2015年交通960机械原理考研命题规律分析及常考知识点精讲讲义

第1讲考研情况介绍与复习规第1 考研情况解析与复习规第1讲考研情况介绍与复习 科目 第1讲考研情况介绍与复习一、课程简） 各章节中最重要的考点、重点、难点，并逐一讲解，让考生能够快掌握本门课程考研的复习要点。针对每一个考点，我们会通过具体和典型的例题的讲解让大家看到考点的具体体现形式，帮生归纳总结重第1讲考研情况介绍与复习规课程2：冲刺串讲及模拟四套重点解 过讲套拟卷帮 掌解思路习果查补。第1讲考研情况介绍与复习参考资料 指 ：《机械原理》原著孙恒陈作模高等教 ②专业课③近④考研的⑤本科 期末考试

第七第1讲考研情况介绍与复习1： 学械计理机械电子工程、械造载工指定 《陈模在的，以， 可们系。第1讲考研情况介绍与复习规第1讲考研情况介绍与复习规第1讲考研情况介绍与复习规 图和计算，并作简要回答。他们之间是相辅相成的，不题数分计算作8~9（每年会有少许化解答1第1讲考研情况介绍与复习规3 ，时于程际系常紧校 通对10的 次重助于少，半的效于 专7个是 大课重点是 上，而 上没有或者简略介绍的知。第1讲考研情况介绍与复习规各章各章节重备第一章绪论：本课程的研究对象及不面机构的结构§2-2机构的组成(重要本章中有一个大题§2-3机构运动简图(重要需要认真复§2-4机构具有确定运动的条件(重要§2-5平面机构自由度计算及注意事项(重要§2-7平面机构的组成原理及结构分析(重要§2-8平面机构中的高副低代(重要第三章平面机构运动§3-2速度瞬心法及其在平面机构速度分析中的应§3-3矢量方程图解法作机构的速度§3-5用解析法作机构的运动本章是最难的一章考研中也有一个大，第1讲考研情况介绍与复习规第四章平面机构力§4-3运动副中的§4-4不考虑摩擦时机构的受力分析(重要§4-5考虑摩擦时机构的受力本章中有一个大题。也是较容易得分第五章机械的效率与§5-1机械的本章没有单独大题。但是作为大题中的小第6械的平§6-2刚性转子的平衡计§6-3刚性转子的平衡实§6-4转子的许用不平一般作为最后一个题或问题第1讲考研情况介绍与复习规第7章机械的运转及其速度波动的调节§7-1§7-3机械运动方程式稳调节(重要§7-5机械非周期性速度波动及其调本章中有一个也是较简单第八面连杆及其设§8-1连杆机构及其传动§8-2平面四杆机构的类型和§8-3有关平面连杆机构的一些基本知识(重要§8-4平面连杆机构设计的图§8-5平面连杆机构设计的解§8-6多杆机本章中有一个第1讲考研情况介绍与复习规轮机构及其§9-1凸轮机构的应用和分类(重要有一§9-2推杆的运动规律(重要大§9-3凸轮轮廓曲线的设计（图解法）(重要§5-3凸轮轮廓曲线的设计（解析法§5-4凸轮机构基本尺寸的第十章齿轮机构及其§10-2齿轮的齿廓曲线(重要§10-3渐开线齿廓的啮合特点(重要§10-4渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸(重要§10-5渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件(重要大§10-5渐开线直齿圆柱齿轮连续传动§10-6渐开线齿轮的变位修正(重要第1讲考研情况介绍与复习规第11章齿轮系及其§11-1§11-3§11-5§11-6§11-7第12章其它常用§12-1§12-2§12-3§12-4§12-6第1讲考研情况介绍与复习规 到第1讲考研情况介绍与复习规1、作图+总结能 、解答不要啰第1讲考研情况介绍与复习规2、公 应、机械原理中有很多公式要，比如自由度的计算，最大盈亏功的、公 的方法有很多，在应用 公式是最有效的方法，也最长久的方法。就是记住重要公式应用的一些典型例题，这样仅将公式本身记住，更重要的提供了该公式的第1讲考研情况介绍与复习规1、基础复习阶段（2013年6月－2013年820146第1讲考研情况介绍与复习规8，并且总结课后题的第1讲考研情况介绍与复习规2、强化提高阶段（2013年9月－2013年10月第1讲考研情况介绍与复习规3、冲刺阶段（2013年11月－2013年12月4、查缺补漏阶段（2013年12月底－考试第1讲考研情况介绍与复习规五、复参考书的阅读 体系法：为自己所学的知识建立起框架，否则知识内容浩繁，容易遗，最好能够闭上眼睛的时候，眼前出现完整的知识体系问题法：将自己所学的知识总结成问题写出来，每章的主标题和副标都是很好的出题素材。尽可能把所有的知识要点都能够整理成问题第1讲考研情况介绍与复习规学习笔记的整理过 的成架，在仔细看书的同时应开始做的候能看的，是着间整思和解 内都有。2 第1讲考研情况介绍与复习规认真分 试题，做好总结，对于考生明确复习方向，确定复习范和重点，做好应试准备都具有十分重要的作用考生可以根据这些特第1讲考研情况介绍与复习规机械原理最近十年的试题无论从题量、题型、的侧重点来说都没有太大的变化，因此考生要仔细研究试题，尤其是最近四年的试题。在复习的初期通过分析试题能大致了解考试的题型和方向，在复习的第1讲考研情况介绍与复习规六、命就考研1～的，新的知识点和题型可能会有所出现，这是值得我们特别注意的地方第2 平面机构的结构分析第2讲平面机构的结构分析第2 平面机构的结构分析本章教学内第2 平面机构的结构分析本本章主要考点和题1、机构运动简图的2、机构自由度的计3、平面机构中的高副低代4、机构的组成原理及结构分析第2 平面机构的结构分析知识点1机构机构是机器中用来传递运动和力或改变运动形式的机械1、构机构中独立运动的单元体就叫构件－－从运动和功能实现角度：机械由件组从制造加工角度：机械由制造单元体－－零件注意：构件可以是单一零件，也可以是几个零件的刚性联2、运动运动副：指两构件直接接触并能产生相对运动运动副元素：指两个构件直接接触而构成运动副的部分第2 平面机构的结构分析第2 平面机构的结构分析

约束：指通过运动副联接的两构件之间的某些相对独立运动所受到的限。运动副引入的约束数等于两构件相对自由度减少的数目运动副引入的约束数：最多为5第2 平面机构的结构分析副副按运动副相对运动形按运动副引入的约束数Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级X级运动副：指引入X个约束的运动副第2 平面机构的结构分析5、按运动副接触形式★低副:两构件通过面接触而构成的运动副统;★高副:凡两构件系通过点或线接触而构成的运动副称为高副.2★平面运动副:指构 运动为平面运动的运动副第26、运动

平面机构的结构分析运动链:闭链闭链:运动链的各★平面运动链:各构件间的相对运动为平面运动的运动链空间运动链:各构件间的相对运动为空间运动的运动链第2 平面机构的结构分析 机架原动件:机构中按给定的运动规立运动的构件从动件:平面机构:机构中各构件间的相空间机构:机构中各构件间的相对运动为空间运第2 平面机构的结构分析1机构运动简机构的运动：与原动类型、机构运动尺寸有机构运动简图：指根据机构的运动尺寸按一定的比例尺定出各运动副的位置并用国标规定的简单线条和符号代表构件和运动副，绘制出表机构的示意图：指为了表明机构结构状况,不要求严格地按比绘制的简第2 平面机构的结构分析4、常用运动副的符第2 平面机构的结构分析第2 平面机构的结构分析55第2 平面机构的结构分析6、常用机构运动简图第2讲平面机构的结构分析7、常用机构运动简图符号(续第2讲平面机构的结构分析8例题一：绘制图示颚式破碎机的机构图

