机械设计基础 杨可桢主编全套课件 463P

机械设计基础/s/1c250Ydy?entry=dalipan#list/path=%2F&parentPath=%2Fsharelink3629821141-18922808611631杨可桢《机械设计基础》院校真题分类解析附带研究对象和内容课程特点和学习要求一、研究对象和内容1.实物组合

2.各实物间有确定的运动

3.做有用功或转换能量机器:机构:金属切削机床内燃机汽车拖拉机起重机…机器种类:－具备1、2特征－利用机器来减轻劳动和提高生产率零件－制造单元第一章绪论运动单元：1.箱体2.活塞3.连杆4.曲轴5、6.齿轮7.凸轮8.推杆机构和机器的总称机械构件由零件（制造单元）组成。(齿轮5由许多零件组成)轴、轴承、套筒等→轴系零件齿轮→传动件键→联接件(齿轮机构由三个构件组成－1、5、6)机构由构件（运动单元）组成，最基本→的通用零件构件5←(齿轮5)机器由机构(连杆机构、凸轮机构、齿轮机构)组成机器具有确定的相对运动、完成机械功或转换机械能的组合体机构具有确定的相对运动组合体，是机器所共有的组成部分构件运动的单元零件制造的单元二、学习内容

1.常用机构(组成原理、运动学和动力学)－机械原理

连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构…

2.通用零件（设计与计算）－机械设计

联接：螺纹联接、键联接、销联接…

传动:带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动

轴与轴系零部件:轴、轴承、联轴器

其它:弹簧…传动零件轴系零件联接零件附件机架基础：制图、力学、金属工艺学...机械设计基础是技术基础课专业课三、课程的地位四、学习方法（机械原理）•培养运动想象力•培养各学科知识综合应用能力•步步为营1.基本概念:机器、机构、构件、零件2.机器、机构的基本特征北京联合大学专用潘存云教授研制第1章平面机构的自由度和速度分析§1－1运动副及其分类§1－2平面机构的运动简图§1－3平面机构的自由度§1－4速度瞬心及其在机构速度分析中的应用北京联合大学专用潘存云教授研制名词术语解释:1.构件－独立的运动单元

内燃机中的连杆§1－1运动副及其分类内燃机连杆套筒连杆体螺栓垫圈螺母轴瓦连杆盖零件－独立的制造单元北京联合大学专用潘存云教授研制2.运动副a)两个构件、b)直接接触、c)有相对运动运动副元素－直接接触的部分（点、线、面）例如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。定义：运动副－－两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。三个条件，缺一不可北京联合大学专用潘存云教授研制运动副的分类：

1)按引入的约束数分有：I级副II级副III级副I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。北京联合大学专用潘存云教授研制2)按相对运动范围分有：平面运动副－平面运动平面机构－全部由平面运动副组成的机构。IV级副例如：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。空间运动副－空间运动V级副1V级副2V级副3两者关联空间机构－至少含有一个空间运动副的机构。北京联合大学专用潘存云教授研制3)按运动副元素分有：

①高副－点、线接触，应力高。②低副－面接触，应力低例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。例如：转动副（回转副）、移动副。北京联合大学专用潘存云教授研制常见运动副符号的表示:国标GB4460－84北京联合大学专用潘存云教授研制常用运动副的符号运动副名称运动副符号两运动构件构成的运动副转动副移动副12121212121212121212121212两构件之一为固定时的运动副122121平面运动副北京联合大学专用潘存云教授研制平面高副螺旋副21121221211212球面副球销副121212空间运动副121212北京联合大学专用潘存云教授研制构件的表示方法:北京联合大学专用潘存云教授研制一般构件的表示方法杆、轴构件固定构件同一构件北京联合大学专用潘存云教授研制三副构件

两副构件

一般构件的表示方法北京联合大学专用潘存云教授研制运动链－两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。注意事项:

