【正文】 的行程速比系數 K、沖程 H和偏距 e，要求設計此機構。步驟 ：(3) (6)設計此四桿機構時，需要確定的幾何尺寸僅有曲柄的長度 a。步驟 ：按公式計算 θ＝ 1800(K1/K+1)。 作 ∠ mDn等分角線，在此分角線上取LAD=d，即得曲柄回轉中心 A。(4)凸輪機構及其設計167。1.按推桿的形狀分圖 平底推桿 。 推程及推程運動角 δ0：推桿由最低位置被推到最高位置的過程；凸輪相應的轉角 δ0 近休 止及近休止角 δ 02： 推桿在最低位置靜止不動，此過程稱為近休 止，凸輪相應的轉角 δ 02稱為 近休止角 。 (2) 二次多項式運動 規(guī)律 (等加速等減速運動規(guī)律 ) 等加速等減速運動規(guī)律是指從動件在前半推程或回程 (0~δt正弦加速度運動規(guī)律 (又稱擺線運動規(guī)律 )當凸輪以角速度 ω繞袖 O轉動時，推桿在凸輪的高副元素 (輪廓曲線 )的推動下實現預期的運動。二、用作圖法設計凸輪廓線1.(1)(4) 即得凸輪的輪廓曲線 (理論廓線 (6)過點 1’、 2’、3’、 … 作一系列代表推桿平底的直線；(7)偏置直動尖頂推桿盤形凸輪機構(1)等分位移線圖的橫坐標和基圓，根據反轉法原理，沿 ω作偏置圓的切線；(4)pitch圖 作出擺桿 A點在反轉中占據的位置； (等分位移線圖的橫坐標和基圓，根據反轉法原理，沿 ω作 A A2， A …)6)R R2— 分別為導軌兩側作用于推桿上的總反力；Φ φ2— 摩擦角。通過增大導軌長度 b， 減少懸臀尺寸 l， 可以使臨界壓力角的數值得以提高，以減少自鎖的性能。擺動推桿 [α ]＝ 350一 450。 ↑ ， 則 α↓ ； 從而改善機構的傳力特性。如圖 716， a所示 內凹的凸輪輪廓曲線 。0若 ρrr， 則實際廊線的曲率半徑為正值，不論滾子半徑大小如何，凸輪的實際廓線總是可以平滑地作出。2.齒輪機構及其設計167。變傳動比 2)故兩輪的傳動比為 式 (81)表明： 互相嚙合傳動的一對齒輪，在任一位置時的傳動比都與其連心線 O1O2被其嚙合齒廓在接觸點處的公法線所分成的兩段成反比 。由于在兩齒輪的傳動過程中，其軸心 O1， O2均為定點，所以，欲使O2P／ O1P為常數，則必須使點 P在連心線上為一定點。目前最常用的齒廓曲線是漸開線。漸開線的形成如圖 86所示，當一 直線 BK沿一圓周作純滾動時，直線上任意點 K的軌跡 AK，就是該圓的 漸開線 。發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于基圓上被滾過。漸開線的形成及其特性 而由上述可知，輪 1與輪 2的節(jié)圓相切于 P點，而且在點 P處兩輪的線速度是相等的， 故兩齒輪的嚙合傳動可以視為兩輪的節(jié)圓作純滾動 。 圖 圖 85所示為一對互相嚙合的齒輪。1．齒廓嚙合的基本定律gear)傳動。(即 i12＝常數 )傳動的齒輪機構 (圓形齒輪機構 )。第八章 (2) 從而有 推程：直動推桿 [α ]—— 許用壓力角(2)由式 (718)可以看出，在其它條件相同的情況下，壓力角 α 愈大，則分母愈小，因而凸輪機構中的作用力 P將愈大；如果壓力角 α 大到使上式中的分母為零，則作用力將增至無窮大，此時機構將發(fā)生自鎖，而此時的壓力角特稱為 臨界壓力角 α C。P— 凸輪對推桿的作用力；前面我們在討論凸輪輪廓曲線的設計時，凸輪的基因半徑，滾子推桿的滾子半徑和平底推桿的平底尺寸等等，都假設是給定的，而實際上這些尺寸，還有凸輪機構的其它一些基本尺寸的確定是要考慮到機構的受力情況是否良好、動作是否靈活、尺寸是否緊湊等許多因素由設計者確定的。凸輪機構基本尺寸的確定、 B239。