【正文】 兩運動副元素的幾何形狀如何，兩元素間產(chǎn)生的滑動摩擦力均可用通式： 21 21 vF fN f Q??來計算 vf 當量擦系數(shù) 5）槽面接觸效應 當運動副兩元素為槽面或圓柱面接觸時，均有 ?v＞ ? ? 其它條件相同的情況下，沿槽面或圓柱面接觸的運動副兩元素之間所產(chǎn)生的滑動摩擦力＞平面接觸運動副元素之間所產(chǎn)生的摩擦力。 9 第四章 平面機構力分析 167。 三、兩構件重合點間的速度和加速度的關系 已知圖示機構尺寸和原動件 1 的運動。②連桿 BC 的角加速度和其上 C 點加速度 。 若既有滾動又有滑動 , 則瞬心在高副接觸點處的公法線上。 即兩構件的瞬時等速重合點。若公法線方向不重合，將提供各 2 個約束 （如圖 28）所示 。 即3 2 lhF n p p P ?? ? ? ? ② 不 計 引 起 虛 約 束 的 附 加 構 件 和 運 動 副 數(shù) 。 ④ 選擇適當?shù)谋壤?, 定出各運動副之間的相對位置，用規(guī)定的簡單線條和各種運動副符號 , 將機構運動簡圖畫出來。 從動件 :機構其余活動構件。運動副引入的約束數(shù)等于兩構件相對自由度減少的數(shù)目。 運動副元素：指兩個構件直接接觸而構成運動副的部分。 高副 :凡兩構件系通過點或線接觸而構成的運 動副統(tǒng)稱為高副 。 22 機構運動簡圖 機構的運動：與原動件運動規(guī)律、運動副類型、機構運動尺寸有關。 局部自由度：實例分析 2：計算圖 23 凸輪機構自由度 注意：計算機構自由度時 , 應將局部自由度除去不計。 3 2 3 4 2 6 0 1 1lhF n p p P ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖 22 ） ） 圖 21 ） ） 圖 23 ） ） 圖 24 ） ） 圖 25 ） ） a） ） ） b） ） ） 3 不 計 引 起 虛約 束 的附 加 構 件和 運 動副 數(shù) 。 （如圖 210）所示 小結 復合鉸鏈：存在于轉動副處；正確處理方法：復合鉸鏈處有 m 個構件則有 (m1)個轉動副 局部自由度：常發(fā)生在為減小高副磨損而將滑動摩擦變成滾動摩擦所增加的滾子處。 瞬心的表示 :構件 i 和 j 的瞬心用 Pij表示 二、機構中瞬心的數(shù)目 由 N 個構件組成的機構 , 其瞬心總數(shù)為 K 三、機構中瞬心位置的確定 通過運動副直接相 聯(lián)兩構件的瞬心位置確定 （如圖 31）所示 不直接相聯(lián)兩構件的瞬心位置確定 （如圖 32）所示 三心定理 :三個彼此作平面平行運動的構件的三個瞬心必位于同一 直線上。 解： 確定構件 2 和 3 的相對瞬心 P23 總結： 瞬心法優(yōu)點 : 速度分析比較簡單。39。 依據(jù)原理列矢量方程式 大?。? 方向 m/spcv VC ?? m/sbcVCB ??vECCEBBE vvvvv ????逆時針方向）(/2 CBCB lvw ?2 1 2 1C C C C??v v v？ √ ? ⊥ CD ⊥ AC ∥ AB 2 3 3 1 2 1 2 1n t k rC C D C D C C C C C? ? ? ? ?a a a a a a圖 37 ） ） 圖 36 ） ） 7 大?。? 方向 2 1 1 2 12kC C C Cv??a 科氏加速度方向是將 21CCv 沿牽連角速度 1?轉過 90o 的方向。 4–3 運動副中的摩擦 一、研究摩擦的目的 1. 摩擦對機 器的不利影響 1）造成機器運轉時的動力浪費 ? 機械效率 ? 2）使運動副元素受到磨損 ? 零件的強度 ?、機器的精度和工作可靠性 ?? 機器的使用壽命 ? 3）使運動副元素發(fā)熱膨脹 ? 導致運動副咬緊卡死 ? 機器運轉不靈活； 4）使機器的潤滑情況惡化 ? 機器的磨損 ??機器毀壞。 2）總反力的方向 R21與移動副兩元素接觸面的公法線偏斜一摩擦角 ?； R21與公法線偏斜的方向與構件 1 相對于構件 2 的相對速度方向 v12的方向相反 3. 