运动规律(余弦加速度运动规律)4.摆线运动规律(正弦加速度运动规律)5.多项式运动规律二、从动件常用运动规律1.等速运动规律二、从动件常用运动规律2.等加速等减速运动规律：从动件在推程的前半个行程作等加速运动，后半个行程作等减速运动，通常加速度和减速度的绝对值相等。二、从动件常用运动规律3.简谐运动规律(余弦加速度运动规律)质点在圆周上作匀速运动时，它在这个圆的直径上的投影所构成的运动。特点：有柔性冲击，适用于中速场合。二、从动件常用运动规律4.摆线运动规律(正弦加速度运动规律)：一个滚圆在直线上匀速纯滚动时，圆周上一点所描摆线轨迹在直线上投影点的运动规律。特点：无刚性冲击、柔性冲击，适用于高速场合。二、从动件常用运动规律5.多项式运动规律：位移曲线方程：s=c0+c1+c22+...+cnn三、从动件常用运动规律

的选择原则四、从动件常用运动曲线

的拼接从动件常用运动曲线拼接的原则:1.满足运动要求;2.满足边界条件－位移、速度和加速度在连接点处应分别相等;3.最大速度及加速度尽可能小;3.3用图解法设计凸轮廓线一、反转法原理二、图解法设计凸轮廓线1.直动从动件盘形凸轮机构

尖底偏置、滚子、平底

从动件盘形凸轮机构

2.摆动从动件盘形凸轮机构3.摆动从动件圆柱凸轮机构一、反转法原理熟练掌握反转法原理，并能灵活应用。二、图解法设计凸轮廓线重点掌握利用反转法原理，设计各类凸轮廓线。能够从凸轮廓线中，反求出从动件运动规律的位移曲线；会求凸轮廓线各点的压力角和凸轮转角。3.4用解析法设计凸轮廓线

（了解）概念:理论廓线,实际廓线,刀具中心轨迹1.移动滚子从动件盘形凸轮机构2.移动平底从动件盘形凸轮机构3.摆动滚子从动件盘形凸轮机构3.5凸轮机构基本尺寸的确定一、压力角及其许用值:二、凸轮基圆半径的确定:

解析法或查Nomogram三、滚子半径的选择

运动失真四、平底宽度的确定一、压力角及其许用值:1.压力角与作用力的关系：2.压力角与机构尺寸的关系3.压力角许用值:4.从动件偏置方向的确定:

一、压力角及其许用值:压力角:在不计摩擦的情况下,凸轮对从动件作用力的方向与从动件上力作用点的速度方向之间所夹的锐角。从减少推力，避免自锁，使机构具有良好的受力状况来看，压力角越小越好。一、压力角及其许用值:2.压力角与机构尺寸的关系从使机构尺寸紧凑的观点来看，压力角越大越好。3.压力角许用值:

推程:移动从动件压力角许用值[]=30º~38º摆动从动件压力角许用值[]=45º。回程:[]=70º~80º一、压力角及其许用值:4.从动件偏置方向的确定:目的:通过选取适当的偏置方向来得到较小的推程压力角。若凸轮逆时针回转，从动件偏于凸轮轴心右侧。若凸轮顺时针回转，从动件偏于凸轮轴心左侧。二、凸轮基圆半径的确定:凸轮基圆半径选择的前提：[]

求出max，令max＝[]，确定凸轮的最小基圆半径r0min。诺模图的用法：根据工作要求的[]，近似确定出凸轮的r0min

根据所选用的基圆半径来校核max三、滚子半径的选择运动失真：从动件不能准确实现预期的运动规律的现象。运动失真的原因：凸轮理论廓线的最小曲率半径小于等于滚子半径。避免运动失真的方法：减小滚子半径增大基圆半径一般取amin=min-rr3--5mm{rr＝（0.1--0.5)r0}四、平底宽度的确定运动失真的原因：基圆半径太小。平底的总宽度b=b’+b”b’=(ds/d)max+bb”=(ds/d)min+b结论：凸轮廓线的几何形状与偏距无关。适当选择偏置是为了减轻从动件的过大的弯曲应力。3.6.凸轮机构的计算机辅助设计了解和掌握凸轮机构的完整设计过程注意设计的目标以及在程序流程图中的实现第三章凸轮机构

作业题3.3：从动件运动规律的拼接；题3.5：偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构中凸轮廓线设计；题3.12：反转法应用及压力角概念；题3.15：采用诺模图。第四章齿轮机构基本要求：掌握渐开线的性质、方程及渐开线齿廓的啮合特性掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动应满足的条件掌握齿轮加工的范成原理、齿廓根切的原因及解决措施掌握直齿圆柱齿轮的传动设计掌握其它齿轮机构的传动比计算及正确啮合条件第四章齿轮机构 4.1齿轮机构的类型及功用 4.2齿廓啮合基本定律 4.3圆的渐开线及其性质4.4渐开线齿廓的啮合及其特性4.5渐开线直齿圆柱齿轮 4.6渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 4.7渐开线齿轮的加工

第四章齿轮机构 4.8渐开线变位齿轮4.9渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计 4.10斜齿圆柱齿轮 4.11蜗杆蜗轮机构 4.12圆锥齿轮机构 4.13非圆齿轮机构简介 实验：渐开线齿轮测绘及范成原理 4．1齿轮机构的类型及功用齿轮机构的类型1．平面齿轮机构：直齿圆柱齿轮机构平行轴斜齿轮机构人字齿轮机构2．空间齿轮机构：交错轴斜齿轮机构蜗轮蜗杆机构圆锥齿轮机构