1212543第2讲平面机构的结构分析转动的菱形盘B33CA1CA143B25E6D第2讲平面机构的结构分析第2讲平面机构的结构分析 第2讲平面机构的结构分析分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机架执行部分，以确定运动副的数目循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，确定运副的类型和数目恰当地选择投影作为投影面选择适当的比例尺,定出各运动副之间的相对位置，用各种运动副符号,将机构运动简图画出第2讲平面机构的结构分析知识点 机构具有确定运动的条问题：取运动链中某个构件为机架，其余构件在什么条件下才具有确定动机机构中给定独立运数的构件为原动

给定一个独立运动参其余构件有确定运第2讲平面机构的结构分析 给定两个独立运动参机构机构有确定运机构具有确定运动时动参数的数目称为机机构具有确定运动的条件为：机构原动件数=机构自由度第2 平面机构的结构分析知识点 机构自由度的计假设平面机构有n个活动构件3n个自有Pl个低副和Ph个高副平面机构的自由度计算公F=3n-(2pl+ph)=3n-2pl-

平面自由构件：3个自由度平面平面高副：引入1个约第2 平面机构的结构分析F=3n-2pl–=3×3-2×4-

F=3n-2Pl–=3×4-2×5-第2 平面机构的结构分析知识点4续计算机构自

=3×7-2×6- 2×0 2×0第2 平面机构的结构分析实例分析2：计算图示凸轮机构自由

=3×3-2×3-注意：计算机构自由度时,应将局部度除去不

F=3n-2pl–ph-=3×3-2×3-1-

方法二：假想构件2和3焊成一F=3n-2pl–ph=3×2-2×2-机构中某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动,把这部运动的自由度称为局部自由度。数目用F′表示第2 平面机构的结构分析★虚约束,注意：在计算自由度将因虚约束而减少的自由度再加上。F=3n-2pl–ph+不计引起虚约束的附F=3n-2pl–第2 平面机构的结构分析虚约束常出现的情机构中两构件未联接前的联接点轨迹重合,则该联接引入1个虚约束F=3n-2pl–=3×4-2×6-正确计算将因虚约束而减少的自由度再F=3n-2pl–ph+=3×4-2×6-不计引起虚约束的附第2 平面机构的结构分析F=3n-2pl–=3×3-2×4-分析：E3和E5点的轨迹重合，引入一个虚约

F=3n-2pl–=3×4-2×6-第2 平面机构的结构分析▲两构件在几处接触只有一个运动副起约用只有一个运动副起约用,其它各处均为虚约束

▲两个构件组成在几副且各转动副的轴线是重合第2 平面机构的结构分析若两构件在多处相接触构成平面高副，且各接触点处的公法线重合,则只算一个平面高副。若公法线方向不重合，将提供各2个约束第2 平面机构的结构分析机构运动过程中某两构件上的两点之间的距离始终保持不变,将此两点以构件相联,则将带入1个虚约束。第2 平面机构的结构分析

存在于转动常发生在为减小高副擦所增加的滚子正确处理方法：计算

存在于特定的几何条件或结构条正确处理方法：将引起虚约束的构件和运动副去不计第2 平面机构的结构分析典型例题一：计算图示某包装机送纸机构的自由度，并判断该机构是否有确运动 解法复合铰链：D包含2个转局部自由度虚约束：杆8及转动副F、I引入1个虚约。计算自由度前直接去除虚约束和局部由度n=6pl=7第2 平面机构的结构分析典型例题解：分第2 平面机构的结构分析

第3讲平面机构的结构分析知识点 机构的组成原1.

第3讲平面机构的结构分析对于全低副的杆n个构件、pl个低

根据n的取值基本杆组分为以下几种情况n=2,pl=3的双杆组：又叫Ⅱ级杆组常见第3讲平面机构的结构分析 23pln=4,pl=6的多杆级杆组特 23pl常见的三种形更高级别的第3 平面机构的结构分析二、平面机构的结构分机构结构分类的依根据机构中基本杆组的级别进行分类II级机指机构中基本杆组 别为II级的机构III级机指机构中基本杆组 别为III级组的机构Ⅰ级机构:只由机架和原动件组成的机构称为Ⅰ级的机构。（面机构第3 平面机构的结构分析三、平面机构的结构分结构分析目 了解机构的组成，确定机构的级别结构分析的过

把机构分解为基本杆杆组拆分原从离原动件最远的构件开始试拆，先拆II级组，若不成，再拆III级组拆出一个杆组后，机构的剩余部分仍应是一个与原机构有相同自，直到只剩原动件为机构结构分析步 1、正确计算机构的自由度2、根据机构拆分原则3、最后定出机构的级第3 平面机构的结构分析第3 平面机构的结构分析第3 平面机构的结构分析第3 平面机构的结构分析知识点7平面机构的高副低平平面机构中高副低代的目为了使平面低副机构结构分析和运动分析的方法适用于所有平面构，需要进行平面机高副低根据一定条件对平面高副低①代替前后机构的自②代替前后机构的瞬第3 平面机构的结构分析

低副：提供2进高副元素为非圆结论：用一个含有两进高副元素为非圆两元素接触点处的曲率中第3 平面机构的结构分析因其曲率中心在无穷远处，则其中的个转动副变为移动

因其曲率半径为零，其中一个动副就在该点一为高副两一为

高副两 一为一 第3 平面机构的结构分析典型例题二的自由度，并分析机构组成。画第3 平面机构的结构分析第3 平面机构的结构分析第3 平面机构的结构分析第3 平面机构的结构分析第3 平面机构的结构分析第3 平面机构的结构分析第3 平面机构的结构分析★★构件、运动副、运动链、机★机构原动件数=机构自由★F=3n-(2pl+ph)=3n-2-复合铰链、局部自由度、虚约第3 平面机构的结构分析把若干基本杆组依次联于原动件和机架上即为机注意杆组拆分代替条件：①代替前后机构的自由度不变；②代替前后机构的瞬时速度瞬时加速度不代替方法：用一个含有两个低副的虚拟构件来代替高副，且两低副位置别在两高副两元素接第3 平面机构的结构分析本章重重点内容运动副和运动链的概念；机构运动简图的绘制；机有确定运动的条件及 第4讲平面机构的结构分析第4讲平面机构结构分析 剖第4讲平面机构结构分析 剖出现，在上也是位于第二章。在第二章中，主要的知识点有：机构结第4讲平面机构结构分析 剖 n3,pl4,ph 3n2plph981第4讲平面机构结构分析 剖（2）自由度计算因为机构的自由度为零，所以该机构不能运动。所机构的结构件图如改进后机构自由度的计n4,pl5,p 3n2plph12101第4讲平面机构结构分析 剖【分第4讲平面机构结构分析 剖本题中机构自由度为0，所以机构无法运动，所以该机构设计不合第4讲平面机构结构分析 剖 高副低代；（3）第4讲平面机构结构分析 剖n4,pl5,pl 3n2plpl12101机构杆第4讲平面机构结构分析 剖【分析】以。种研年第一在 二要 的点有构的，自算高低以机基杆分。题中 的三知：首先根据动图出构自度在由计中特注复铰局。第4讲平面机构结构分析 剖第4讲平面机构结构分析 剖示构，若有合链，局自度虚约应 定动。【解n7,p

