【正文】 ⑤ 擺動推桿盤形凸輪機構(gòu) （如圖 917） 設(shè)計要求： 運動規(guī)律與直動推桿的運動規(guī)律相同，所不同的是將從動件的位移改為角位移。 ⑶ 圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線 ① 對心尖頂直動推桿盤形凸輪機構(gòu) （如圖 913） 已知 :凸輪基圓半徑 r0 ,凸輪以等角速度ω逆時針回轉(zhuǎn)。 推桿推程運動方程式： 000222001 c o s2sin2c o s2hshvha???? ? ????? ? ??????????? ??????? ?????? ?? ????? ?????? ?????? 00022001 c os2sin2c os2hshvha???? ? ????? ? ??????????? ???????? ?????? ??? ??????? ??????? ???? ???? 余弦加速度運動規(guī)律的運動特性：推桿加速度在起點和終點有突變，且數(shù)值有限，故有柔性沖擊 ⑸ 正弦加速度運動規(guī)律 —— 擺線運動規(guī)律 擺線運動：一圓在直線上作純滾動時，其上任一點在直線上的投影運動為擺線運動。 ⑵ 推程、推程運動角： ?0 ⑶ 遠休、遠休止角： 01? ⑷ 回程、回程運動角： 0?? ⑸ 近休、近休止角： 02? ⑹ 行程： h ⑺ 推桿的運動規(guī)律：是指推桿在運動過程中，其位移、速度和加速度隨時間變化的規(guī)律。 設(shè)計過程： （如圖 825）所示 倒置原理 （如圖 826）所示 圖 824 ） ） 圖 825 ） ） 圖 826 ） ） a ） ） b ） ） 27 曲柄搖桿機構(gòu) （如圖 827）所示 設(shè)計要求 ： 已知搖桿的長度 CD、擺角 ? 及行程速比系數(shù) K。 圖 815鶴式起重機 ） 5 圖 816攪拌機機構(gòu) ） ） 圖 817 ） ） 圖 818 ） ） 25 機構(gòu)倒置 （如圖 819）所示 ① 給定連架桿的兩個對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)。Ａ和Ｄ分別在 12BB 和 12CC 的垂直平分線上。 min 40 ~ 50? ? ? ? 3. 最小傳動角的位置： 曲柄搖桿機構(gòu)： min? 出現(xiàn)在曲柄與機架共線的兩位置之一 2 2 21 ()a r c c o s 2b c d abc? ? ? ??2 2 22 2 2()a r c c o s ( 9 0 )2b c d a B C Dbc? ? ? ?? ? ? ?2 2 22 2 2()1 8 0 a r c c o s ( 9 0 )2o b c d a B C Dbc? ? ? ?? ? ? ? ?或所以 min 1 2min( , )? ? ?? （如圖 810）所示 ： 曲柄搖桿機構(gòu)：若以搖桿 CD 為主動件，則當(dāng)連桿與曲柄共線時，對心曲柄滑塊機構(gòu)θ =0，沒有急回運動 偏置曲柄滑塊機構(gòu) θ≠ 0，有急回運動 圖 87 ） ） 圖 88 ） ） 圖 89 ） ） 圖 810 ） ） 23 機構(gòu)傳動角為零，這時 CD 通過連桿作用于從動件 AB 上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)不能使構(gòu)件 AB 轉(zhuǎn)動而 ―頂死 ‖的現(xiàn)象，機構(gòu)的這種位置稱為死點。 2. 極位夾角：機構(gòu)在兩個極位時，原動件所處兩個位置之間所夾的銳角θ稱為極位夾角。39。 平行四邊形機構(gòu)特性： ⑴ 兩曲柄同速同向轉(zhuǎn)動； ⑵ 連桿作平動 雙搖桿機構(gòu) 鉸鏈四桿機構(gòu)若兩連架桿都是搖桿，則稱其為雙搖桿機構(gòu)。 例在圖 77 所 示的刨床機構(gòu)中，已知空程和工作行程中消耗于克服阻抗力的恒功率為 1 ? 2 3677PW? ， 11 0 0 / m in, 1 2 0 ,nr ?? ? ?曲 柄 的 平 均 轉(zhuǎn) 速 空 程 曲 柄 的 轉(zhuǎn) 角當(dāng) 機 構(gòu) 的 0. 05? ?轉(zhuǎn) 不 均 勻 系 數(shù) 時，試確定電動機所需的平均功率，并分別計算在以下兩種情況中的飛輪轉(zhuǎn)動慣量 FJ 1) 飛輪裝在曲柄軸上； 2) 飛輪裝在電動機軸上，電動機的額定轉(zhuǎn)速1440 / minnnr? 忽略減速器的轉(zhuǎn)動慣量。 eeMJ?? eM???? 