画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。闭式链、开式链3.运动链

北京联合大学专用潘存云教授研制若干1个或几个1个4.机构定义：具有确定运动的运动链称为机构。机架－作为参考系的构件，如机床床身、车辆底盘、飞机机身。机构的组成：机构＝机架＋原动件＋从动件机构是由若干构件经运动副联接而成的，很显然，机构归属于运动链，那么，运动链在什么条件下就能称为机构呢？即各部分运动确定。分别用四杆机构和五杆机构模型演示得出如下结论：在运动链中，如果以某一个构件作为参考坐标系，当其中另一个（或少数几个）构件相对于该坐标系按给定的运动规律运动时，其余所有的构件都能得到确定的运动，那么，该运动链便成为机构。

原（主）动件－按给定运动规律运动的构件。从动件－其余可动构件。北京联合大学专用潘存云教授研制§1－2平面机构运动简图机构运动简图－用以说明机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形。作用：1.表示机构的结构和运动情况。机动示意图－不按比例绘制的简图现摘录了部分GB4460－84机构示意图如下表。2.作为运动分析和动力分析的依据。北京联合大学专用潘存云教授研制常用机构运动简图符号在机架上的电机齿轮齿条传动带传动圆锥齿轮传动北京联合大学专用潘存云教授研制链传动圆柱蜗杆蜗轮传动凸轮传动外啮合圆柱齿轮传动北京联合大学专用潘存云教授研制机构运动简图应满足的条件：

1.构件数目与实际相同2.运动副的性质、数目与实际相符3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。棘轮机构内啮合圆柱齿轮传动北京联合大学专用潘存云教授研制绘制机构运动简图顺口溜：先两头，后中间，从头至尾走一遍，数数构件是多少，再看它们怎相联。步骤：1.运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目；4.检验机构是否满足运动确定的条件。2.测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面），绘制示意图。3.按比例绘制运动简图。简图比例尺：μl=实际尺寸m/图上长度mm思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。举例：绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图。北京联合大学专用潘存云教授研制DCBA1432绘制图示鳄式破碎机的运动简图。北京联合大学专用潘存云教授研制设计：潘存云1234绘制图示偏心泵的运动简图偏心泵北京联合大学专用潘存云教授研制§1－3平面机构的自由度给定S3＝S3(t)，一个独立参数θ1＝θ1（t）唯一确定，该机构仅需要一个独立参数。

若仅给定θ1＝θ1（t）,则θ2θ3θ4

均不能唯一确定。若同时给定θ1和θ4

，则θ3θ2

能唯一确定，该机构需要两个独立参数。θ4S3123S’3θ11234θ1北京联合大学专用潘存云教授研制定义：保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数称为机构的自由度。原动件－能独立运动的构件。∵一个原动件只能提供一个独立参数∴机构具有确定运动的条件为：自由度＝原动件数北京联合大学专用潘存云教授研制一、平面机构自由度的计算公式作平面运动的刚体在空间的位置需要三个独立的参数（x，y,θ）才能唯一确定。yxθ(x,y)F=3单个自由构件的自由度为3北京联合大学专用潘存云教授研制自由构件的自由度数运动副自由度数约束数回转副1（θ）+2（x，y）=3yx12Syx12xy12R=2,F=1R=2,F=1R=1,F=2结论：构件自由度＝3－约束数移动副1（x）+2（y，θ）=3高副2（x,θ）+1（y）