按同一比例尺作出凸輪的基圓，表明轉向和從動件的起始位置；推桿的回轉軸心 A， 將沿著以凸輪軸心 O為圓心，以 OA為半徑的圓上作圓周運動。在前面所得的直動推桿的各位移方程中、只需將位移S改為角位移 φ， 行程 h改為角行程 Φ， 就可用來求擺動推桿的角位移了。光滑連接 1‘、 2’……(3)712 4. face)中心A視為尖頂推桿的尖點 (pointing)， 按上述(1)~(5)作出其理論輪廓曲線； 對心直動滾子推桿盤形凸輪機構(5)等分位移線圖的橫坐標和基圓，根據反轉法原理，沿 ω作射線 OC OC2……圖 78 根據上述分析，在設計凸輪廓線時，可假設凸輪靜止不動，而使推桿相對于凸輪作反轉運動；同時又在其導軌內作預期運動，作出推桿在這種復合運動中的一系列位置，則其尖頂的軌跡就是所要求的凸輪廓線。 由推桿運動線圖 (推程時 )—— 如圖 77所 示，可見推桿作正弦加速度運動時，其加速度沒有突變，因而將不產生沖擊。(2)三角函數運動規(guī)律 74 圖 74所示為其運動線圖 (推程 )。 二、 推桿常用運動規(guī)律遠休止及遠休止角 δ 01 以如圖 73,a所示對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構為對象。 2)如圖 71， a所示，圖 b所示為移動凸輪。所以凸輪機構多用在傳遞動力不大的場合。628第七章 (2) (5)627曲柄滑塊機構 對比圖 625可見，因為 lAC2=(lBC+lAB)/2， lAC2=(lBClAB)/2，所以只要確定了固定鉸鏈點 A的位置，就能方便地求出各構件的尺寸。按給定的行程速比系數 K設計四桿機構 根據行程速比系數設計四桿機構時，可利用機構在極位時的幾何關系，再 結合其他輔助條件進行設計。(3)將其它位置的四桿機構剛化轉動到與 “機架 ”重和，即將B2D繞 D點反向轉 φ12，得 B239。位置。下面我們就來討論這個問題。如圖 620所示，假設連桿上兩活動鉸鏈的中心 B、 C的位置己確定，而在機構的運動過程中，要求連桿占據 B1C B2C2兩個位置，現在來討論此四桿機構的作圖設計方法。621滿足預定的連桿位置要求。為了使機構設計得合理、可靠，通常還需要滿足結構條件 (如要求存在曲柄、桿長比適當、運動副結構合理等 )、動力條件 (如最小傳動角 )和運動連續(xù)條件等。 死點 當 ∠ BCD討論：b2616= 1.搖桿的這種運動性質稱為急回運動 (quick_return二、急回運動和行程速比系數db≤將式 (6—1) 、 (6—2) 、 (6—3) 分別兩兩相加，則得 或各桿的長度應滿足 如果在圖 613,a所示的曲柄滑塊機構中，改選構件 BC為機架 (如圖 c)，則將演化成為曲柄搖塊機構。改變運動副的尺寸 在圖 610,d所示的曲柄滑塊機構中，由于鉸鏈 B相對于鉸鏈 c運動的軌跡為 αα圓弧，所以如將連桿 2作成滑塊形式，并使之沿滑塊 3上的圓弧導軌αα運動 (如圖 611， a所示 )，此時已演化成為一種具有兩個滑塊的四桿機構。610在圖 610,圖 b所示的曲線導軌的曲柄滑塊機構可看成是由圖 a所示的曲柄搖桿機構中所演化而來。改變構件的形狀和運動尺寸圖 在雙曲柄機構中，若其相對兩桿平行且相等，則成為平行四邊形機構。 連桿及滑塊的質心都在作變速運動，它們所產生的慣性力難于用一般的平衡方法加以消除，增加機構的動載荷。連桿上各不同點的軌跡是各種不同形狀的，從而可以得到各種不同形狀的曲線，我們可以利用這些曲線來滿足不同軌跡的要求。其運動副為低副面接觸，壓強較小，可以承受較大的載荷。 連桿機構 (linkages)是一種應用十分廣泛的機構，圖 61中 所示機構的共同特點是其原動件 1的運動都要經過一個不直接與機架相聯(lián)的中間構件 2才能傳動從動件 3，這個不直接與機架相聯(lián)的中間構件稱為連桿，而把具有連桿的這些機構統(tǒng)稱為連桿機構。