4．2齿廓啮合基本原理齿轮（GEAR）：在轮缘上按一定规律分布着许多齿的轮子。齿轮机构是依靠主动轮的齿廓推动从动轮的齿廓来实现运动的传递。啮合：两条齿廓曲线的相互接触。传动比：两轮的瞬时角速度之比

i12=w1/w24．2齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律：在啮合传动的任一瞬时，两轮齿廓曲线在相应接触的公法线必须通过按给定传动比确定的该瞬时（固定〕的节点。即i12=w1/w2=O2C/O1C=r2/r1=常数4．2齿廓啮合基本定律节圆：一对齿轮啮合传动时，过节点相互作纯滚动的两个圆。中心距：两齿轮连心线。共轭齿廓：能满足齿廓啮合基本定律的一对曲线为共轭曲线。以共轭曲线作为一对齿轮的齿廓曲线称共轭齿廓。4.3圆的渐开线及其性质一、渐开线的形成二、渐开线的性质三、渐开线的方程一、渐开线的形成当一直线沿一个圆的圆周作纯滚动时,直线上任意一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线基圆rb发生线展角二、渐开线的性质1.因发生线在基圆上做纯滚动，KB=AB2.KB为渐开线在K点处的法线且与基圆相切。KB为渐开线在K点处的曲率半径，B点为K处的曲率中心。基圆上的渐开线的初始点A的曲率半径为0。3.两条同向（反向）渐开线是法向等距曲线。二、渐开线的性质4.渐开线的形状取决于基圆的大小。当基圆半径为无穷大时，渐开线将变成一条斜直线既齿条的齿廓曲线。5.基圆内无渐开线。三、渐开线的方程rk=rb/coskk=invk=tgk---k4.4渐开线齿廓的啮合及其特点一、渐开线齿廓满足齿廓啮合的基本定律二、渐开线齿廓啮合的特点：三、齿轮齿条啮合及内啮合一、渐开线齿廓满足齿廓啮合的基本定律渐开线齿廓能保证实现定角速比啮合传动

i12=w1/w2=O2C/O1C=r2/r1

＝rb2/rb1=常数二、渐开线齿廓啮合的特点：一对渐开线的啮合过程相当于其节圆的纯滚动。啮合线（啮合线、力作用线、基圆的内公切线、齿廓接触点的公法线四线重合）啮合角（啮合角为节圆压力角）齿轮传动的可分性；中心距略有变化，传动比不变三、齿轮齿条啮合齿轮齿条啮合速比关系：

vp/1=o1C=r1=常数齿轮齿条的特点：齿轮齿条啮合相当于齿轮节圆与齿条节线作纯滚动。齿条齿廓上各点压力角相等，且等于啮合角齿轮与齿条相对位置变化，仅齿条上节线位置变化，啮合角与速比关系均不变。4.5渐开线标准直齿圆柱齿轮一、齿轮各部分的名称和基本参数二、几何尺寸和基本参数的关系三、标准齿条的特点：四、任意圆上的齿厚：一、齿轮各部分的名称和基本参数

齿数、齿距、模数、分度圆、分度圆压力角、齿顶高、齿根高、顶隙标准齿轮：具有标准压力角和模数具有标准的齿顶高和齿根高分度圆上的齿厚等于齿槽宽的齿轮。二、几何尺寸和基本参数的关系*基本参数（m,z,a,ha*,c*)*几何尺寸基本参数正常齿制

m>=1,ha*=1,c*=0.25

m<=1,ha*=1,c*=0.35短齿制m>=1,ha*=0.8,c*=0.3几何尺寸分度圆、齿距、模数、基圆、基圆齿距、齿厚与槽宽、齿顶高、齿根高、全齿高、齿顶圆、齿根圆三、标准齿条的特点：与齿顶线平行的各直线是的齿距都相等压力角等于齿形角四、任意圆的齿厚（sk)任意圆齿厚：Si=sri/r-2ri(invi-inv)齿顶圆齿厚：Sa=sra/r-2ra(inva-inv)节圆齿厚：S’=sr’/r-2r’(inv’-inv)基圆齿厚：sb=cos(s+mzinv)4.6渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动一、轮齿啮合过程：二、正确啮合条件三、连续传动条件——重合度（ea

1)四、无齿侧啮合条件——一个齿轮的节圆齿厚等于另一个齿轮的节圆齿槽宽一、轮齿啮合过程实际啮合线：啮合点的实际轨迹B1B2齿廓工作段：实际参加啮合的齿廓二、正确啮合条件两齿轮的法向齿距必须相等两齿轮的基圆齿距必须相等

pb1=pb2m1cos1=m2cos2标准化前，m1与m2

，1与2均可不等，满足上述条件即可。标准化后，m1=m2

，1=2三、连续传动条件B1B2pb重合度（ea

1)四、无齿侧啮合条件一个齿轮的节圆齿厚等于另一个齿轮的节圆齿槽宽s1’=e2’;s2’=e1’标准安装：标准齿轮作无齿侧啮合时，节圆与分度圆重合非标准安装：acosa=acosa