=3θ经运动副相联后，构件自由度会有变化：＝自由构件的自由度数－约束数北京联合大学专用潘存云教授研制活动构件数

n

计算公式：

F=3n－(2PL+Ph)要求：记住上述公式，并能熟练应用。构件总自由度

低副约束数

高副约束数

3×n2×PL1

×Ph①计算曲柄滑块机构的自由度。解：活动构件数n=3低副数PL=4F=3n－2PL－PH

=3×3－2×4=1

高副数PH=0S3123推广到一般：北京联合大学专用潘存云教授研制②计算五杆铰链机构的自由度解：活动构件数n=4低副数PL=5F=3n－2PL－PH

=3×4－2×5=2

高副数PH=01234θ1北京联合大学专用潘存云教授研制③计算图示凸轮机构的自由度。解：活动构件数n=2低副数PL=2F=3n－2PL－PH

=3×2－2×2－1=1高副数PH=1123北京联合大学专用潘存云教授研制二、计算平面机构自由度的注意事项12345678ABCDEF④计算图示圆盘锯机构的自由度。解：活动构件数n=7低副数PL=6F=3n－2PL－PH高副数PH=0=3×7－2×6－0=9计算结果肯定不对！北京联合大学专用潘存云教授研制1.复合铰链

－－两个以上的构件在同一处以转动副相联。计算：m个构件,有m－1转动副。两个低副北京联合大学专用潘存云教授研制上例：在B、C、D、E四处应各有

2

个运动副。④计算图示圆盘锯机构的自由度。解：活动构件数n=7低副数PL=10F=3n－2PL－PH

=3×7－2×10－0=1可以证明：F点的轨迹为一直线。12345678ABCDEF圆盘锯机构北京联合大学专用潘存云教授研制⑥计算图示两种凸轮机构的自由度。解：n=3，PL=3，F=3n－2PL－PH

=3×3－2×3－1=2PH=1对于右边的机构，有：

F=3×2－2×2－1=1事实上，两个机构的运动相同，且F=1123123北京联合大学专用潘存云教授研制2.局部自由度F=3n－2PL－PH－FP

=3×3－2×3－1－1=1本例中局部自由度

FP=1或计算时去掉滚子和铰链：

F=3×2－2×2－1=1定义：构件局部运动所产生的自由度。出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp。滚子的作用：滑动摩擦滚动摩擦。123123北京联合大学专用潘存云教授研制解：n=4，PL=6，F=3n－2PL－PH

=3×4－2×6=0PH=03.虚约束

－－对机构的运动实际不起作用的约束。计算自由度时应去掉虚约束。∵FE＝AB＝CD，故增加构件4前后E点的轨迹都是圆弧，。增加的约束不起作用，应去掉构件4。⑦已知：AB＝CD＝EF，计算图示平行四边形机构的自由度。1234ABCDEF北京联合大学专用潘存云教授研制重新计算：n=3,

PL=4,

PH=0F=3n－2PL－PH

=3×3－2×4=1特别注意：此例存在虚约束的几何条件是：1234ABCDEF4F⑦已知：AB＝CD＝EF，计算图示平行四边形机构的自由度。AB＝CD＝EF虚约束北京联合大学专用潘存云教授研制出现虚约束的场合：

1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合，2.两构件构成多个移动副，且导路平行。

如平行四边形机构，火车轮椭圆仪等。(需要证明)北京联合大学专用潘存云教授研制4.运动时，两构件上的两点距离始终不变。3.两构件构成多个转动副，且同轴。5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。EF北京联合大学专用潘存云教授研制6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。如等宽凸轮W注意：法线不重合时，变成实际约束！AA’n1n1n2n2n1n1n2n2A’A北京联合大学专用潘存云教授研制虚约束的作用：①改善构件的受力情况，如多个行星轮。②增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。③使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的!北京联合大学专用潘存云教授研制设计：潘存云CDABGFoEE’⑧计算图示大筛机构的自由度。位置C，2个低副复合铰链:局部自由度1个虚约束E’n=7PL=9PH=1F=3n－2PL