8,p

2,p'0,F' 3n2l

F'p'2116210l第4讲平面机构结构分析 剖【分析】第4讲平面机构结构分析 剖【解题n7,pl10,ph 3n2plph2120【分析】第5讲机构运动分析第5平面机构的运动分析本章教用速度瞬心法作机构的用矢量方程图解法作机构的速度及加速速度瞬心法和矢量方程用解析法作机构的运动第5平面机构的运动分析本本章主要1、用速度瞬心法作机构的速度同一构件上不同点间速不同构件重合点间速度第5平面机构的运动分析概述：机构运动分析的任务、目的及方在已知机构尺寸和原动件运动规律的情况下，确定机构中其它构件上某些图解解析

速度瞬心矢量方程图第5平面机构的运动分析知识点1速度瞬心作平面机构的速度分析速度瞬心(瞬心):指互相作平面相对运动的两构件在任一瞬时其相对速度为零（绝对速度相等）重合点。绝对瞬心:相对瞬心:瞬心的构件ij的瞬心用Pij第5平面机构的运动分析二、机构中瞬心的数由N个构件组成的机构,其瞬心总数为 三、机构中瞬心位置的确通过运动副直接相联两构件的瞬心位置确定

N( 1)2转动副联接两构件的瞬在转动副中

若为纯滚动,接触点即为移动副联接两构件的垂直于导路方向的无究。

若既有滚动又有滑动,则瞬第5平面机构的运动分析不直接相联两构件的瞬心位置确三心定理:心必位于同一直线上。例题:试确定平面四杆机构在瞬心的位置解:机构瞬心数目为:瞬心P13、P24用

34三心定理来

第5平面机构的运动分析总结瞬心法优点:速度分析比较简单。不适用多杆机构；如瞬心点落在纸只限于对速度进行分析,不能分析机构的加速度；精同一构件上两点间速度两构件重合点间的速第5平面同一构件上两点间速度两构件重合点间的速知识点2机构运动分析的矢量方程图解一、矢量方程图解法的矢量方程（相对运矢量方程（相对运动图解法理论力学中动合成原根据运动合成原理列机根据按矢量方程图解条常见情基本第5平面机构的运动分析一、同一构件上两点间的速度及加速度所依据的基本原理运动合成原理：一构随同该构件上另一点的平动(牵连运动)和绕该点相对运动)的合成实例已知图示曲柄滑块机AB的运动规律和各构件尺寸。求各点速

转动第5平面机构的运动分析★求

①由运动合成原理列矢v v vCB大小：？ 方向：∥xx⊥AB速度多边②确定速度图解比例尺μ速度多边c③作图求解未知

bcm/v pcm/ C e vC /lCB（逆时针方向 e★求

极 E

vE大小 ？ 方向 ？⊥AB 第5平面机构的运动分析★速度多边形速度多速度多形 应①由极点p向外放射的矢量代表 的绝对速度应③因为△BCE与△bce对应边相互垂直且角标字母顺序一致，故相似，所以形bce称之为图形BCE的速第5平面机构的运动分析求

①列矢量方程 a a CB

CB ?CB大小

2

B c②确定加速度比例尺μ 极③作图求解未知量 p p c

n'' atC

lB

n c lB★求

an at

an at b EB

EB

EC ECn√大 √方

加速度多边 n第5平面机构的运动分析★加速度多边形的特加速度多边形cp'

n''注意：速度影像和加注意：速度影像和加速于构件nn①由极点p1向外放射的矢量代表构件相应点的绝对加速度②连接两绝对加速度矢量矢端的矢量代表构件上相应两点间的相对加速度，指向与加速度的下角标③也存在加速度影像原第5平面机构的运动分析二、两构件重合点间的速度和加速度的依据原构件2的运动可以认为是随同构件1的牵连运动和构件2相对于构件1的相动的合

2、依据原理列矢量方程vC vC vC2CB C、C

大小

C 方向

⊥CD⊥AC

aC

3

C CD大小： D

C C ak 方向C→D⊥CD √ak C2C

21vC2C

科氏加速度方向是将vC2C1沿牵连角速1转过90o第5平面机构的运动分析解：1.画机构运动A A3B 3

6第5平面机构的运动分析

ω ω速度分

AB vCvBvCB

3(1)求

？？√√？

6ω 6求 用速度vE vE5vE6E

方向： 5）3、4、

v

pc

rad/

lC CDl434

vrad/

pe

E lE

lE

ra / 第5平面机构的运动分析加速度分

23 23

(E,E) a

求

BA

AB

6求a及 6 3、 CB CBa a CD CD

a a a大小方向

C→D⊥CDB→AC→B求aE：利用影像法求4aE4

pe a pcapc一致CD CD

CB

a ncatlBat

lB

lC lC第5平面机构的运动分析求aE6和

5 5E 3

ω6

6

a6E E6

E6

E E6E

E6E大小： 方向：E→F

lE6l

n6e6'

pel6lE E

E 第5平面机构的运动分析矢量方程图解法小列矢量方第一步要判明机构的级别：适用二级机第二步分清基本原理中的两种类型第三步矢量方程式图解求解条件：只有两个未知做好速度多边形和加速注意速度影像法和加速度影像法的应用构件的角速度和角加速科氏加速度存在条件、大小、方向的确最后说明机构运动简图、速度多边形及加速度多边形的作图动分析的结果的准确性密切相关交通大学960机械原理考业第6讲机构运动分析瞬心法和矢量方程图解法的综典型例题一：如图所示为一摇动筛的机构运动简图。这是一种结构比较复杂的六杆机构级机构)。设已知各构件的尺寸，并知原动件以等角速度回转。要求作出机构在图示位置时的速度多解题分作机构速度多边形的关键应首先定点C度的方向根据三心定理可确定构件4的绝对瞬心。解题确定瞬心P14vC的方向垂P14图解法求vC、v vBvCBdvdvDvCvDCc 3.利用速度影像法作出bvkvk 2vkvk 2lobakg1)v6lpcCDlCD

v vBvCB知识点知识点3图示四杆机构，已知机构各构件尺寸及原动件1的角位移θ1和角速度ω1现对机构进行位置、速度、加速度分析。分析步建立坐2.标出杆位置分列机构矢量封l1l2l3l

求解消去

l2l3l4l1C2l2l3l4l12l3l4cos32

2l1l3cos(31)2l1l4cos1 1 2l1l3sin1sin32l3l1cos1l4cos3l2l2l2l22 1 同理求 tg3同理求

A2B2CAsin3Bcos3C

B说明：2及3均有两个解，可根据机构的初始安装情况和机构传动的续性来确定其速度分

求 （同

le let

le

1 L L 用e2t 2 e2Let Let 3l3l3sin(32)1l1sin(121L1sin(13)2L2sin(233 1L1sin(12 sin( 3322 1L1sin( 3 sin( 223加速度分

le

le

le求导2le

1

2le

le

3

用e2点 用e3点2Le

2Le

2Len Let cos( cos(2332)3sin(32)lcos(2)21122

同理lcos(213) cos(2223)2132 sin( 22332 cos( 12)222233cos(32l3sin(32用解析法作机构的运动分析小标出杆列矢量转换成写标 矢量方程解析机构位加速度