4.7渐开线齿轮的加工齿轮齿条啮合传动的特点渐开线齿轮的的切制原理和方法4.7.1齿轮齿条啮合传动的特点1齿条的结构特点：齿廓不同高度上的压力角相等齿廓不同高度上的齿距相等齿条中线：齿条上齿厚等于齿槽宽的高度线4.7.1齿轮齿条啮合传动的特点2齿轮齿条啮合传动的特点标准安装：齿轮分度圆等于节圆齿条中线与节线重合啮合角等于分度圆压力角非标准安装：齿轮分度圆等于节圆齿条中线不与节线重合

啮合角等于分度圆压力角4.7.1齿轮齿条啮合传动的特点齿轮与齿条啮合的重合度4.7.2渐开线齿轮的的切制原理和方法仿形法范成法范成法从几何角度讲，用范成法切制齿轮的过程与一对齿轮作无侧隙啮合传动的过程相似，主要不同在：1）已知两齿轮角速度及一个齿轮的齿廓曲线，求另一齿廓曲线；2）一个轮为d=da的毛坯，另一个为齿轮刀具，具有切削运动和切削功能；3）刀具的齿顶高比原齿顶高出c*m原动机运动w1主动齿轮从动齿轮啮合运动w2运动w2齿轮传动过程齿轮刀具齿轮毛坯齿轮产品

切削齿轮切削机床传动系统运动w1范成过程齿条型刀具范成加工齿轮时的两个重要因素1运动条件:z=2v刀/m2几何条件:

L-r=xm4.8渐开线变位齿轮渐开线齿廓的根切渐开线齿廓的变位修正变位齿轮的啮合传动4.8.1渐开线齿廓的根切根切：用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的齿顶部分把被加工齿轮齿根部分已经范成出来的渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为根切。1产生根切的原因：刀具的齿顶线超过了啮合线与基圆的切点时，就会产生根切现象，即CBN>CN14.8.1渐开线齿廓的根切2避免根切的措施:CBN<CN1增加被加工齿轮齿数Z,增大基圆半径,使CN1变大降低刀具齿顶线(增大L)4.8.1渐开线齿廓的根切3直齿圆柱标准齿轮不发生根切的最小齿数

zzmin=2ha*/sin2当=20,ha*=1,zmin=17当=20,ha*=0.8,zmin=144直齿圆柱标准齿轮不发生根切的最小变位系数

xxmin=ha*(zmin-z)/zmin4.8.2渐开线齿廓的变位修正1标准齿轮的局限性：最小齿数受限，否则发生根切，降低齿轮的弯曲强度，并使重合度降低多级齿轮传动设计中，中心距很难保证在传动系统中，小齿轮易损坏，难以保证等强度和等寿命设计4.8.2渐开线齿廓的变位修正2齿轮的变位修正齿轮变位修正法：用改变刀具与轮坯相对位置来范成加工齿轮的方法。齿轮变位修正的优点：*配凑中心距，实现无侧隙啮合传动*改善传动性能*缩小传动机构的尺寸4.8.2渐开线齿廓的变位修正3.变位齿轮尺寸计算分度圆齿厚及任意圆齿厚公法线长度变位齿轮分度圆齿厚及任意圆齿厚分度圆齿厚变位齿轮分度圆齿厚及任意圆齿厚任意圆齿厚基圆齿厚两反向渐开线公法线长度公式

（实验用－不必推导）Wk=(k-1)pb+sbwk=mcos[(k-0.5)+zinv]wk’=mcos[(k-0.5)+zinv]+2xmsinX=(wk’-wk)/(2msin)Wk+1--Wk=pb=mcos

4.8.3变位齿轮的啮合传动1.无齿侧间隙啮合方程式因为变位齿轮无齿侧间隙啮合条件为:s1’=e2’,s2’=e1’因此p’=s1’+e1’=s1’+s2’

故inv’

=2(x1+x2)tg/(z1+z2)+inv4.8.3变位齿轮的啮合传动2.中心距与中心距变动系数:中心距a’=r1’+r2’=(r1+r2)cos/cos’=acos/cos’中心距变动系数y:ym=a’-a4.8.3变位齿轮的啮合传动

3.齿高变动系数ya”=r1+r2+(x1+x2)m

ym=a”-a’=(x1+x2)m-ymha=(ha*+x-y)m,hf=(ha*+c*-x)mra=r+ha

rf=r-hf4.9渐开线变位齿轮

的传动类型及其设计一、变位齿轮传动的类型

1.零传动x=x1+x2=0x1=x2=0x1=-x202.正传动x=x1+x2>03.负传动x=x1+x2<0一、变位齿轮传动的类型1.零传动x=x1+x2=0x1=x2=0标准齿轮传动

x1=-x20等变位齿轮传动特点:1)a’=a;’=;y=0;y=0

2)z=z1+z22zmin优点:1)结构紧凑,小齿轮的齿数可以减少2)提高了齿轮的承载能力，小齿轮强度增加。3)改善了齿轮的磨损情况。;一、变位齿轮传动的类型2.正传动x=x1+x2>0特点:a’>a;’>;y>0;y>0优点:1)结构紧凑,小齿轮的齿数可以减少2)提高了齿轮的承载能力，小齿轮强度增加。3)改善了齿轮的磨损情况。4)可以配凑中心距缺点:重合度减少;齿顶变尖。必须核验重合度和齿顶厚。sa0.4m一、变位齿轮传动的类型3.负传动x=x1+x2<0特点:a’<a;’<