－PH

=3×7－2×9－1=2CDABGFoE北京联合大学专用潘存云教授研制设计：潘存云B2I9C3A1J6H87DE4FG5⑧计算图示包装机送纸机构的自由度。分析：活动构件数n：A1B2I9C3J6H87DE4FG592个低副复合铰链:局部自由度2个虚约束:1处I8去掉局部自由度和虚约束后：

n=6PL=7F=3n－2PL－PH

=3×6－2×7－3=1PH=3北京联合大学专用潘存云教授研制12A2(A1)B2(B1)§1－4速度瞬心及其在机构速度分析中的应用机构速度分析的图解法有：速度瞬心法、相对运动法、线图法。瞬心法尤其适合于简单机构的运动分析。一、速度瞬心及其求法绝对瞬心－重合点绝对速度为零。P21相对瞬心－重合点绝对速度不为零。

VA2A1VB2B1Vp2=Vp1≠0

Vp2=Vp1=0两个作平面运动构件上速度相同的一对重合点，在某一瞬时两构件相对于该点作相对转动

，该点称瞬时速度中心。求法？1)速度瞬心的定义北京联合大学专用潘存云教授研制特点：

①该点涉及两个构件。

②绝对速度相同，相对速度为零。

③相对回转中心。2）瞬心数目

∵每两个构件就有一个瞬心

∴根据排列组合有P12P23P13构件数4568瞬心数6101528123若机构中有n个构件，则N＝n(n-1)/2北京联合大学专用潘存云教授研制121212tt123）机构瞬心位置的确定1.直接观察法

适用于求通过运动副直接相联的两构件瞬心位置。nnP12P12P12∞2.三心定律V12定义：三个彼此作平面运动的构件共有三个瞬心，且它们位于同一条直线上。此法特别适用于两构件不直接相联的场合。北京联合大学专用潘存云教授研制设计：潘存云123P21P31E3D3VE3VD3A2VA2VB2A’2E’3P32结论：

P21、P31、P32

位于同一条直线上。B2北京联合大学专用潘存云教授研制3214举例：求曲柄滑块机构的速度瞬心。∞P141234P12P34P13P24P23解：瞬心数为：1.作瞬心多边形圆2.直接观察求瞬心3.三心定律求瞬心N＝n(n-1)/2＝6n=4北京联合大学专用潘存云教授研制ω1123二、速度瞬心在机构速度分析中的应用1.求线速度已知凸轮转速ω1，求推杆的速度。P23∞解：①直接观察求瞬心P13、P23

。V2③求瞬心P12的速度。V2＝VP12＝μl(P13P12)·ω1长度P13P12直接从图上量取。nnP12P13②根据三心定律和公法线

n－n求瞬心的位置P12

。北京联合大学专用潘存云教授研制ω223412.求角速度解：①瞬心数为6个②直接观察能求出4个余下的2个用三心定律求出。P24P13③求瞬心P24的速度。VP24＝μl(P24P14)·ω4

ω4

＝ω2·

(P24P12)/P24P14a)铰链机构已知构件2的转速ω2，求构件4的角速度ω4

。ω4

VP24＝μl(P24P12)·ω2VP24P12P23P34P14方向:

CW,

与ω2相同。相对瞬心位于两绝对瞬心的同一侧，两构件转向相同北京联合大学专用潘存云教授研制ω3b)高副机构已知构件2的转速ω2，求构件3的角速度ω3

。ω2nn解:用三心定律求出P23

。求瞬心P23的速度

:VP23＝μl(P23P13)·ω3

∴ω3＝ω2·(P13P23/P12P23)P23P12P13方向:

CCW,

与ω2相反。VP23VP23＝μl(P23P12)·ω2相对瞬心位于两绝对瞬心之间，两构件转向相反。312北京联合大学专用潘存云教授研制3.求传动比定义：两构件角速度之比传动比。ω3/ω2