本章小速度瞬图解

速度瞬心的定机构中瞬心数目和位置瞬心的矢量方程图解法的基本矢量方程图解 ◆同一构件上两点间的速度及加速度的关两构件重合点间的速解析

矢量方程解复数矩阵如图所示的平面四杆机构中,已知原动件2以角速度2等速度转动,现需确定机构在图示位置时从动件4的角速度。解：12、P24为构件2和4的等速重合点,2P12P24 4P14P24

返P3 P14P243 P12P2 42称为机构传42且等于该两构件绝对瞬心相对瞬心距离

返如图所示的带有一移动副的平面四杆机构中,已知原动件2以角速度2等速转动,现需确定机构在图示位置时从动件4的速度v4解：确定机构瞬心如图

vvP242vvP2423v24 返如图所示凸轮机构，设已知各构件尺寸和凸轮的角速度2，求从动件3的速v3解 确定构件2和3的相对瞬心

n

vP23

P12P23例题例题例题例题例题本章重1、本章主要内容是解析法和图解法对平面二级机构进行运动分析；速度瞬3、考研中主要考查知识列出矢量方程，画出第7讲机构运动分析 分【解题 （2）速度分【解题

B 1AB B

vB vB vB3B取作速度多边形，影像法得e和fv pf

vB3/lBD pb3 /lBDv vB

vCB

v pc2 a B B

2 AB

aB aB

aB aB

aB3B

aB3B

e'

f B a aB aCB aCBB

a /lBD

顺时针方a c2（3）速度和加速度多 二、（20分）在图示机构中，各杆尺寸已知BCCDFD，曲柄以w （要求列出矢量方程式，画出速度和加速度多边形，可不按比例尺绘图）【解题【分析】也考学综分能，性。要 度求作从 是 就上的，求速个。这型注有多是选最便方，不然费时间多而。 l 0.01m/mm4w110rad/s,lAB100mm,lBM lCM lMD200mm455

w2,w4,

2,

v5【分析】综作题主要 速度瞬心的求法作从 研看主是 用量程解来机构。括一不点速和速的求速重。特掘方有花。二、（20）已知各杆长度及位置如图所示，比例尺=1mm/mm，主动件1速度w110ra/s。求（1）v3,a

v5,a注：用相对运动图解法，并列出必要的求解式【分析】第8讲机构力分析主讲老师：杨凤上第本本章教学构件惯性力的运动副中的机构的受力分机构的效率和自

本章重构件惯性力的确定及质量代图解法作平面动态静力考虑摩擦时机构的力机构的自锁知识点1机构力一、作用在机按作用在机械系统的内外力：如原动力、生产阻力、介质阻力内力：运动副中的反力（也包括运动副中的摩擦力2、按作功的正负分驱动力：驱使机械产生其特征是该力其作用点速度的方向相同或成锐的功为正功，称驱动功阻抗力 机械产生运动的力其特征是该力其作用点速度的方向相反或成钝角，所作的功阻抗力又可分为有益阻力和有害阻1有益阻力：是指为了完成有益工作必须克服的生产阻力，故也称有效阻力。有效功（输出功）：克服有效阻力所作2有害阻力：是指机械在运转过程中所受到的非生产无用阻力，害摩擦力、介质阻力等。损耗功（输出功）：克服有害阻力所作注意 摩擦力和重力既可作为作正功的驱动力，也可为作负功的阻力。确定运动副中的反力（运动副两元素接触处彼此的作用力；对于低速度机械：采用静力分析方对于高速及重型机械：一般采用动态静知识点2构件惯性一、一作平面复合运动的构

PI和惯性力偶矩MI P S

可以用总惯性力P’来代替P和M PI’=

I，作用线由质心S

MIPhPh

等速运动 ，MI变速运动P ma绕定轴转动的1绕通过质心的定轴转动等速转动：PI2变速运动：只有惯性力2

M JS）绕不通过质心的定轴转 等速转动：产生离心惯性

P ma变速转动P

maS

JS 可以用总惯性力P’来代替P和M，

IPl IPI二、质质量代换按一定条件，把构件的质量假想地用集中于某几个选定的点上的集中质量来代替的方法。代换点和代换质代换点：上述的选定点代换质量：集中于代换质量代换时必须满足的三个条n代换前

m i代换以原构件的质心为坐标原点时，应满nmixii1nn

0miyii1

03i ）代换前后构件对质心的转动惯量不3i ni

mix

y2两个代换质量的代用集中在通过构件质心S的直线上的B、K两点的代换质量mB和来代换作平面运动的构件的质量的代换mBm

m m

m mmBbmk

B bB

2mK2

Js

k

m动代换：要求同时满足三个代静代换：在一般工程计算中，为方便计算而进行的仅满足前个代换条件的质量代换方法取通过构件质心S的直线上点B、C为代换点 m

bmBbmC

m bB及C可同时任意选择，为工程计算提供了方代换前后转动惯量Js有误差，将产生惯性力偶矩的误 m b c2 mbc 但此误差能为一般工程知识点3运动副中的摩一、摩擦的影摩擦对机器的不良造成机器运转时的动力浪费机械使运动副元素受到磨损零件的承载能力

、机器的精度使运动副元素发热膨胀导致运动副咬紧卡死；使机器的润滑情 机器的磨 机器毁坏有不少机器，是利用摩擦来工作的。如带传动、摩擦动器 斜楔自锁装二、移动副中的移动副中摩擦力的确 F21=f当外载一定时，运动副两元素间法向反小与运动副两元素的几何形状有N21=- F21=fN21=fQf两构件沿一槽形角为2q的槽面Qf sin=-

F21 fN21 f sin

f

F21

fN21

fv

sin sin 当量摩擦系两构件沿圆N21是沿整个接触面整个接触面各处法向反力在铅垂方向的总和等于外载荷Q取 F21

fN21

kf

令kf f

F21fv（k移动副摩擦不论两运动副元素的几何形状如何，两元素间产生的滑动摩均可用通 当量

F21 fN21 fv

来计当运动副两元素为槽面或圆柱面接触时，均有其它条件相同的情况下，沿槽面或圆柱面接触的运动副两元间所产生的滑动摩擦力＞平面接触运动副元间所产生的摩擦力（槽移动副中总反力的确总反力的大小和摩总反力R21：法向反力N21和摩擦力F21的合力摩擦角：总反力和法向反力之tg

F21

fN21 N21 N21与移动副两元素接触面的公法线偏斜一摩擦角；R21与公法线偏斜的方向与构件1相对于构件的相对速度方向v12的方向3.移动副的特例－斜面滑块求使滑块1沿斜面2等速上行时所需的水平驱动力（正行程根据力的平衡 PRQ PQtg(求保持滑块1沿斜面2等速下滑所需的水平力（反行程根据力的平衡 P'RQ PQtg(注当滑块1下滑时，Q为驱动力，P’为阻抗用 滑块1加速下滑如 ，P’为负值，成为驱动力的一部分，作用为促使滑块沿斜面等速下三、螺旋副中的 螺纹升tg zd dl--z--螺纹头数p--2）拧紧和放松拧紧：螺母在力矩M作用下逆着Q2上加一水平力P，使滑块2沿着斜面等速PQtg(

d2

d2

Qtg( 向下运动，相当于滑块2 PQtg( MPd d2Qtg( 三角形螺纹螺旋副中的摩相同点：螺母和螺旋的相对运动关系完两者受力分析的方法一不同点：运动副元素的几何形状不同完全相同的情况下，两者在运动副元素间的法向反力不同接触面间产生的摩擦力不同。