;y<0;y>0

应用：配凑中心距二、变位齿轮传动的设计：变位齿轮的基本参数：

m、z、x、ha*、c*、确定齿轮传动类型确定各齿轮的参数和尺寸：

m,z,x,a’,’,r,r’,rb,ra,rf正传动重合度正变位齿轮必须核验齿顶厚。三、变位系数的选择基本要求：齿轮不发生根切齿顶不变尖重合度大于许用重合度不发生干涉两齿面均衡磨损等应用封闭图齿轮传动的设计步骤1.当给定的原始参数为设计步骤:选定传动类型当时必须用正传动当时,可用正,零或负传动确定齿轮计算并校核齿轮传动的设计步骤2.当给定的原始参数为用计算,确定计算齿轮校核齿轮传动的设计步骤3.当给定的原始参数为用近似取计算齿轮齿数及尺寸校核4.10平行轴斜齿圆柱齿轮机构一、概述二、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点三、斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算四、平行轴斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件五、斜齿圆柱齿轮传动的重合度六、斜齿圆柱齿轮的当量齿数七、优缺点二、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点1.形成2.啮合特点:点--线--点，啮合线为斜线,轮齿为逐渐进入啮合，传动平稳，实际啮合线长,使重合度提高三、斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算法面参数:标准参数------用于齿轮加工端面参数:尺寸计算------用于齿轮的啮合传动三、斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算齿距与模数(法面,端面)压力角(法面,端面)齿顶高系数和顶隙系数(法面,端面)螺旋角三、斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算其它尺寸:中心距a=mt(z1+z2)/2=mn(z1+z2)/2cos

可通过改变螺旋角来满足中心距的要求斜齿轮最小齿数比直齿轮小四、平行轴斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件端面内的啮合条件相当于直齿轮:合槽条件:内啮合外啮合五、斜齿圆柱齿轮传动的重合度斜齿圆柱齿轮传动的重合度端面重合度=(z1(tgat1tgt)+z2(tgat2tgt))/2法面重合度=Bsin/mn六、斜齿圆柱齿轮的当量齿数与斜齿轮法面齿形相当的直齿轮的齿数应用：选取铣刀强度分析选取变位系数七、优缺点啮合性能好重合度大，承载能力强机构更紧凑制造成本与直齿轮相同有轴向力，=8°15°4.11

蜗杆蜗轮机构蜗杆蜗轮机构用来实现两交错轴间的传动,其轴角通常为90°一、蜗杆蜗轮的形成二、蜗杆蜗轮的分类三、蜗杆传动的正确啮合条件四、主要参数和几何尺寸计算五、蜗杆蜗轮机构的优缺点三、蜗杆传动的正确啮合条件主平面：通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面。正确啮合条件：在主平面内相当于齿轮与齿条的啮合传动且旋向相同四、主要参数和几何尺寸计算1、蜗杆的导程角

d1蜗杆中圆直径

pz:螺旋线的导程

四、主要参数和几何尺寸计算2.特征系数：为了便于滚刀标准化，减少刀具型号五、蜗杆蜗轮机构的优、缺点优点:1.传动比大

2.可实现自锁

3.结构紧凑缺点：1.机械效率低，具有自锁性的更是如此

2.齿面相对滑动速度大，易磨损

3.轴向力大，轴承摩擦损失大4.12

直齿圆锥齿轮机构圆锥齿轮机构用来实现两相交轴之间的传动，通常轴角＝90°一、齿面的形成及其啮合二、背锥和当量齿数三、直齿圆锥齿轮的啮合传动一、齿面的形成及其啮合圆平面s沿基圆锥作纯滚动，形成球面渐开线。圆锥齿轮的齿廓曲线为球面渐开线轮齿分布在一个截圆锥体上,齿形从大端到小端逐渐变小,通常取大端的参数为标准值球面渐开线如何展成平面？二、背锥与当量齿数背锥：作圆锥与球面切于圆锥齿轮大端分度圆。

背锥－－扇形平面－－补成圆形当量齿数：zv=z/cos选铣刀不产生根切的最小齿数计算重叠系数,齿顶齿厚强度校核三、直齿圆锥齿轮的啮合传动1.正确啮合条件

大端处且均标准为值两轮的锥距相等、锥顶重合。三、直齿圆锥齿轮的啮合传动2.重合度计算:3.传动比:三、直齿圆锥齿轮的啮合传动4.尺寸计算

计算端面:大端面标准值:大端面正常齿:短齿:分度圆锥角,锥距,齿顶与齿根圆,齿顶与齿根角非圆齿轮机构用于实现变传动比传动的齿轮机构.其节线为非圆曲线;推荐的练习题4.3利用渐开线性质及方程4.5标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式4.8啮合传动应满足的条件4.13齿轮范成加工原理4.18变位、传动设计4.20传动设计第5章轮系

本章基本要求熟练掌握轮系类型的区分方法；熟练掌握定轴轮系、周转轮系和混合轮系的传动比计算（大小和方向）；掌握周转轮系中各轮齿数的确定。第5章轮系5.1轮系及其分类5.2定轴轮系的传动比与应用5.3周转轮系的传动比与应用5.4混合轮系的传动比与应用5.5行星轮系各轮齿数和行星轮数的选择5.6新型齿轮传动5.1轮系及其分类轮系是由一系列齿轮所组成的传动系统分类:定轴轮系(ordinarygeartrain)

周转轮系(planetarygeartrain)