斜面滑塊驅動力的確定 1）求使 滑塊 1 沿斜面 2 等速上行 時所需的水平驅動力 P（如圖 48）所示 根據(jù)力的平衡條件 0 t a n( )P R Q P Q ??? ? ? ? ? ? 2）求保持 滑塊 1 沿斜面 2 等速下滑 所需的水平力 P’ （如圖 49）所示 根據(jù)力的平衡條件 0 t a n( )P R Q P Q ????? ? ? ? ? ? 2 1 2 12 1 2 1ta nF fN fNN? ? ? ?圖 45 ） ） 圖 46 ） ） 圖 47 ） ） 圖 48 ） ） 圖 49 ） ） 11 注意 當滑塊 1 下滑時， Q 為驅動力， P? 為阻抗力，其作用為阻止滑塊 1 加速下滑。 注意 ① 21R 是構件 2 作用到構件 1 上的力，是構件 1 所受的力。 四、機械效率的計算 機械效率的統(tǒng)一形式： ? ? ? ? ?理 想 驅 動 力 理 想 驅 動 力 矩 實 際 生 產(chǎn) 阻 力 實 際 阻 力 矩實 際 驅 動 力 實 際 驅 動 力 矩 理 想 生 產(chǎn) 阻 力 理 想 阻 力 矩 例：如圖所示斜面滑塊機構 1）正行程 （如圖 51） 的驅動力 0 t a n( )P R Q P Q ??? ? ? ? ? ?—— ① 則 正行程的效率： 0 / ta n / ta n ( )pp? ? ? ?? ? ? 式中 0 tanp ?? ，可令實際驅動力 P 計算 ①式中的摩擦角 0?? 2）反行程 （如圖 52） 水平力 P? 為 0 t a n( )P R Q P Q ????? ? ? ? ? ?② 則 反行程的效率： 0/ ta n ( ) / ta npp? ? ? ?? ? ? 式中 0 tanp ?? ，可令實際驅動力 P 計算 ②式中的摩擦角 0?? 167。 自鎖現(xiàn)象 機械發(fā)生自鎖時，無論驅動力多么大，都不能超過由它所產(chǎn)生的摩擦阻力。 圖 55 ） ） a) ） ） b) ） ） c) ） ） d) ） ） e) ） ） f) ） ） 15 第七章 機械的運轉及其速度波動的調(diào)節(jié) 一、機械的運動方程式 機械運動方程的一般表達式 機械系統(tǒng)的運動方程式為： dE=dW 對于如圖 71 曲柄滑塊機構： 232 2 21 2 31 2 2 2( / 2 / 2 / 2 / 2)SSdE d J m v J m v??? ? ? ? 1 1 3 3()dW M F v dt N dt?? ? ? dE=dW 系統(tǒng)的運動方程式為： 232 2 21 2 3 1 1 3 31 2 2 2( / 2 / 2 / 2 / 2 ) ( )SSd E d J m v J m v M F v d t? ? ?? ? ? ? ? 機械系統(tǒng)的等效動力學模型 （ 1）等效轉動慣量和等效力矩 222223122312 1 1 3 322 2 22 3 3121 2 2 3 1 1 31 1 1 1( ) ( )2 2 2 2( ) ( ) ( ) [ ( ) ]2SSSSm v m vJJdE d M F v dtv v vd J J m m M F dt?? ??? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ???????? ? ? ? ? ????????? 等效轉動慣量 2 2 22321 2 2 31 1 1( ) ( ) ( )SeS vvJ J J m m?? ? ?? ? ? ? 等效力矩 313 1()e vM M F ??? 2111 1 1()[ ] ( , , )2e eJd M t d t?? ? ? ??（能量微分形式的運動方程式） 說明：對一個單自由度的機械系統(tǒng)的運動研究可簡化為對該系統(tǒng)的一個具有等效轉動慣量 Je（ ?）， 在其上作用有等效力矩 Me（ ? ,? ,t） 的假想構件 的運動的研究。 二、速度波動程度的衡量指標 1. 平均角速度 m? m ax m in()2m ??? ?? 2. 角速度的變化量 max min??? 可反映機械速度波動的絕對量，但不能反映機械運轉的不均勻程度。 1. 最大盈虧功 max?? ： 指一個周期內(nèi)，驅動功和阻抗功之差的最大值。