【正文】 運動 （如圖 88）所示。 （ 2）滿足預定的連桿位置要求：即要求連桿能依次點據(jù)一系列的預定位置。 找圓點：連桿上總能找到一些點，使其在連桿 4 個位置上的對應點位于同一個圓周上，稱這些點為圓點。 （如圖 822）所示 設(shè)計要求：已知機架長度 d，要求原動件順時針轉(zhuǎn)過 12? 、 13? 角時，從動件相應的順時針轉(zhuǎn)過12? 、 13? ，試設(shè)計四桿機構(gòu)。 （ 4）凸輪機構(gòu)的優(yōu)點：接觸為高副，易于磨損，多用于傳力不大的場合。 直動從動件：從動件只能沿某一導路做往復移動； 重點：掌握各種運動規(guī)律的運動特性 圖 93 圖 94 30 運動方程式一般表達式： 011//0s C Cv ds dt Ca dv dt??? ? ? ????????? ?? ② 推程運動方程： 0,0,s sh????????0運 動 始 點 ：邊 界 條 件 運 動 終 點 ： 推程運動方程式： 00//0shvha???????????? 在起 始和終止點速度有突變，使瞬時加速度趨于無窮大，從而產(chǎn)生無窮大慣性力，引起剛性沖擊。 ②構(gòu)造組合運動規(guī)律的原則： Ⅰ、根據(jù)工作要求選擇主體運動規(guī)律，然后用其它運動規(guī)律組合； Ⅱ、保證各段運動規(guī)律在銜接點上的運動參數(shù)是連續(xù)的； Ⅲ、 在運動始點和終點處，運動參數(shù)要滿足邊界條件。 設(shè)計步驟與對心直動相同。 根據(jù)力的平衡條件可得 1 1 2 21 1 2 22 2 1 2sin ( ) ( ) c o s 0c o s( ) ( ) sin 0c o s ( ) c o s 0xyBF P R RF Q P R RM R l b R b? ? ??。 Ⅱ、偏距圓與位移線圖對應等分 Ⅲ、推桿在反轉(zhuǎn)運動中依次占據(jù)的位置都是偏距圓的切線； ③ 直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu) （如圖 915） 注意：凸輪基圓半徑指理論廓線的最小半徑 設(shè)計說明： 1) 將滾子中心看作尖頂，然后按尖頂推桿凸輪廓線的設(shè)計方法確定滾子中心的軌跡，稱其為凸輪的理論廓線； 2)以理論廓線上各點為圓心，以滾子半徑 rr 為半徑，作一系列圓； 3) 再作此圓族的包絡(luò)線，即為凸輪工作廓線（實際廓線）。 例 2：組合運動規(guī)律示 （如圖 911） 組合方式： 主運動：等速運動規(guī)律 組合運動：等速運動的行程兩端與正弦加速度運動規(guī)律組合起來。 ⑵ 二次多項式運動規(guī)律 —— 等加速等減速運動規(guī)律 （如圖 96） ①運動方程式一般表達式：20 1 2122/2/2s C C Cv ds dt C Ca dv dt C??? ???? ?? ? ?? ?? ? ??????? ?? 注意 ：為保證凸輪機構(gòu)運動平穩(wěn)性，常使推桿在一個行程 h 中的前半段作等加速運動，后半段作等減速運動，且加速度和減速度的絕對值相等。 由于滾子與凸輪之間為滾動摩擦，所以磨損較小，故可用來傳遞較大的動力。 （如圖 823）所示 設(shè)計要求：已知機架長度 d，要求原動件順時針轉(zhuǎn)過 12? 、 13? 、 14? 角時，從動件相應的順時針轉(zhuǎn)過 12? 、 13? 、 14? 。 中心點：圓點所在圓弧的圓心。 機構(gòu)示例 （如圖 81 816）所示 三、用圖解法設(shè)計四桿機構(gòu) 1. 按預定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu) ?已知連桿長度及兩預定位置 11BC 、 22BC ，設(shè)計該四桿機構(gòu)。 注意：急回具有方向性 三、四桿機構(gòu)的傳動角與死點 （如圖 89）所示 1. 機構(gòu)壓力角 機構(gòu)從動件上作用點的力與該點的速度方向之間所夾的銳角，為機構(gòu)在此位置的壓力 角 a。 平面四桿機構(gòu)有曲柄的條件：機構(gòu)尺寸滿足桿長條件，且最短桿為機架或連架桿。 39。 