混合轮系(compositegeartrain)定轴轮系：在轮系运动时，其各轮轴线的位置固定不动的轮系。5.1轮系及其分类

周转轮系:在运转过程中,至少有一个齿轮的几何轴线是绕另一个齿轮几何轴线转动的轮系。行星轮:作自转同时又公转的齿轮。系杆：带动行星轮作公转的杆件H

中心轮:行星轮所绕之公转的定轴齿轮1和3周转轮系分：行星轮系F=1

差动轮系F=25.1轮系及其分类混合轮系：将两个（或几个）基本轮系适当联接而成的轮系。5.2定轴轮系的传动比与应用一、定轴轮系传动比的计算：二、定轴轮系的应用：一、定轴轮系传动比的计算概念:轮系传动比=输入轴角速度/输出轴角速度即速比有大小和方向传动比大小的计算:一、定轴轮系传动比的计算一、定轴轮系传动比的计算：传动比计算:结论:定轴轮系的传动比的大小等于组成该定轴轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，其大小等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比。方向可标在图中，亦可在传动比的数值前加正负号。一、定轴轮系传动比的计算主从动轮转动方向的确定:1.轮系中各轮几何轴线相互平行;2.所有齿轮的几何轴线不都平行，但首尾两轮的几何轴线平行;3.首尾两轮的几何轴线不平行。二、定轴轮系的应用总结:1.实现分路传动;2.实现传递相距较远的两轴间的运动和动力；3.获得较大的传动比；4.实现变速传动；5.实现换向传动。5.3周转轮系的传动比与应用一、周转轮系的传动比二、周转轮系的与应用一、周转轮系的传动比基本思路转化机构:周转轮系中,在保证相对运动关系不变的情况下,给整个机构加,此时H不动,周转轮系变为定转轮系,此机构为原周转轮系的转化机构。一、周转轮系的传动比周转轮系传动比的计算构件代号:原有角速度在转化机构中的角速度

123H一、周转轮系的传动比由于转化机构为定轴轮系,故可以利用定轴轮系传动比计算方法进行计算,故

表示转化机构中,第一轮与第三轮的速比“”表示在转化机构中齿轮1和齿轮3的转向相反(并不表示它们的绝对转向也相反)一、周转轮系的传动比由上面的分析,设周转轮系的两个中心轮分别为1和n,系杆为H,则其转化机构的传动比为:

用定轴轮系的方法定一、周转轮系的传动比

注意:

是转化机构的传动比,其大小和方向均按定轴轮系的方法分析,此方向仅表示转化机构中的各轮的转向。是周转轮系中各基本构件的真实角速度。在差动轮系中,由于其自由度为2,则必须已知两个运动规律,机构才具有确定的运动。一、周转轮系的传动比由于具有转向,故当已知某两个运动规律即角速度转向相反时,若设一个为正,则另一个为负,求出第三个转速的转向根据计算结果的正负来确定。二、周转轮系的应用1、获得较大的传动比；2、实现自动变速传动；3、在体积小，重量轻的条件下，实现大功率传动；4、进行运动的合成和分解；5、利用行星运动实现机械执行构件的复杂动作；6、利用行星轮上各点不同的旋轮线轨迹，实现特殊的工作要求。5.4混合轮系的传动比与应用一、混合轮系的传动比二、混合轮系的应用一、混合轮系的传动比方法：1、首先分析组成混合轮系的基本轮系；

2、分别对基本轮系列传动比方程式；

3、找出各轮系的关系；

4、将各基本轮系传动比方程式联立求解，即得混合轮系的传动比。

关键：正确划分基本轮系。一、混合轮系的传动比

例1：已知各轮的齿数：Z1=30,Z2=30,Z3=90，=20,

求:一、混合轮系的传动比

首先分析轮系的组成，再分别对基本轮系列传动比方程

1.周转轮系2.定轴轮系 表明I,II轴转向相反

二、混合轮系的应用1、获得更大的传动比；2、变速转向的方法更灵活多样；3、在体积小，重量轻的条件下，实现更大功率传动；4、进行运动的合成和分解；5、利用行星运动实现机械执行构件的复杂动作；6、行星轮上各点的运动轨迹更加复杂。5.5行星轮系各轮齿数和行星轮数的选择行星轮系中各轮齿数应满足的条件:1、传动比条件：

2、同心条件：

3、均布条件：

4、邻接条件；（校核用）这里：K是行星轮个数，N为正整数。以上对单排2K-H机构，且标准齿轮和高度变位齿轮推得5.5行星轮系各轮齿数和行星轮数的选择例:设计一个单排2K–H型负号机构行星轮系i1H=7.33,各轮均采用标准齿轮,试确定各齿轮的齿数及行星轮个数。解：则Z1齿数为：N:2233445566··· Z1:1218243036···Z1不发根切的最少齿数为：17另设K=3,则同理：校核邻接条件成立。故所设计的2K–H负号机构为：5.6新型齿轮传动一、渐开线少齿差行星传动

特点：1、传动比大；

2、结构简单、紧凑，体积小、重量轻；

3、由于采用渐开线齿，加工及装配维修方便；

4、传动效率高。5.6新型齿轮传动缺点：1、由于存在少齿差内啮合传动，若仍采用标准齿轮则会发生齿顶相碰和齿廓重迭现象。一般采用降低齿顶高系数和采用角变位正出传动两者结合的办法。必须核验重迭系数。