一 定 eJ ?? ? ? ? 機 械 運 轉(zhuǎn) 平 穩(wěn) 飛輪相當(dāng)于一個儲能器。 在盈功區(qū)，等效構(gòu)件的ω ?；在虧功區(qū)，等效構(gòu)件的ω ? 圖 73 ） ） 圖 74 ） ） 圖 75 ） ） 17 在 Me 和 Je 的公共周期內(nèi)， rd WW ? ， 22( ) / 2 / 2 0ae d e r e a a e a aaE M M d J J? ? ?? ?? ? ? ? ? ?? ? 經(jīng)過 Me 和 Je 的一個公共周期，機械的動能恢復(fù)到原來的值 ? 等效構(gòu)件的角速度恢復(fù)到原來的數(shù)值。） ①根據(jù)各接觸面間的相對運動及已知的摩擦角 j，將兩滑塊所受的總反力作出。 si n ta ntn????P P P （ 3） 垂直分力 nP ：所能引的最大摩擦力 max tann ??FP 當(dāng) b?? 時 maxt F?P ? 滑塊 1 不會發(fā)生運動 自鎖現(xiàn)象 2. 轉(zhuǎn)動副實例 （如圖 54）所示 力 P 為作用在軸頸上的單一外載荷。損耗功 fW ：克服有害阻力所作的功 d r fW W W＝ ＋ 二、機械效率 η 機械效率是輸出功和輸入功的比值，它可以反映輸入功在機械中有效利用的程度。 22ta n ( ) ta n ( )22ddP Q M P Q? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? 四、轉(zhuǎn)動副中的摩擦 1. 軸頸摩擦 （如圖 411）所示 1）摩擦力矩和摩擦圓 摩擦力 21F 對軸頸形成的摩擦力矩 21fvM F r f Qr?? ① 用總反力 21R 來表示 21N 及 21F 由力平衡條件 ? 2121dfM R M???? ? ? ? ?RQ ② 由①② ?2 1 2 1 21 ff v v vMM f Q r f R r R f rR??? ? ? ? ? ? 摩擦圓：以 ? 為半徑所作的圓。 2. 移動副中總反力的確定 （如圖 47）所示 1）總反力和摩擦角 總反力 21R ：法向反力 N21 和摩擦力 21F 的合力。 42 構(gòu)件慣性力的確定 一、一般力學(xué)方法 1. 作平面復(fù)合運動的構(gòu)件： （如圖 41）所示 構(gòu)件 BC 上的慣性力系可簡化為：加在質(zhì)心 S 上的慣性力 IP 和慣性力偶 IM 。求重合點 C 的運動。 解題分析：原動件 AB 的運動規(guī)律已知，則連桿 BC上的 B 點速度和加速度是已知的，于是可以用同一構(gòu)件兩點間的運動關(guān)系求解。 4 3 ω 4 1 ω 2 2 P23 P24 P14 P13 P34 P14 ll PPPP ???? 2414424122 ?2412241442 PP PP???圖 31 ） ） 圖 32 ） ） 5 如圖 33 所示的帶有一移動副的平面四桿機構(gòu)中 , 已知原動件 2 以角速度 2? 等速度轉(zhuǎn)動 , 現(xiàn)需確定機構(gòu)在圖示位置時從動件 4 的速度 4v 。 (1)絕對瞬心 : 指絕對速度為零的瞬心。 ④ 機構(gòu)運動過程中 , 某兩構(gòu)件上的兩點之間的距離始終保持不變 , 將此兩點以構(gòu)件相聯(lián) , 則將帶入 1 個虛約束。3 2 lhF n p p? ? ? 分析： E3 和 E5 點的軌跡重合，引入一個虛約束 （如圖 24b）所示 正確計算： 3 2 3 4 2 6 0 1 1lhF n p p P ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 3）虛約束常出現(xiàn)的情況： （如圖 25） ① 機構(gòu)中兩構(gòu)件未聯(lián)接前的聯(lián)接點軌跡重合 ,則該聯(lián)接引入 1 個虛約束 。 23 機構(gòu)具有確定運動的條件 機構(gòu)具有確定運動的條件為：機構(gòu)原動件數(shù) =機構(gòu)自由度數(shù) 24 機構(gòu)自由度的計算 2 平面機構(gòu)的自由度計算公式： ? ?3 2 3 2 l h l hF n p p n p p? ? ? ? ? ? 25 計算機構(gòu)自由度應(yīng)注意的事項 復(fù)合鉸鏈 （如圖 21） ： 實例分析 1：計算圖 22 直線機構(gòu)自由度 兩個以上構(gòu)件同在一處以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)接即構(gòu)成復(fù)合鉸鏈。 