矩形螺三角形螺纹

Ncos

N

cos f f

fcos

cos cos arct ff

cos

fv fvf三角形螺纹宜用于联接紧固；矩形纹宜用于传递动 Pd d2Qtg( Pd2

d2

Qtg( v四、转动副中的摩轴颈摩摩擦力矩和摩擦摩擦力F21对轴颈形成的摩擦力M F21r fvQr 用总反力R21来表示N21及

R21Q 由

Md R21MMf fvQr fvR21rR21

R2

fv摩擦圆：以为半径所作的R21根据力平衡条总反力R213总反力R21对轴 O的力矩的方向必与轴1相对于轴承2的角速度w12的方向相注 R21是构件2作用到构件1上的力，是构件1所受的力12是构件1相对于构件2的角速止推轴承（轴端）ds=2ddF=fdN=fpdM dFfd fpds M M fpds 2fp2f非跑合止推轴承：轴端不经常旋转的止推轴承。轴端各处压强p等 R

2

3

3 R3r3M

3

r2跑合止推轴承：轴端经常有相对转动的止推轴承。轴端各处压强相等pρ= fQ(Rr 第9构力分析主讲老师：杨凤知识点4不考虑摩擦时机构的受力分不考虑摩擦时，机构动态静力分析的步求出各构件的惯性力，并把其视为外力加于产生该惯性力的构件上；根据静定条件将机构分解为若干个构件组和平衡力作用的构件由离平衡力作用最远的对平衡力作用的构件作例：在如图所示的牛头刨床机构中,已知、刨头的重量Q5P5，刀具此时所受的切削阻力即生产阻力P。试求：机构各运动副中的反力及需要施于原动件1上的平衡力偶矩(解：他构件的重力和惯性力等忽略不计)构件3与2所组成的，和平衡力作用的构件12、按上述次构件组5、大小√√？？方向√√√√P Q PI R大小√√？？方向√√√√ R6

de

R4

e对E点取矩R65 Q lh

P lhRh6R6构件组3、2取构件3为研R23大小：可求

R43R63 ？方向： R23的大小和方向2为二力构件R23=–R32= R23作用于点C（1与2作用点），且与导杆3垂直（移动副反力方向构件3对点B

R2

R43lh4B由图解

R6

f例2（续原动件1的受力R21=–R12=对点A

R21lh2根据构件1的力平衡条件机架对该构件的反R6

R2知识点5考虑摩擦时机构的受力分考虑摩擦时，机构受力计算出摩擦角和摩擦圆半径，并画出摩擦圆从二力杆着手分析，根据杆件受拉或受压及该杆相对于另一杆件转动方向，求得作用在该构件上的二力对有已知力作用的构件对要求的力所在构件作例 如图所示为一四杆机构。曲柄1为主动件，在力矩M1的作用下沿方向转动，试求转动副B及C中作用力的方向线的位置。（图中线小圆为摩擦圆。解题时不考虑构件的自重及惯性力。B解：1）在不计摩擦时，各转动副中的作用力应通过轴颈B分析构件2为二力杆 与轴颈B、C的中心连线重合。由机构的运动情况连杆2受拉。当计及摩擦时，作用力应切于摩擦。转动副B处：构件2、1之间的夹角减少21为顺时针2受拉作用力R12切于摩在转动副C处：构件2、3逐渐增大为顺时针R32切于摩擦圆下 共构件2在R12、R32二力个作用下平衡R32 共R32和R12的作用线切于B处摩擦圆上方和C处摩擦圆的例2:在上例所研究的四杆机构中,若驱动力矩M1的值为已知,试求在图示位置时各运动副中的作用力及构件上所能承受的阻抗力矩即平衡力矩（解题时仍不考虑构件的重量及惯性力）1）取曲柄1曲柄1在R21、R41及力矩M1的作下平衡R41=-R21=-14为逆时针R41与R21平行且切于A处摩擦圆下321221M321221ML

取构件3为分离根据力平衡条件R23=-R23=-34（即3）为逆时针方R43切于D处摩擦圆上构件3上所能承受的阻抗力矩M3M3=R23L’为R23与R43之间的力

例 如图所示为一曲柄滑块机构，设各构件的尺寸(包括转动副的半径)已知各运动副中的摩擦系数均为f，作用在滑块上的水平阻力为Q，试对构在图示位置时进行力分析(设各构件的重力及惯性力均略而不计)定加于点B与曲柄AB垂直的平衡力Pb的大小解: 小圆所示)）取二力杆连杆3构件3在B、C两运动副处分别受到R23及R43R23和R43分别切于该两处的摩擦圆外，且R23=-R43根据R23及R43的方向，定出及R43的方向取滑块4为分离

滑块4在Q、R34及R14三个力的作用下E取曲柄E

且三力应汇于一点曲柄2在Pb、R32和R12用图解法求出各运动副的反力R14、R34(=-、R32(=-R23=R43)、R12、及平衡力Pb的大小为作用在推R1R（不处摩擦角如解各运动副中总反力（FR31、FR12及FR32）的方位如题4-14第10讲机构力分析 解主讲老师：杨凤第10讲平面机构力分析第10讲平面机构力分析【解题】该机构各运动副中总反力的方向以及作用线如下图第10讲平面机构力分析第10讲平面机构力分析【分析】该种题型也握不直影总。要 动和动中反别意据动势判离线于擦的哪， ，多试在 都不，一找构者简构件3，外2本构2受4这个所力。第10讲平面机构力分析 三、（20分）图示中，P，Q图所示，摩擦角 ，试在图中画出各运动副中的第10讲平面机构力分析【解题】该机构各运动副中总反力的方向以及作第10讲平面机构力分析213。第10讲平面机构力分析三、（15分）图示的高副机构中M

作用在主动构件1上的Q是R21R31R12R32的方向线（包括位置和指向），并写出力平衡方式，画出力多边第10讲平面机构力分析FR12 FR21;FR31FR31hMFR12+FR32Q

FR12第10讲平面机构力分析 第10讲平面机构力分析M1B中第10讲平面机构力分析第10讲平面机构力分析【分析】该种题型也是考研中必考题目。但是比较简单，属于易得分题握不直要 动中特注根向圆， 辞晒没详介，多试在 都不法这题首要到力件者里本中特注B处点，以动的式构2转趋。第10讲平面机构力分析三、（10分）图示机构中，设构件1为原动件，MdQ 分别为驱动力矩及生产阻力，图示细线圆为摩擦圆为摩擦角。试在机构图中画出该位置时各运动副中的总反力第10讲平面机构力分析【分析】以及需要求解驱动例第11 四杆机构基本知主讲老师：杨凤第11讲四杆机构基本知本本章教连杆机构及其平面连杆机构的类型及多杆第11讲四杆机构基本知本本章考1、四杆机构2、平面连杆机构的基本知4摇杆机构5、曲柄滑块机5、四杆机构的设计（作图法）；注意：解析法不。第11讲四杆机构基本知识知识点1连杆机构及其传动特点连杆机构由若干个构件通过低副连接而组成，又称为低副机★空间连杆连杆机构根据各构件间的相对运动是平动分根据杆数命动分根据杆数命四杆机共共同特点中间构件称为六杆四杆机构四杆机构着重论六杆四杆机构四杆机构着重论第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知二、连杆机构的特优点①连杆机构为低副机构，运动副为面接触，压强小，承载能力大，冲击③在原动件运动规律不变情况下，通过改变各构件的相对长度可以从动件得到不同的运动规④可以连杆曲线可以缺点①由于运动积累误差较大，因而影响传动精度②由于惯性力不好平③设计方法比较复第11讲四杆机构基本知一、平面四杆机构的基运动副全为转动副基本型式运动副全为转动副