2、由于啮合角变大，导致轴承压力增大，加之还需要一个输出机构，故传递的功率受到一些限制；常用在中、小型功率传动。5.6新型齿轮传动二、摆线针轮行星传动特点：1、减速比大； 2、结构紧凑； 3、传动效率高； 4、传动平稳、承载能力高； 5、使用寿命长； 6、与渐开线少齿差行星传动相比，无齿顶相撞和齿廓重迭干涉现象。5.6新型齿轮传动缺点：1、制造成本高； 2、加工工艺复杂5.6新型齿轮传动三、谐波齿轮传动应做的题目：1、习题集中的例5：如何封闭差动轮系2、5.19：混合轮系传动比3、5.20：实现变速4、5.25：设计周转轮系第六章间歇运动机构

基本要求掌握间歇运动机构有哪几种常见类型；掌握间歇运动机构的工作原理、特点、功能和适用场合。第六章间歇运动机构一、棘轮机构:主动件为摇杆做往复摆动，从动件棘轮做单向间歇转动。适用于低速轻载场合。特点：结构简单，便于调整转动角度。缺点：有较大冲击和噪音，转动精度较差。动程和动停比的调节方法。间歇运动机构（续）二、槽轮机构：主动件拨盘以等角速度作连续回转，从动件槽轮作间歇转动。它适用于中速场合。特点：构造简单，外形尺寸小，机械效率较高，能较平稳、间歇地进行转位。缺点：转角大小不能调节，有较大冲击。间歇运动机构（续）三、不完全齿轮机构：特点：从动轮每转一周的停歇时间、运动时间及每次转动的角度变化范围较大，设计较灵活。常用于多工位、多工序的自动机或生产线中。缺点：加工工艺较复杂，冲击较大，适用于低速、轻载的场合。间歇运动机构（续）四、凸轮式间歇运动机构特点：可以合理地选择转盘的运动规律，传动平稳，动力特性好，冲击振动小，且转盘转位精确，不需要专门的定位装置，主要用于高速转位（分度〕机构中。缺点：加工较复杂，精度要求较高，装配调整较困难。第七章其它常用机构了解螺旋机构、摩擦传动机构、带轮机构、链轮机构、液压机构、气动机构的工作原理、运动特点和适用场合。螺旋机构主动件转动从动件转动特点：结构简单，制造方便，能将回转运动变换为直移运动，运动准确性高，降速比大，可传递很大的轴向力，工作平稳、无噪音，有自锁作用。缺点：效率低，需有反向机构才能反向运动。第八章组合机构掌握组合机构的概念及各种组合方式的特点；掌握各类组合机构的特点和功能；学会采用机构的组合设计新机构；了解组合机构分析和设计的基本思路。本章内容8-1基本机构及其组合8-2组合机构的类型及应用8-3常用组合机构的设计8-1基本机构及其组合一、常用基本机构的特点及其固有的局限性二、机构的组合及其组合机构机构的组合是发展新机构的重要方法之一，机构组合系统中的单个基本机构称为子机构。1.机构的组合方式：(1)串联式组合(2)并联式组合(3)反馈式组合(4)复合式组合2.组合机构:1、机构的组合方式：（1）串联式组合（combineinseries)

在机构组合系统中，若前一级子机构的输出构件为后一级子构件的输入构件，则这种组合方式称为串联式组合。

input output机构I机构II(2)并联式组合（combineinparallel)

在机构组合系统中，若n个子机构共用同一个输入构件，而它们的输出运动又同时输入到一个多自由度的子机构，从而形成一个自由度为1的机构系统。

输入

输出机构I机构II机构III(3)反馈式组合(feedbackcombining)

在机构组合系统中，如果多自由度子机构的一个输入运动是通过单自由度子机构的输出构件回授的，这种组合方式称为反馈式组合。

输入

输出机构I机构II(4)复合组合(compoundcombining)

在机构组合中若由一个或n个串联的基本机构去封闭一个具有两个或多个自由度的基本机构，这种组合方式称为复合式组合。

输入

输出机构I机构II2.组合机构：用一种机构来约束和影响另一个多自由度机构所形成的封闭式传动系统。或：n种基本机构有机的联系，互相协调和配合的传动系统。通常由并联式组合、反馈式组合、复合式组合这三种组合方式所组成的机构为组合机构。基础机构：组合机构中，自由度大于1的差动机构称为基础机构(fundamentalmechanism)附加机构：自由度为1的基本机构称为附加机构

(additionalmechanism).8-2组合机构的类型及应用一、凸轮—连杆组合机构由具有两个自由度的连杆机构+自由度为1的凸轮机构组成能较容易地准确地实现从动的运动轨迹和运动规律1、利用凸轮—连杆机构实现复杂的

运动轨迹凸轮机构1五杆机构F=2凸轮机构1

输出输出（P点运动轨迹）2、利用凸轮—连杆机构实现复杂的

运动规律二、齿轮—连杆组合机构由定传动比的齿轮机构和变传动比的连杆机构组合而成特点：运动特性多，齿轮、连杆便于加工，精度易保证，运转可靠1、实现复杂运动轨迹的齿轮—连杆机构齿轮1五杆F=2齿轮1

输入输出F点轨迹2、实现复杂运动规律的齿轮—连杆机构输入1等速输出5（变速）四杆机构差动轮系F=2三、齿轮—凸轮组合机构多用来使从动件实现复杂的运动规律输入主动件H