＝P12P23

/

P13P23推广到一般：

ωi/ωj

＝P1jPij/

P1iPij结论:①两构件的角速度之比等于绝对瞬心至相对瞬心的距离之反比。②角速度的方向为：相对瞬心位于两绝对瞬心的同一侧时，两构件转向相同。123P23P12P13ω2ω3相对瞬心位于两绝对瞬心之间时，两构件转向相反。北京联合大学专用潘存云教授研制4.用瞬心法解题步骤①绘制机构运动简图；②求瞬心的位置；③求出相对瞬心的速度;瞬心法的优缺点：①适合于求简单机构的速度，机构复杂时因瞬心数急剧增加而求解过程复杂。②有时瞬心点落在纸面外。③仅适于求速度V,使应用有一定局限性。④求构件绝对速度V或角速度ω。北京联合大学专用潘存云教授研制本章重点：

•

机构运动简图的测绘方法。

•自由度的计算。

•用瞬心法作机构的速度分析第二章平面连杆机构主要内容:1.平面四杆机构的基本型式及演变

2.平面四杆机构主要特性

3.平面四杆机构的设计本章重点:平面四杆机构主要特性和设计本章难点:平面四杆机构的设计本章主要内容铰链四杆机构的基本型式铰链四杆机构有整转副的条件铰链四杆机构的演变

平面四杆机构的设计第二章平面连杆机构

平面机构+低副联接(转动、移动副)

最常用→平面四杆机构（四个构件→四根杆)平面连杆机构－→铰链四杆机构（全由转动副相联）基本类型(二)曲柄摇杆机构的主要特性(－)铰链四杆机构§2-1铰链四杆机构的基本型式

p.20

1234ABCD连杆连架杆连架杆机架曲柄摇杆(摆杆)(整转)(摆转)机架、连杆、连架杆(－)铰链四杆机构p.20机架－参考系（固定件）连架杆－与机架相联连杆－不与机架相联基本构件曲柄：可回转360°的连架杆摇杆：摆角小于360°的连架杆滑块：作往复移动的连架杆连架杆－全由转动副相联的平面四杆机构一.铰链四杆机构基本类型（按连架杆类型）一曲一摇二曲二摇二.(铰链四杆机构)演变类型(天线→摇杆)→调整天线俯仰角的大小图2-3雷达调整机构放映机1234ABCD1.曲柄摇杆机构：连架杆

┌曲柄→(一般)原动件→匀速转动└摇杆→(一般)从动件→变速往复摆动2.双曲柄机构：

连架杆均为曲柄→┌主动曲柄:匀速转动

└从动曲柄:变速转动例:惯性筛中的铰链四杆机构→从动曲柄3变速转动→使筛子6产生加速度→使不同材料因惯性不同而筛分3.双摇杆机构－连架杆均为摇杆

例:门式起重机的变速机构:CD(杆3)为原动件,悬挂重物的E点在连杆上→保持E点运动轨迹在近似水平线上。（平移货物→平稳、减小能量消耗）DCBA偏心轮机构→铰链四杆机构（全由转动副相联）二.(铰链四杆机构)演变类型14ABC2314ABC231234ABCD曲柄滑块机构导杆机构二.死点位置三.压力角和传动角（二）曲柄摇杆机构的主要特性P.21一.急回运动:

工作行程:

空回行程:B2→B1(φ2)→C2→C1(ψ)∵φ1＞φ2,而ψ不变B1→B2(φ1)→摇杆C1→C2(ψ)→工作行程时间＞空回行程时间

曲柄(主)匀速转动(顺)摇杆(从)变速往复摆动图2-4曲柄摇杆机构φ1φ2ψ极位:

曲柄与连杆共线(B1、B2)→摇杆极位C1、C2→缩短非生产时间,提高生产率例：牛头刨床、往复式输送机其运动特性→行程速度变化系数(行程速比系数)Kθ－极位夹角(摇杆处于两极位时，对应曲柄所夹锐角)θ↑→K↑→急回运动性质↑(2-2)(2-1)曲柄摇杆机构曲柄主动→急回图2-4曲柄摇杆机构φ1φ2ψ二.死点位置

p.22第6从动件与连杆共线→卡死

当摇杆为主动件,而曲柄AB与连杆BC共线时(摇杆CD处于极位)→CD(主)通过连杆加于曲柄的驱动力F正好通过曲柄的转动中心A→不能产生使曲柄转动的力矩。图2-4曲柄摇杆机构图2-5→机构运动卡死机构运动不确定存在死点条件：有极限位置（从动件与连杆共线）措施曲柄摇杆机构摇杆主动→死点死点→飞轮自身惯性三、压力角和传动角

p.22倒6,图2-71.压力角α－2.传动角γ－：BC是二力杆,驱动力F沿BC方向

作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度VC之间所夹的锐角。

连杆与从动杆所夹锐角

γ↑→有效力F·sinγ↑→γ≥40°α↓→有效力F·cosα↑→（方便）传动角γ=90°－α(α的余角)α作业：2-3,2-4p.35γBCA→压力角αVCFVC沿导轨(⊥CD)FVCαγABCD

分析压力角（）：从动件受力作用点的速度方位线与力的作用线所夹的锐角。死点：

=90°传动角：

=90°－

压力角越小(即传动角越大)，有用的分力越大。所以传动角是衡量机构受力大小的一个重要参数。二.曲柄存在条件：§2-2铰链四杆机构有整转副的条件

P.25

－取决于机构各杆的相对长度和机架的选择ADBB’B”CC’C”例:AB＝22,BC＝50,CD＝38,AD＝45→三式相加→┌

l1≤l2│l1≤l3└l1≤l4当杆1处于AB”位置→△AC”D→l1＋l2≤l3＋l4

(2-6)→┌(l2－l1)＋l3≥l4→┌l1＋l4≤l2＋l3

(2-3)└(l2－l1)＋l4≥l3└l1＋l3≤l2＋l4

(2-4)当杆1处于AB’位置→△AC’D(曲柄l1,连杆l2,摇杆l3,机架l4)当AB能摆至与连杆共线的极位AB’及AB”时→能顺利通过→整转副。曲摇机构L1最短一.分析:二.曲柄存在条件：（转动副为整转副）1.曲柄存在条件:2.推论:实例分析:AB＝70,BC＝90,CD＝110,AD＝40(1)最短与最长杆之和小于其它两杆之和(2)最短的构件在连架杆或机架上(满足条件1)(1)最短杆在机架上

(2)最短杆在机架邻边

(3)最短杆在机架对边→双曲柄机构→曲柄摇杆机构→双摇杆机构∵AD＋CD＝40＋110＝150＜AB＋BC＝160当：①AD为机架②AB或DC为机架③BC为机架→双曲柄～→曲柄摇杆～→双摇杆～作业2-1p.35ABCD§２－３铰链四杆机构的演变

ｐ.26

铰链四杆机构→

图2-14┌(全)转动副连接└各杆长不变铰链四杆机构↘曲柄滑块机构↗图2-23p.29导杆机构(曲柄AB→机架)图2-15.b摇块机构(连杆BC→机架)图2-15.C→扩大回转副→偏心轮机构ABCDCAB→杆长(固定杆)可变→移动副(一个)定块机构(滑块C→机架)图2-15.d→曲柄滑块机构曲柄滑块机构(变更机架)→一.曲柄滑块机构：ｐ.27图2－14c、d压力角α、传动角γ:偏置曲柄滑块机构

e摇杆3的运动轨迹为圆弧(半径l3)l3l3曲柄摇杆机构对心曲柄滑块机构→将l3↑无穷大→滑块C(直线)→曲柄滑块机构Ceααγγ二、导杆机构

ｐ.26曲柄滑块机构(曲柄→机架)导杆机构当机架＜曲柄

机架＞曲柄∵最短＋最长杆＜其它两杆之和转动导杆机构摆动导杆机构两连→曲柄？架杆摇杆？机架邻边机架最短杆在→双曲柄→转动导杆机构→一个曲柄→摆动导杆机构γα=0°摇块机构→滑块摆动