當用該內(nèi)燃機驅動一阻抗力為常數(shù)的機械時，如果要求其 求：0. 01? ?轉 不 均 勻 系 數(shù) ，試求 1)曲柄最大轉速 maxn 和相應的曲柄轉角位置 max? 2) 裝在曲軸上的飛輪的轉動慣量 FJ 解： 1)確定阻抗力矩 一個循環(huán)內(nèi)驅動功應等于阻抗功， 7 0 0 7 0 01 0 0 ( ) 1 1 6 . 6 76 6 6r T O A B C rTM A M N m??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 2）求 max maxn ?及 m a x m a x,dD E n n??? ? ?在 處 時 m a x 1302 0 3 0 ( 2 0 0 1 1 6 . 6 7 ) 1 0 4 1 0200? ?? ? ? ? ? ? ? ?m a x 0 .0 1( 1 ) ( 1 ) 6 2 0 6 2 3 .122mnn ?? ? ? ? ? ? 3）求 FJ m a x 2 0 0 1 1 6 . 6 7 1 3 2 0 0 1 1 6 . 6 7 1( 2 0 0 1 1 6 . 6 7 ) ( ) 8 9 . 0 86 9 2 0 0 6 1 8 2 0 0 2EABDW A N m? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2m a x2 2 2 2900 9 0 0 8 9 . 0 8 2 . 1 1 3 ( )[ ] 6 2 0 0 . 0 1FmWJ k g mn? ? ?? ?? ? ? ??? M r 3677 圖 78 ） ） 圖 79 ） ） 20 第八章： 平面連桿機構及其設計 本章教學目標 了解平面連桿機構的組成及其主要優(yōu)缺點 。 逆平行（反平行）四邊形機構：指兩相對桿長相等但不平行的雙曲柄機構 圖 81 ） ） 圖 82 ） ） 圖 83 ） ） 圖 84 ） ） 21 因此 AB 桿應能占據(jù)與 AD 共線的位置 AB39。39。 4. 行程速比系數(shù) K： 為表明急回運動程度，用反正行程速比系數(shù) K 來衡量： 02 1 2 2 1 101 1 2 1 2 2/ 180/ 1 8 0v C C t tK v C C t t ? ??? ?? ? ? ? ? ? q 角愈大， K 值愈大，急回運動性質(zhì)愈顯著。 2. 平面連桿機構設計的三大類基本命題 （ 1）滿足預定運動的規(guī)律要求 （如圖 812）所示 要求兩連架桿的轉角能夠滿足預定的對應位置關系； 要求在原動件運動規(guī)律一定的條件下，從動件能夠準確地或近似地滿足預定的運動規(guī)律要求。 （如圖 818）所示 設計步驟： （如圖 818）所示 ? 給定連桿的 4 個位置，設計四桿機構 分析：在連桿上任取一點為鉸 鏈點，則在連桿四個預定位置上的該點不一定在同一圓周上，導致無解。 ② 給定連架桿的 3 個對應位置設計四桿機構。 （ 3）凸輪機構的優(yōu)點：結構簡單、緊湊，通過適當設計凸輪廓線可以使推桿實現(xiàn)各種預期運動規(guī)律，同時還可以實現(xiàn)間歇運動。 ⑴ 多項式運動規(guī)律 （如圖 95） ① 一次多項式運動規(guī)律 —— 等速運動 擺動從動件：從動件繞某一固定軸擺動。適用于高速凸輪機構 ⑹ 組合運動規(guī)律 ①采用組合運動規(guī)律的 目的：避免有些運動規(guī)律引起的沖擊，改善推桿其運動特性。 ② 偏置直動尖端推桿盤形凸輪機構 （如圖 914） 偏距圓：以凸輪軸心 O 為圓心，以偏距 e 為半徑作的圓。 四、 凸輪機構基本尺寸的確定 ⑴ 凸輪機構中的作用力與凸輪機構的壓力角 （如圖 918） ① 壓力角： 指推桿沿凸輪廓線接觸點的法線方向與推桿速度方向之間所夾的銳角。 圖 913 圖 914 圖 916 圖 915 35 ④ 直動平底推桿盤形凸輪機構 （如圖 916） 設計說明： 1) 將平底與推桿導路與推桿的交點 A視為推桿尖頂 , 然后確定出點 A 在反轉中各位置1’ 、 2’ 、 ? 。 運動規(guī)律 運動