连架

连

连架曲柄：能作整周回转的连架杆 ★曲柄摇杆★双曲柄★双摇杆摇杆：★曲柄摇杆★双曲柄★双摇杆周转副：组成转动副的两构件能整周相对转动；摆转副：不能作整周相对转动的转动副。第11讲四杆机构基本知★曲柄铰链四杆机构中，若其两个连架杆一为曲柄，一为摇杆，则构称为曲柄摇应用机缝仰 构纫机 构 第11讲四杆机构基本知在铰链四杆机杆都是曲柄，则称为双平行四边形机构：指相相等的双曲柄

惯性筛第11讲四杆机构基本知★平行四边形机构的应用实 车轮动播种机料斗升降机构机车车轮升降机构第11讲四杆机构基本知应用车门开闭机动第11讲四杆机构基本知★双摇铰链四杆机构若两连架杆都是摇杆，则称其为双杆机等腰梯形机构：指两摇杆长相等的双摇汽车前轮转向机汽车前轮转向机动第11讲四杆机构基本知二、平面四杆机构的演化型曲柄摇杆曲柄摇杆为滑摇杆尺寸为大偏置曲柄滑块

曲线导轨曲柄对曲线导轨曲柄第11讲四杆机构基本知对心曲对心曲柄滑块变连为滑双滑块从动件3的位正弦正弦slABsin第11讲四杆机构基本知曲柄曲柄滑块机

★几何中心与回转中心间的距离称为心距，等于曲第11讲四杆机构基本知 床小 导杆床头★回转导杆机构：指导杆能作整周转动的导 机构摆动的导杆机★摆动导杆机构：摆动的导杆机第11讲四杆机构基本知曲柄摇块机

定块机卡车车厢举升机筒手第11讲四杆机构基本知对于移动副，将运动副两元素的包容关系进行逆换，并不影构件构件3构件摆动导杆曲柄摇块第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知知知识点平面四杆机构的基本知一、平面四杆机构有曲分析构件AB要为曲柄，则转动副应为周转副；为此AB杆应能占据整周中的任何位置；因此AB杆应能占据与AD共线的位置AB'及AB''

由△DB''两两相

b(da)ac ac(dac a

abdacda第11讲四杆机构基本知结论转动副A成为周转副的条件最短杆长度+最长杆长度≤——杆长条组成该周转副的两杆中必有一杆是最短推当机构尺寸满足杆长条件时，最短杆两；其余转动副平面四杆机构有曲柄的条机构尺寸满足杆长条件，且最短杆为机第11讲四杆机构基本知例：图示机构尺寸满足杆长条件，当取不同构件为机架时各构

第11讲四杆机构基本知满足满足杆长条件的双机构的应用实风扇摇头注意：如果四杆机构不满足杆长条件，则不论取哪个构件为为双摇杆机思考题：曲柄滑块机构和导杆机构有曲第11讲四杆机构基本知二、急回运动和行程速比系 1.机构极位：曲柄回转一周，动画动画C1DC2C1DC211801180于两极限位置，称为机构极极位夹角：机构在两个极位，原动件所处两个位的锐角θ称为极位夹急回运动摇杆C点平均 >

t1>t

v2＞v曲柄等速转动情况下，摇杆往复摆动种运动性质称为急回运第11讲四杆机构基本知行程速比系数为表明急回运动程度，用反正行程速比系数K v

C1C

/t

t

18001 C / 180012角愈大，K动性质愈显对心曲柄滑块机构没有急回运偏置曲柄滑块θ≠0，有急回第11讲四杆机构基本知摆动导杆机构机构急回的作用第11讲四杆机构基本知三、四杆机构的传动角与死机构压力机构从动件上作用点的力与该点的速度方向之间所夹的锐角，为机在此位置的压力角

传动机构压力角的机构在此位置的传动角90min

40~50第11讲四杆机构基本知最小传动角的位曲柄摇杆机min出现在曲柄与机架的两位置之12

arccos22arccos22

c2(da)2bcc2(da)2bc

(B2C2

90

min min(1,22

180

arccos

b2c2(da)2bc

(B2C2

90第11讲四杆机构基本知死D，D上的力恰好通过其第11讲四杆机构基本知曲柄滑块机构的死点位第11讲四杆机构基本知传动机构中使机构通过死点的机车车轮联动板缝措施一：将两组以上组合而使各 机纫机构死点错位排 构机脚措施二：加装飞轮利用惯性使机 通过死点位第11讲四杆机构基本知利用死点实现求的机构示工件夹紧

飞机起落架第11讲四杆机构基本知四、铰链四杆机构的运动连杆机构的运动连续性：指连杆机构在运动过程中，能否连实现给定的各个位置的运动可行

指由 (' 所确定的范不可行域 ('指 所确定的范围错位不连

指不连通的两个可行域

第12 四杆机构-作图法设主讲老师：杨凤第12-知识点 平面四杆机构的设一、平面连杆设计的基本平面连杆机构设计的基本任第一是根据给定的设计要求选定机构型式第二是确定各构件尺寸，并要满足结构条件、动力条件和运动连续条件。平面连杆机构设计的三大类基本命满足预定运动的规律要求两连架杆的转角能够满足预定的对应位置要求在原动件运动规律一定的条件下，从动件能够准确地或近似地满预定的运动规律要第12-又称为刚体导1、又称为刚体导即要求连杆能依次占据一系列的预定位飞机起落架

铸造用翻箱机 动第12-第12-第12- 按两连架杆的预定位置设计四杆（1）设计机构转化法或反转法：指根据机构的倒置理论，通过取不同构件为机，将按连架杆预定位置设计四杆机构转化为按连杆预定位置设计四方法机机构倒第12-按两连架杆的预定位置设计四杆机构（续用机构转化法设计过程动画第12-给定连设计要求：已知机架长度d，要求原动件顺时针转过α12角时，从动顺时针转过φ12，试设计四杆机构设计步骤第12-给定连架杆的3设计要求：已知机架长度d，要求原动件顺时针转过α12、α13应的顺时针转过φ12、φ13，试设计四杆机构设计步骤第12-给定连架杆的4设计要求：已知机架长度d，要求原动件逆时针转过α12、α13、α14相应的逆时针转过φ12、φ13、设计步动画第12-按给定的行程速比系数K设计四曲柄摇杆机设计要求：已知摇杆的长度CD、摆角φ程速比系数K设计过第12-按给定的行程速比系数K设计四杆机构（续曲柄滑块已知条件：滑块行程H、偏矩e和行程速比系数K二、用解析法设按预定的运动规律设计四按两连架杆的对应位置设计四杆机构已知设计要求：从动件3和主动件1的转角之间满足一系关 3

f(1i),i12运动变设计参

12杆长abc,d和0、b/a=mc/a=n,m、/l0、第12-按两连架杆的对应位置设计四杆机构（续设计步建立坐标系和杆令a/a=1,令a/a=1,b/a=mc/a=nd/a=l消去mcos2 lncos(3i0)cos(1i0)消去msin2 nsin(3i0)sin(1i0 P0cos(