图2－15ｃ,2－17→滑块为固定件图2－15ｄ,2－18→滑块移动＋摆动

图2－16,2－15ｂ→滑块移动

图2－15ａ三、摇块、定块机构

ｐ.27曲柄滑块机构CABCABCABCAB曲柄滑块机构导杆机构摇块机构定块机构导杆机构定块机构摇块机构定块机构(铰链四杆、曲柄滑块～)(曲柄很短时→偏心轮机构)→偏心距=ｅ=曲柄长铰链四杆、曲柄滑块机构→(扩大回转副)偏心轮机构四、偏心轮机构

图2－23图Cp.29ABC→偏心轮机构回转副B(半径↑)＞曲柄长AB曲柄ABCe五.平面四杆机构的特点及应用

1)低副，成本低，精度高；2)面接触,利于润滑及减少磨损,传载大,可靠性高。1.特点:1）实现已知运动规律2）实现给定点的运动轨迹不能精确实现任意运动规律。缺点:2.应用:优点1.手动冲床：←两个四杆机构组成（双摇杆～+摇杆滑块机构）2.筛料机构：六杆机构←两个四杆机构组成（双曲柄～

+曲柄滑块～）应用:2-4平面四杆机构的设计

P.30根据给定的运动条件→运动简图的尺寸参数→解析法→精确作图法→直观实验法→简便※一.按照给定的行程速比系数设计四杆机构(作图法)二.按给定连杆位置设计四杆机构(作图法)三.按给定两连架杆对应位置设计四杆机构(解析法)四.按给定点的运动轨迹设计四杆机构(实验法)实现已知(从动件)运动规律

(位置,速度,加速度)实现给定点的运动轨迹√√×一.按照给定的行程速比

系数设计四杆机构:1.曲柄摇杆机构:2.导杆机构→∠C1PC2=θ(1)可求出极位夹角θ分析:(2)∠C1AC2=θ→如果三点位于同一圆上,θ是C1C2弧上的圆周角→如何作此圆

(未知A点)→连OC2交圆于P点∠C2C1P=90°∠C1C2P=90°－θP点→可作PO已知:摇杆长度L3,行程速比系数K,摆角φθθφC2ADB1B2C1解:(1)任选D点,作摇杆两极位C1D和C2DOθθAB1B2φC2DC1(2)过C1作C1C2垂线C1M(3)过C1、C2、

P作圆(4)AC1=L2－L1,AC2=L2+L1→L1=1/2(AC2－AC1)→无数解以L1为半径作圆,交B1,B2点→曲柄两位置MN在圆上任选一点AC1M与C2N交于P点作∠C1C2N=90－θ,P2.导杆机构:P.31已知:机架长L4,K解:(1)任选固定铰链中心C→

作导杆两极位Cm和Cn

φ=θ(2)作摆角φ的平分线AC,取AC=L4→

固定铰中心A(3)过A作导杆极位垂线

AB1(AB2)→L1=AB1→唯一解CmnφAB1B2CmnφAB1B2θ●DB1C1B2C2无穷多个解A●ABCD步骤：

1、连接B1B2,C1C22、作B1B2,C1C2中垂线

3、在中垂线上取一点作A,D4、连AB1C1D二.按给定连杆位置设计四杆机构1.已知:连杆BC长L2及连杆两个位置B1C1,B2C2固定铰A必在B1B2垂直平分线上同定铰D必在C1C2............分析(1)连接B1B2,C1C2并作其垂直平分线b12,c12(2)在b12线上任取一点A,在C12...任取一点D解:连杆给定的三个位置

铰点已给定B1C1B2C2B3C3ADABCD步骤：1.连接B1B2,B2B3

,C1C2,C2C32.作各连线中垂线

3.B1B2,B2B3中垂线之交点即为点A4.C1C2,C2C3中垂线之交点即为点D5.连接AB1C1D即为所求2.已知:连杆BC长L2及连杆三个位置B1C1,B2C2,B3C3(选作)作业2-6(1)P.36唯一解