输出齿轮1

构件2差动轮系F＝2凸轮四、联动凸轮组合方式多用来实现预定的运动轨迹

两凸轮有机联系、互相协调配合的传动系统凸轮1凸轮28-3常用组合机构的设计分析：先分析已知的基本机构，在分析与其串联的下一个基本机构，其顺序按框图由左向右。设计：先设计一个基本机构，然后再设计前一个基本机构，把组合机构化分成已知会的机构最后设计出来。一、设计思路(对照书中图例）：五杆机构自由度为2，需要两个输入运动。当构件1以等速转动时，连杆2上G点沿预定轨迹运动，构件4可得到确定的运动，并由此求出4（1）的运动关系。根据输出的运动轨迹或运动规律，恰当设计出凸轮廓线。二、设计步骤：1、根据机构的总体布局，选定A与预定轨迹曲线S的相对位置。2、选定、的尺寸。在S上找出与A轴之间的最近点C’

和最远点C”设计步骤〔续〕3、确定尺寸：hmax为曲线S与构件4的导路角的最大距离，所以：>hmax

至此五杆机构的尺寸全部确定4、绘制构件4相对于构件1的位置曲线SD(j1)5、根据结构选定凸轮r0，按照SD(j)绘出凸轮廓线本章作业习题8.5习题8.10第九章开式链机构9-1概述9-2开式链机构的结构分析9-3开式链机构的运动学9-1概述开式链机构的定义：由开式运动链所组成的机构，称为开式链机构。开式链机构的特点：灵活但难以控制,运动分析复杂尤其是逆问题；每个关节都需要有驱动源;机器人是一种自动控制下通过编程可完成某些操作或移动作业的机器人;9-1概述机器人与传统的自动机的区别:机器人是一种灵活的、万能的、具有多目的用途的自动化系统。易于调整来完成各种不同的劳动作业和智能动作,其中包括在变化之中及没有事先说明的情况下的作业。机器人的操作称为柔性自动化。由连杆机构、凸轮机构等所组成的传统的自动机用于完成单一的重复的作业。传统的自动机的操作称为固定自动化.9-1概述机器人的作用:从事一般及特殊劳动.包括制造业,制药业,微电子,深水,航空,挖掘,排险及军事,医用,家用等.9-1概述机器人的基本组成:1.执行系统(操作器);2.控制系统;3.驱动系统;9-2开式链机构的结构分析一、操作器的组成二、操作器的自由度三、操作器的结构分类9-2开式链机构的结构分析一、操作器的组成：操作器是机器人的执行系统，是机器人握持工具或工件、完成各种运动和操作任务的机械部分。操作器是由机身、臂部、腕部和手部（末端执行器）等组成。9-2开式链机构的结构分析二、操作器的自由度：操作器的自由度是指在确定操作器所有构件的位置时所必须给定的独立运动参数的数目。操作器的主运动链通常是一个装在固定机架上的开式运动链。操作器中的运动副仅包含单自由度的运动链------转动关节和移动关节。机器人操作器的自由度数目等于操作器中各运动部件自由度的总和。F=fi操作器臂部的运动称为操作器的主运动，臂部各关节称为操作器的基本关节。9-2开式链机构的结构分析为了使操作器手部能够达到空间任一位置，通常的空间机器人操作器的臂部应至少具有3个自由度。为了使操作器手部能够达到平面任一位置，通常的平面机器人操作器的臂部应至少具有2个自由度。9-2开式链机构的结构分析腕部的自由度主要是用来调整的姿态的为了使手爪在空间能取得任意要求的姿态，在通用的空间机器人操作器中，其腕部应至少有3个自由度。为了使手爪在平面能取得任意要求的姿态，在通用的平面机器人操作器中，其腕部应至少有1个转动关节。9-2开式链机构的结构分析手部的动作主要是开闭，用来夹持工件或工具。它的自由度不计入操作器的自由度数目中。通用的空间机器人操作器必须至少具有6个自由度：3个自由度决定手爪的空间位置，3个自由度确定手爪在空间的姿态，并且为了使手爪能够在三维空间取得指定的姿态，至少要有三个转动关节；通用的平面机器人操作器必须至少具有3个自由度：2个自由度决定手爪的平面位置，1个自由度确定手爪在平面的姿态，并且为了使手爪能够在二维空间取得指定的姿态，至少要有一个转动关节；9-2机器人操作器的结构分析三、操作器的结构分类:1.直角坐标型;(14%)2.圆柱坐标型:(47%)3.球坐标型;(13%)4.关节型;(25%)9-3开式链机构的运动学研究的主要问题平面两连杆关节型操作器平面两连杆关节型操作器

一、研究的主要问题正向运动学问题（直接问题）：

给定操作器的一组关节参数，确定其末端执行器的位置和姿态；反向运动学问题（间接问题）：对于工作所要求的末端执行器的一个给定位置和姿态，确定一组关节参数，使末端执行器达到给定的位置和姿态。解的存在性：多重解：一、研究的主要问题工作空间：指在机器人运动过程中其操作器臂端所能达到的全部点所构成的空间，其形状和大小反映了一个机器人的能力。可达到的工作空间：机器人末端执行器至少可在一个方位上能达到的空间范围。灵活的工作空间：机器人末端执行器在所有方位均能达到的空间范围。注意：工作空间是操作器臂端所能达到的全部点所构成的空间，而不是指末端执行器或工具末端所能达到的全部点所构成的空间。二、平面两连杆关节型操作器正向运动学问题：雅可比矩阵是关节速度和操作器臂端的直角坐标速度之间的转换矩阵。反向运动学问题工作空间可到达的工作空间灵活的工作空间二、平面两连杆关节型操作器正向运动学问题：二、平面两连杆关节型操作器反向运动学有解的存在性和多解性问题三、平面三连杆关节型操作器正向运动学问题：反向运动学问题工作空间正向运动学问题