)ncos( )(n/l)cos(

3 3 (l2n 1m2)/(2l

cos( )Pcos( )P2cos(

) 3 3（3）将两连架杆的已知对应角代入上式，列方程组求

第12-按两连架杆的对应位置设计四杆机构（续cos( )Pcos( )Pcos(

) 3 3方程共有5★当两连架杆的对应位置数N=5可以实现精确

★当N5

注意：N=4或5时，方程组不能精确求解，只能近★当N5可预选尺度参数数目N0=5-N，故有第12-用解析法设计四杆机构小结首先根据实际需要和给定条件选定四杆机构类根据不同要求建立杆矢求解未知参数（计算机编程第11讲四杆机构基本知第11讲四杆机构基本知本章研主要 的识有：四杆机构的本计算；机的本图。第13讲四杆机构 解第13 四杆机构 解主讲老第13讲四杆机构 解a=20，b600，4？⑶若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d取值范围应为何第13讲四杆机构 解解⑴杆1为最短杆，杆2为最长杆。因为a＋b<c＋d满足杆长条件，且短杆1为连架杆，所以该机构有曲柄。杆1⑵因为机构满足杆长条柄机构。当以最短杆⑶欲获得曲柄摇杆机构，应满足以下两个条件：①杆长条件；②杆1最短杆。关于d的取值范第13讲四杆机构 解2、在图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为l1=28mm，l2=52mm，l4=72mm⑴当取杆4为机架时，该机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角φγmin和行程速比系数⑵当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构？为什么？并说明这时C、两个转动副是周转副⑶当取杆3为机架时，又将演化成何种类型的机构？这时A、B两个转动副否仍为周转第13讲四杆机构 解第13讲四杆机构 解解 所以 K=∠C1DA=arccos=79.727º∠C2DA=arccos∠B3C3D=arccos=51.063º∠B4C4D=arccos⑵当取杆1为机架时，因为机构满足杆长条件且杆1为最短曲柄机构，这时C、D⑶当取杆3为机架时，因为机构满足杆长条件且最短杆1为连杆，所以将演化双摇杆机构，这时A、B两个转动副仍为周转副第13讲四杆机构 解三、（15分）图示凸轮—连杆组合机构。已知机构尺寸高副A处额移动副的摩擦角及转动摩擦圆如图中所示。试在机构图上画出各运动副的总反力（作用线及力的指向写出构件2的力平衡方程式，画出写出加于凸轮上驱动第13讲四杆机构 解第13讲四杆机构 解第13讲四杆机构 解【解题】该机构各运动副中总反力的方向以及作用线如下图示第13讲四杆机构 解移动副和转动副2第13讲四杆机构 解15m。第13讲四杆机构 解第13讲四杆机构 解θ【分析】第13讲四杆机构 解15在70°~1030mm40mmABBC第13讲四杆机构 解，如图所lAC

lBClABllAC

lABlBC 30mC1

C2AC1DAC2DlAB=30mlBC=35m

也可以通过精确作长度第13讲四杆机构 解【分析】第13讲四杆机构 解四、（15分）图示为偏置曲柄滑块机构ABC，偏距为e，在答题纸上画出块的压力角c和传动c，画出极为夹该机构具有曲柄的条

以及最小传动角mi 并求第13讲四杆机构 解lAB lAD lBC lCD lABelCDlBClCD lABlBCABBCe第13讲四杆机构 解【分析】本题考查的是四杆机构，主要考查的知识点有曲柄摇杆机第13讲四杆机构 解 极位夹角求出其行程速度变化系数K。【解题取

0.001

m/mm作图其最大压力角发生在AB处于AB‘时，作30确定尺

角可得CBCBC70

作极限位 1801808 HC1C

41.

180 180

1.093第13讲四杆机构 解θ第14 第14讲凸轮机构基本知本本章教凸轮机构的应用和推杆的运动第14讲凸轮机构基本知知识点1凸轮机构的应用和分一、凸轮机构的组成与凸轮:或凹槽的第14讲凸轮机构基本知一、凸轮机构的组成与应用(续自动机床的进刀第14讲凸轮机构基本知组成凸轮机构的基本构凸轮、推杆（从动件）、机凸轮机构的应用凸轮机构广泛用于自凸轮机构的结构简单、紧凑，通过适当设计凸轮廓线可以使推杆实现各种动规律，同时还可以实现间歇运凸轮机构的接触为高副，易于磨第14讲凸轮机构基知识点

凸轮机按凸轮形状

移动凸轮机 圆柱凸轮机盘形凸轮第14讲凸轮机构基本知按推杆的形状来尖顶推尖顶推滚子滚子平底推平底推第14讲凸轮机构基本 按从动件的运动方式摆动从动件：从动件某一固定轴摆沿某一导路做往复移第14讲凸轮机构基本 按凸轮与从动件保持接触的方法槽凸轮力封闭凸轮机槽凸轮几何封闭凸轮机构 轮利用凸轮与推杆构成的高 元素的特殊几何结构使凸轮与 杆始终保持接常用的有如下几

等宽凸轮机共共轭凸第14讲凸轮机构基知识点3推杆的运动规律 ★推程、推程运动角★远休、远休★回程、回程★近休、近休

0102★推杆的运动规律：是指推杆在运动过程规律。第14讲凸轮机构基本知二、从动件常用运动规多项式运动规★一次多项式运动规律——等速运★二次多项式运动规律——等加速 运★五次多项式三角函数运动规★余弦加速度运动规律——简谐运动规★正弦加速度运动——摆线组合运动规第14讲凸轮机构基本.一次多项式运动规律——等速运★运动方程式一般表达 C C1 d /d d /d ★推程运动方程边界

运动始点：=0,运动终点：

0, 推程运动方程

sh/0vh/0a 在起始和终止点速度有度趋于无穷大，从而产生无穷大惯性力，引刚性冲击

推程运动第14讲凸轮机构基本知★回程 C C1 一次多项式一

d d 运动始点：d=0,

d d 边界条

运动终点： 0, 0,

δ是从回程起位置计回程运角回程运动方程式★等速运动规

h(1 0 h/ 推杆在运动起始和终止点会产生刚性冲击。第14讲凸轮机构基本知二次多项式运动规律——等加速 运动规★运动方程式一般表达★注意中的前半运动，且加速度和度的绝对值相等。推杆的等加速 运动规2.等加速 运动规★推程推程等加速段运动始点：d=0,000运动终点： 000

/2, h/加速段运方程式

s2h2/2 v4h/2 a4h2/ 推程 段边界条件运动始点：

/2, h/运动终点=0,sh2h(0)2/20 段运0

v 4h(0)/ 020方程

4h

2/ 2.等加速 运动规★等加速 运动规律运动特性在起点、中点和终点时，因加速度有突突变，且突变为有限值，在凸轮机构中由此会引起柔性冲击★等加速 运动规律——回程运动方回程加速段运动方程式 回 段运动方程式 h 2h

s 2

()220 220 4h

4h v0 0

(

)