圖 設作用在軸頸上的外裁荷為一單力 P，則當力 P的作用線在摩擦圓之內時 (即 a＜ ρ)，因它對軸頸中心的力矩 M＝ Pa，始終小于它本身所能引起的最大摩擦力矩 Mf＝ Rρ＝ Pρ?！苡蓤D 511可知， Pt 一．移動副的自鎖條件 為了計算其總效率，可先將輸入功至輸出功的路線弄清，然后分別計算出總的輸入功率和總的輸出功率，最后可按下式計算其總機械效率。圖 由此可見，只要串聯(lián)機組中任一機器的效率很低，就會使整個機組的效率極低。串聯(lián) =即：機械的效率1)轉動副總反力的方位可根據如下三點來確定：因螺桿的螺紋可以設想為由一斜面卷繞在圓柱體上形成的。 根據力的平衡條件可知：例如：圖 53,a中，設滑塊 1置于升角為 α的斜面 2上， Q為作用在滑塊 1上的鉛垂載荷。圖 52總反力 R21的作用線方向的確定 ： 三、 繞定軸轉動的構件 對于繞定軸轉動的構件，其慣性力和慣性力偶矩的確定又有兩種情況。 克服有害阻力所作的功稱為損失功。所作的功為負功，稱為阻抗功。驅動力 方向：將相對速度 VC1C2沿角速度 ω1的轉向轉過 900所得的方向一致。(37)由運動合成原理可知，構件 2上的點 c2的運動可以認為是由構件 1上與其相重合的點c1的運動 (牽連運動 )和點 c2相對于點 c1的相對運動所合成。點稱為加速度多邊形的 極點 。3)極點的速度為零；因此，點 c的速度為： 圖 36用矢量方程圖解法作機構的速度和加速度分析 矢量方程圖解法所依據的基本原理是理論力學中學過的運動合成的原理。設各構件的尺寸已知，原動件 2的角速度為ω2。centerthrorem)：三個彼此作平面平行運動的構件的瞬心必位于同一直線上。 而一般情況下，兩構件的瞬心則需藉助于所謂 “ 三心定理 ” 來確定。 對 =F3*n—2P l—P h如果兩構件在多處相接觸而構成平面高副，且各接觸點處的公法線彼此重合 (如圖 216所示 )，則只能算一個平面高副。1=3.凸輪機構三維實體圖 圖 2122.圖 211平面機構自由度的計算 機構具有確定運動時所必須給定的獨立運動參數的數目，稱為機構的自由度 。合理選擇投影面及原動件適當的投影瞬時位置。 23如運動鏈的各構件構成了首末封閉的系統(tǒng)，則稱其為 閉式運動鏈 或簡稱 閉鏈 (圖 27， a和 b)；如運動鏈的構件未構成首末封閉的系統(tǒng)，則稱其為 開式運動鏈 ，或簡稱 開鏈 (圖 27， c和 d) pair)、螺旋副、球面副、平面運動 (planecontact)而構成的運動副則稱為低副 (lower圖 23,b 圖 23,c圖 23,a而把兩構件上能夠參加接觸而構成運動副的表面稱為 運動副元素 。研究機構的組成原理。所以它成為機械類各專業(yè)必修的一門重要的技術基礎課程，并為專業(yè)課程打下基礎。機構的選型及機械傳動系統(tǒng)的設計 機構的運動分析 3.圖 12Principle)研究的對象是機械，研究的內容是有關機械 (mechanism)的基本理論問題。112 剛性轉子的平衡計算 第一章 103 92 定軸輪系的傳動比167。輪系及其設計167。8774凸輪機構的應用和分類平面四桿機構的類型和應用 167。機構力分析的目的和方法機構具有確定運動的條件 167。機構結構分析的內容及目的 l2 26連桿機構及其傳動特點凸輪機構及其設計167。齒輪機構及其設計82838485167。輪系及其分類 167。 102 機械的運動方程式 167。 104機械的平衡167。“機械原理 ”(Mechanical這些裝置我們稱之為機構。各實物體之間具有確定的相對運動；機構結構分析的基本知識2.5.學習本課程的目的 本課程所學的內容乃是研究現