平面機構(gòu) : 機構(gòu)中各構(gòu)件間的相對運動為平面運動。運動副引入的約束數(shù)：最多為 5 個。 1 第二章 平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 21 機構(gòu)的組成 一、構(gòu)件 從制造加工角度：機械由零件組成零件 ——制造單元體 從運動和功能實現(xiàn)角度：構(gòu)件 ——獨立運動的單元體 注意：構(gòu)件可以是單一零件，也可以是幾個零件的剛性聯(lián)接 二、運動副 運動副：指兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生相對運動的聯(lián)接。 運動副分類：按運動副接觸形式分 低副 :兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運動副統(tǒng)稱為低副 。 空間機構(gòu) : 機構(gòu)中各構(gòu)件間的相對運動為空間運動。 m 個構(gòu)件以復(fù)合鉸鏈聯(lián)接所構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副數(shù)為 (m1)個。 正確計算： 將因虛約束而減少的自由度再加上。 （如圖 29）所示 ⑤ 某些不影響機構(gòu)運動的對稱部分或重復(fù)部分所帶入的約束為虛約束。 (2)相對瞬心 : 指絕對速度不為零的瞬心。 解：確定機構(gòu)瞬心如圖所示 速度瞬心法應(yīng)用例題分析三 如圖 34 所示凸輪機構(gòu)，設(shè)已知各構(gòu)件尺寸和凸輪的角速度2? ，求從動件 3 的速度 3v 。 P23 P24 2 3 4 ω 2 v2 P14→∞ P34 P12 lP PPvv ?? 2412224 ??ω2 2 3 n K P12 2 P23 3 1 n P13→∞ lP PPvv ?? 2312223 ??圖 33 ） ） 圖 34 ） ） 圖 35 ） ） 6 （ 1）速度解題步驟： ★求 cv ①由運動合成原理列矢量方程式 C B C B??v v v 大?。? ？ √ ? 方向： ∥ xx ⊥ AB ⊥ BC ②確定速度圖解比例尺μ v( (m/s)/mm) （如圖 36）所示 ③作圖求解未知量： ★求 EV 大?。? ？ √ ？ √ ? 方向： ？ ⊥ AB ⊥ EB ∥ xx ⊥ EC ★ 速度多邊形特性 （如圖 36）所示 ①由極點 p 向外放射的矢量代表相應(yīng)點的絕對速度； ② 連接極點以外其他任意兩點的矢量代表構(gòu)件上相應(yīng)兩點間的相對速度， 其指向與速度的下角標(biāo)相反； ③因為 △ BCE 與 △ bce 對應(yīng)邊相互垂直且角標(biāo)字母順序一致，故相似， 所以圖形 bce 稱之為圖形 BCE 的速度影像 （ 2）加速度求解步驟： ★ 求 Ca ①列矢量方程式 ②確定加速度比例尺 ntC B C B B C B C B? ? ? ? ?a a a a a a ③作圖求解未知量：239。 構(gòu)件 2 的運動可以認為是隨同構(gòu)件 1 的牽連運動和構(gòu)件 2 相對于構(gòu)件 1 的相對運動的合成。 ISmJ ?????PaM 可以用總慣性力 ?IP 來代替 IP 和 IM ， ?IP = IP ，作用線由質(zhì)心 S 偏移 /h I Il M P? 2. 作平面移動的構(gòu)件 （如圖 42）所示 等速運動： 00IIPM??， ； 變速運動： IsP ma?? 3. 繞定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件 （如圖 43）所示 1）繞通過質(zhì)心的定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件 等速轉(zhuǎn)動： 00IIPM??， ； 變速運動：只有慣性力偶 I S sMJ??? 2）繞不通過質(zhì)心的定軸轉(zhuǎn)動 IsP ma?? 等速轉(zhuǎn)動：產(chǎn)生離心慣性力； 變速轉(zhuǎn)動： IsP ma?? I S sMJ??? 可以用總慣性力 ?IP 來代替 IP 和 IM ， ?IP = IP ，作用線由質(zhì)心 S 偏移 hl /h I Il M P? 167。 摩 擦角 ?：總反力和法向反力之間的夾角。 2）轉(zhuǎn)動副中總反力 21R 的確定 （ 1）根據(jù)力平