4h

4h 0 a0

第14讲凸轮机构基本.五次多项式运动规★五次多项式的一般表达s CC

C

C

C vds/dtC2C3C24C35C4★推程

2adv/dt2C2

36C3

412C24

520C2 5在始点处：1=0s1=0v1=0a1=0；在终点处：2=0s2=hv2=0a2=0； 0, 0, 0, 10h/

3,

15h/

4, 6h/ ★解得

10h

15h

6 ★位移

s 3

50第14讲凸轮机构基本知★五次多项式运动规律的运动线第14讲凸轮机构基本知三角函数运动规余弦加速度运动规律——简谐运动规动即为简谐运动。推杆推程运动方程式 推杆回程运动方程式

s h1cos

1 cos

h

v

hsin 2

sin

2 0 2h

2h

2 cos

a

cos

2

第14讲凸轮机构基本知余弦加速度运动规律——余弦加速度运动规律的第14讲凸轮机构基本知正弦加速度运动规律——摆线运动：一圆在直线上作纯滚动时，其上任一点在直线上的影运动为摆线推程运动方程式 回程运动方程

2

2 h

sin

sh1 2sin 2

h

2

v hcos2

1

1 cos

2h 2

2

2 sin

2sin 0 0

第14讲凸轮机构基本知正弦加速度运动规律正弦加速度运动规律运：生冲击。适用于高速凸，推程运动线第14讲凸轮机构基本组合运★采用组合运动规律的目的避免有些运动规律引起的冲击，改善推★构造组合运动规律的Ⅰ、根据工作要求选择主体运动规律，然后用其它运动规律组合Ⅱ、保证各段运动规律在衔接点上的运动参数是连续的Ⅲ、★组合例1：改进主运动：等加等减运动组合运动：在加速度第14讲凸轮机构基本、推杆运动规律的选选择推杆运动规律的基使凸轮机构具有良好使所设计的凸轮便于根据工作条件确定推杆运动规律几种常低速轻载凸轮机构：采用圆弧、直线等易于加工的曲线作为凸轮轮廓曲线高速凸轮机构：首先考虑动力特性，以第14讲凸轮机构基本知根据工作条件确定推杆运动规律几种常见机器工作过程对从动件的运动规律有特凸轮转速不高，按工作要求选择运动规律；凸轮转速较高时运动规律后，进行组合运动规 运动特 适用场 等加速 运动：柔性冲 中速轻余弦加速度运正弦加速度运动规律：无冲五次多项式运动规律：无冲

中低速重中高速高速第15 凸轮机构作图法设第15讲凸轮机构设知识点 凸轮轮廓曲线的设一、凸轮廓线的设计图解 ◆解析二、凸轮廓线设计方法的基本原随导轨以-w绕凸轮转动，另一方面返第15讲凸轮机构设、图解法设计凸轮轮廓曲对心尖顶直动推已知:凸轮基圆半径r0,凸轮以等角速度ω针回转。推杆运动规律01：0~120°，推杆等速上升02：120°~180°，推杆在最 03时：180°~270°，推杆以正弦加动回到最低位03时：180°~270°，推杆在最低位置不动。图步骤：动返第15讲凸轮机构设.偏置直动尖端推杆盘形凸轮机偏距圆：以凸 O为圆心，偏距e为半径

设计步骤与对心直动相作图步骤：动画应注意★偏距圆与位移线图对返第15讲凸轮机构设3.直动滚子推杆盘形凸轮机

注意：凸轮基圆半径指注意：凸轮基圆半径指最小半设计说以理论廓线上各点为圆子半径rr工作廓线（实际廓线）返第15讲凸轮机构设直动平底推杆盘形凸轮机 设计步骤：动画演设计说明点A视为推杆尖顶,然后确定出点A过1’、2’、…作一系列代表平底的直作出该直线族的包络线，即凸轮的实际轮返第15讲凸轮机构设摆动推杆盘形凸轮机 设计要求作图步骤：演示动第15讲凸轮机构设用图解法设计凸轮轮廓曲线小结确定基圆和推杆的起作出推杆在反转运动3根据推杆运动规律，确定推杆在反转所占据的各位置线中的尖，即复合运动后的位5作推杆高副元素所形成的曲线族的包络线。第15讲凸轮机构设、用解析法设计凸轮的轮廓曲偏置直动滚子推杆盘形凸轮机

r20e其中r20e滚子中心到达B凸轮转过d，推杆产生位移理论廓线上B点坐0x(s s)sinecos0y(s0s)cosesin此式即为凸轮理论廓线方程式第15讲凸轮机构设2.对心平底推杆(平底与推杆轴线垂直)盘形凸分析：取坐标系的y轴与推杆轴线重

推杆的速推杆反转与凸轮在B点相切：凸轮转过，推杆产生位移 v OPOP ds dB点坐 ( s)sin d cos d ( s)cos dssin dP点为凸轮与相对

为凸轮工作廓第15讲凸轮机构设摆动滚子推杆盘形凸轮机设计分析：取摆动推 A0与凸 O之连线为y轴推杆反转处于AB位置：凸轮转过角，推杆角位移为则Ｂ点之坐标 asin lsin(

0 acos lcos( 0x rrcosy rrsin*知识点5凸轮机构基本尺寸的一、凸轮机构中的作用力与凸轮机构的压力1、压力角指推杆沿凸轮廓线接触与推杆速度方向之间所根据力的平衡FyM

Psin(1)(R1R2)cos2QPcos(1)(R1R2)sin2R2cos2(lb)R1cos2b消去R1、 PQ/[cos()12b/lsin()tg 力P无穷临界压力角力P无穷临界压力角自第15讲凸轮机构设临界压

2b

tg arctg1/

2 凸轮机构要正常运转：amax〈许用压力角推程

对于直动推杆取第15讲凸轮机构设二、凸轮基圆半径的确

P——机构在该位置的相——机构在该位置的压力O vd

基圆半径和压力角的关系 d dtg

d

偏置r0

r e 0tg0tgr0增大减 d d r2e0s[(dsde)/tg[][(dsde)/tg[]s]2e第15讲凸轮机构设[(ds d[(ds d e)/tg[]s]2e0凸轮基圆半径的r0在满足max〈[]条件下，要满足结构和强度要求从动件偏置方向的为获得较小的推程压力角，可适当选取＝rr，则a为零，实际廓将出＝rr，则a为零，实际廓将出现尖点★实际廓线的曲率半径a与滚子半径的关系rr内内凹轮

外凸轮廓a=rrρrr，ρrr，工时交叉部分rr，rr，返第15讲凸轮机构设四、平底推杆平底尺寸的确

推杆平底长度★经验公 2lma (5 7)m★公式计算：当推杆的心线通过凸轮 Olma

ds/d

ma第15讲凸轮机构设失真现

采取措施：可适当增大凸轮实际廓线不能与平底所有位置相切

凸轮机构①凸轮基圆半径的选择需考虑到实际的结构条件、压力角、凸轮的实际线是否会出现变尖和②当为直动推杆时，应在结 的条件下，尽可能取较大的导轨长度较小的悬臂尺③当为滚子推杆时，应恰当地选取滚