反向运动学问题本章要点1.了解开式链机构的主要特点及功能；

2.了解机器人操作器的类型和组成特点；

3.掌握平面关节型操作器正向和反向运动学分析的基本思路和方法。第十章机械系统动力学掌握等效动力学模型建立方法；掌握机械系统速度波动的调节方法，包括周期性和非周期性速度波动调节；掌握飞轮调速原理与飞轮设计。第十章机械系统动力学机械系统一般由原动机、传动机构和执行机构组成。研究机械系统动力学目的：1)构造系统力学参量和运动学参量之间的联系。2)建立机械系统等效动力学模型。3)减小机械速度波动。

10.1作用在机械中的外力和机械的运转过程10.1.1作用在机械上的力驱动力工作阻力1、驱动力：原动机发出的力(力矩)。常用原动机有：内燃机、直流电动机、交流电动机机械特性：机械的力学参数(力或力矩)与运动参数(位移、速度、加速度)之间的关系。例如：a、内燃机发出的驱动力是活塞位置的函数；b、电动机发出的驱动力矩是转子角速度的函数。

1、驱动力：原动机发出的力(力矩)。下图分别为直流并激电动机、直流串激电动机和交流异步电动机的机械特性曲线2、工作阻力：系统工作时需要克服的工作

负荷。（1）起重机、车床等：工作阻力是常数(在一段工作过程中)(2)往复式压缩机、内燃机：工作阻力是原动件位置的函数（3）鼓风机叶轮所受空气阻力：工作阻力是执行件速度的函数（4）球磨机、粉碎机：工作阻力是时间的函数10.1.2机械的运转过程机械系统的运转过程分为三个阶段：启动、稳定运转和停止。10.1.2机械的运转过程10.1.2机械的运转过程10.1.2机械的运转过程机械系统的动能方程：1、启动阶段：原动件的速度(或角速度)从零逐渐增加，直到开始稳定运转。10.1.2机械的运转过程2、稳定运行阶段：原动件速度保持常数(称匀速稳定运转)原动件围绕某一恒定的平均值作周期性速度波动(称变速稳定运转)。在一个周期内任一时间间隔中，输入功与总耗功不一定相等。10.1.2机械的运转过程停车阶段：原动件从正常转速下降到0。启动阶段和停车阶段统称为机械系统的过渡过程。10.2机械的等效动力学模型10.2.1等效动力学模型的建模方法1、等效动力学建模原理：动能不变原则：等效构件的质量或转动惯量所具有的动能等于整个系统的动能之和。功(功率)不变原则：作用在等效构件的等效力、等效力矩所作的功(或功率)等于整个系统的所有力、力矩所做功(或功率)之和。10.2机械的等效动力学模型2、等效力矩求等效力矩遵循的原则：作用在各构件上的外力和外力矩所作功(功率)之和等于作用在等效构件上的等效力矩（或力）所作功(功率)。选转动构件为等效构件，根据功率等效原则：

等效力矩：小结：1〕Me是等效力矩，是机构位置的函数；2〕等效力矩Me为正时，为等效驱动力矩；为负时，为等效工作阻力矩。2〕Me同各构件与等效构件的速比有关；3〕Me与机构所受到的外力、外力矩直接相关。4〕Me是假设的力矩，实际并不存在，不是合力矩。

5〕若所受外力不变，定传动比机构的等效力矩为常数。3、等效转动惯量求等效转动惯量的原则：等效构件所具有的动能等于整个系统的动能之和。根据动能等效原则：

等效转动惯量：小结（1）Je是机构位置的函数；（2）Je同各构件与等效构件速比的平方有关；（3）Je是假想的转动惯量；（4）定传动比机构的等效转动惯量Je是常数。4、举例求曲柄滑块机构中曲柄上的等效力矩。

选曲柄为等效构件，利用功率等效原则：等效力矩：等效转动惯量：10.3系统的运动方程及求解常用的机械运动方程有两种形式：能量式运动方程力、力矩式运动方程10.3.1能量形式的运动方程根据动能定理：以转动等效构件为例。设等效构件由位置1运动到位置2，等效构件运动方程的能量形式：或10.3.2 力矩形式的运动方程将写成微分形式:式中，等效构件运动方程式的力矩形式：如果Je为常数，10.3.3机械运动方程的求解以等效构件为转动构件，等效力矩和等效转动惯量为机构位置函数的情况为例。已知，求解机械的真实运动。采用机械系统运动方程的能量形式。1.等效构件的角速度2.等效构件的角加速度3.系统的运动时间10.4机械系统的周期性速度波动及其调节方法1.周期性速度波动产生的原因机械系统在稳定运动工作状态下运转时，由于等效力矩和等效转动惯量的周期性变化引起的速度波动。产生速度波动的主要原因有：（1）作用在各构件上的外力（包括驱动力和工作阻力）发生变化；（2）各构件的m和J在不同位置对原动件所产生的惯性影响不同。10.4机械系统的周期性速度波动及

其调节方法速度波动的危害：

1)在机器各运动副中引起附加动压力，降低机器效率和工作的可靠性。2)在机器中引起弹性振动，影响机器的强度、寿命和消耗部分动