图2-33步进式传送机构

图2-35连杆曲线图谱图2-34描绘连杆曲线工具四.按给定点的运动轨迹

设计四杆机构P.34

小结:1.基本概念：连架杆，连杆，曲柄，摇杆、压力角、传动角，死点，急回运动（会作图）２.基本内容：①平面四杆机构的基本型式及其演化方法、演变型式（作图）②曲柄存在条件→判别机构类型③平面四杆机构的设计(作图法)

第三章凸轮机构主要内容:1.凸轮机构的类型、特点

2.常用从动件运动规律及运动线图的绘制

3.凸轮轮廓曲线的设计本章重点:

从动件运动线图的绘制凸轮轮廓曲线的设计本章难点:

从动件运动线图的绘制第三章凸轮机构

p.38§3-1凸轮机构的应用和分类型§3-2从动件的常用运动规律§3-4图解法设计凸轮轮廓凸轮：外型按一定运动规则建立起来的构件，对从动件运动起着决定性作用。优点:

可实现各种复杂的运动要求,结构简单、紧凑。缺点：点、线接触，易磨损，不适合高速重载。适传递运动，不宜传递动力。凸轮:具有曲线轮廓的原动件从动杆:运动规律受凸轮限制机架(一)特点和应用(二)分类

§3-1凸轮机构的应用和类型(二)分类滚子摆动从动杆圆柱凸轮机构盘形、圆柱1)按照凸轮形状分类:注意:设法使凸轮与从动件始终保持接触←重力、弹簧力、凸轮上的凹槽。2)按照凸轮的运动方式分类:3)按照从动件形状分类:4)按照从动件运动方式分类:旋转、移动尖顶、平底、滚子移动、摆动注意：设法使凸轮与从动件始终保持接触←重力、弹簧力、凸轮上的凹槽。凸轮的轮廓线是按照从动件的运动规律来设计的→介绍常用的(二)从动件的运动规律§3－2从动件的常用运动规律p.39(一)凸轮运动常用术语：图3-5p.40基圆：推程：升程ｈ：推程运动角δt：回程；回程运动角δh远休止角δS:近休止角δS′:位移Ｓ2:以轮廓的最小向径所作的圆rmin－基圆半径

从动件在最远不动转角BC。:最近位置不动的转角DA。推程所移动的距离。

与推程对应的凸轮转角。

从动件移动的距离→Ｓ2

是时间的函数从动件从离回转中心最近→最远的这一过程。重点：如何根据从动件的运动规律（Ｓ2与δ1

函数关系）作运动线图→有几种？特点？Va

Sh∞－∞→等速运动、等加速等减速、简谐运动等速运动

1.分析:

图3-6

凸轮作等速运动→从动件也作等速运动V2=C启动瞬间:终止瞬间:→刚性冲击a由0→∞速度由V2→0,a由0→－∞速度由0→V2,(二)从动件的运动规律→用运动线图来表示凸轮的外型←10mmS2δ1120°40°120°80°2.作运动线图:

Ｔ－推程运动时间→在启动与终止段用其它运动规律过渡→适于低速、轻载、从动杆质量不大，有匀速要求。h例：已知从动件作等速运动,ｈ＝20mm，δt＝120°,

δS＝40°,δh＝120°,δs′＝80°,作运动线图。取作图比例μl二、等加速等减速

p.41图3-7

每一行程（推程或回程）的前半行程作等加速运动，后半行程作等减速运动SVa→a有有限值的突变→无速度突变，无刚性冲击→柔性冲击→中低速凸轮机构推程:前半行程→等加速后半行程→等减速回程:前半行程→等加速后半行程→等减速从动件位移函数关系：(V0=0,等加速等减速

)→位移1:4:9→推程前半行