搖桿：只能在一定范圍內(nèi)搖動的連架桿； 周轉(zhuǎn)副：組成轉(zhuǎn)動副的兩構(gòu)件能整周相對轉(zhuǎn)動； 擺轉(zhuǎn)副：不能作整周相對轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動副。 b 處： minE ， c 處： maxE ， ? max?? ：在 b? 與 c? 之間 能量指示圖 （如圖 76） ：以 a 點為起點，按一定比例用向量線段依次表示相應位置 edM 和 erM之間所包圍的面 ab bc c d de e aA A A A A、 、 、 和的大小和正負的圖形。工程上用它來表示機械運轉(zhuǎn)的速度波動程度。 167。 斜面壓榨機 （如圖 55a）所示 該機構(gòu)在當力 P 撤去后，在 Ｑ 的作用下應該具有自鎖性。 圖 51 ） ） 圖 52 ） ） 13 三 、發(fā)生自鎖的條件 1. 滑塊實例 （如圖 53）所示 滑塊 1 與平臺 2 組成移動副。 圖 411 ） ） 圖 410 ） ） 12 第五章 機械的效率 與自鎖 167。 22ta n l zpdd? ???? l導程， z螺紋頭數(shù)， p螺距 螺旋副可以化為斜面機構(gòu)進行力分析。 二、移動副中的摩擦 （如圖 44）所示 2121 fNF ? 當外載一定時，運動副兩元素間法向反力 的大小與運動副兩元素的幾何形狀有關(guān)： 1）兩構(gòu)件沿單一平面接觸 21 21 21N Q F fN fQ? ? ? ? ? 圖 41 ） ） 圖 42 ） ） 圖 43 ） ） 圖 44 ） ） 10 2）兩構(gòu)件沿一槽形角為 2? 的槽面接觸 （如圖 45）所示 Ssin Q J??? ? ? 2 1 2 1 s in s inQfF fN f Q??? ? ? 2 1 2 1s in vvf f F fN f Q? ? ? ? ?令 3）兩構(gòu)件沿圓柱面接觸 （如圖 46）所示 21N 是沿整個接觸面各處反力的總和。其次是 比例尺的選取及單位。 /CatC B B C a B Cpcl n c l??????aa ★求 Ea n t n tB E B E B C E C E Ca a a a a a? ? ? ? ? 注意：速度影像和加速度影像只適用于構(gòu)件。 實例分析 已知圖 35 所 示曲柄滑塊機構(gòu)原動件 AB 的運動規(guī)律和各構(gòu)件尺寸。 解： 確定機構(gòu)瞬心 24P 為構(gòu)件 2 和 4 的等速重合點 , 24??稱為機構(gòu)傳動比； 且等于該兩構(gòu)件絕對瞬心至其相對瞬心距離的反比 速度瞬心法應用例題分析二 2 )1( ?? NNK轉(zhuǎn)動副聯(lián)接兩構(gòu)件的瞬心在轉(zhuǎn)動副中心。 正確 處理方法：將引起虛約束的構(gòu)件和運動副除去不計。（如圖 26b）所示 注： 只有一個運動副起約束作用 ,其它各處均為虛約束 。 注意：在計算自由度時，應將虛約束除去不計。 ② 循著運動傳遞的路線，逐一分析每兩個構(gòu)件間相對運動的性質(zhì)，確定運動副的類型和數(shù)目 。 機架：機構(gòu)中固定不動構(gòu)件。一個自由構(gòu)件在空間具有 6 個自由度。 注意：（１）運動副是一種聯(lián)接；（２）運動副由兩個構(gòu)件組成； （３）組成運動副的兩個構(gòu)件之間有相對運動 構(gòu)件自由度與約束 （ 1）構(gòu)件的自由度： 指一個構(gòu)件相對另一個構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨立運動。 四、機構(gòu) 機構(gòu) :在運動鏈中將一構(gòu)件加以固定 , 而 其余構(gòu)件都具有確定的運動，則運動鏈便成為機構(gòu)。 ① 分析 機構(gòu)的組成及運動情況，確定機構(gòu)中的機架、原動部分、傳動部分和執(zhí)行部分，以確定運動副的數(shù)目。數(shù)目用 F′表示 . 虛約束 3 2 3 3 2 4 0 1lhF n p p? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 1）指機構(gòu)在某些特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下，有些運動副帶入的約束對機構(gòu)運動實際上起不到獨立的約束作用 , 這些對機構(gòu)運動實際上不起約束作用的約束稱為虛約束，用 P′表示。（如圖 26a）所示 兩個構(gòu)件組成在幾處構(gòu)成轉(zhuǎn)動副且各轉(zhuǎn)動副的軸線是重合的。 虛約束：存在于特定的幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下。 解 : 機構(gòu)瞬心數(shù)目為 : K=6 瞬心 13P 、 24P 用于三心定理來求 速度瞬心法應用例題分析一 如圖所示的平面四桿 機構(gòu)中 , 已知原動件 2 以 角速度 w2 等速度轉(zhuǎn)動 , 現(xiàn)需確定機構(gòu)在 圖示位置時從動件 4 的角速度 w4。 33 機構(gòu)運動分析的矢量方程圖解法 二、同一構(gòu)件上兩點間的速度及加速度的關(guān)系 :運動合成原理：一構(gòu)件上任一點的運動，可以看作是隨同該構(gòu)件上另一點的平動 (牽連運動 )和繞該點的轉(zhuǎn)動 (相對運動 )的合成。 39。 第三步矢量方程式圖解求解條件：只有兩個未知數(shù) 首先要分清絕對矢量和相對矢量的作法，并掌握判別指向的規(guī)律。如帶傳動、摩擦離合器和制動器等。 三、螺旋副中的摩擦 1. 矩形螺紋螺旋副中的摩擦 （如圖 410）所示 1）矩形螺紋螺旋副的簡化 將螺紋沿中徑 d2 圓柱面展開，其螺紋將展成為一個斜面，該斜面的升角 a 等于螺旋在其中徑d2 上的螺紋升角。 ③ 構(gòu)件 2 作用到構(gòu)件 1 上的作用力 R21 對轉(zhuǎn)動副中心之矩，與構(gòu)件 1 相對于構(gòu)件 2的角速度 12? 方向相反。 二、自鎖現(xiàn)象的意義 1）設(shè)計機械時，為了使機械實現(xiàn)預期的運動，必須避免機械在所需的運動方向發(fā)生自鎖； 2）一些機械的工作需要其具有自鎖特性。 1d f frd d dW W WWW W W? ?? ? ? ? η≦ 0 當 η =0 時，機械處于臨界自鎖狀態(tài)；當 η 0 時，其絕對值越大，表明自鎖越可靠。 2）工程上，為了簡化計算，常將等效轉(zhuǎn)動慣量中的變量部分用其平均值近似代替，或忽略不計。 3. 速度不均勻系數(shù) ?：角速度變化量和其平均角速度的比值。m a x m a x m i n [ ( ) ( ) ]cb e d e rW E E M M d?? ? ? ?? ? ? ? ?? 設(shè)在機械上安裝的飛輪的等效轉(zhuǎn)動慣量為 FJ 22 2m a x m i n m a xm a x m a x m i n 2()( ) ( )2 ( )e F e F m m e FWW E E J J J J JJ?? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 18 圖 (75b)所示為某機械系統(tǒng)的動能 E(?)在一個周期 T? 內(nèi)的變化曲線。 82 平面四桿機構(gòu)的類型及應用 一、平面四桿機構(gòu)的基本型式 （如圖 81） 所示 曲柄：能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿。39。 推論：當機構(gòu)尺寸滿足桿長條件時，最短桿兩端的轉(zhuǎn)動副均為周轉(zhuǎn)副；其余轉(zhuǎn)動副為擺轉(zhuǎn)副。 機構(gòu)急回的作用：節(jié)省空回時間，提高工作效率。 機構(gòu)示例 （如圖 81 814）所示 圖 811 ） ） 圖 812車門開閉機構(gòu) 設(shè)計時要求兩連架桿的轉(zhuǎn)角應大小相等，方向相反，以實現(xiàn)車門的起閉 滿足預定運動的規(guī)律要求機構(gòu)示例 圖 813飛機起落架機構(gòu) ） ） 圖 814鑄造用翻箱機構(gòu) ） ） 24 （ 3）滿足預定的軌跡要求：即要求機構(gòu)運動過程中，連桿上某些點能實現(xiàn)預定的軌跡要求。并取為活動鉸鏈點。 ③ 給定連架桿的 4 個對應位置設(shè)計四桿機構(gòu)。 凸輪機構(gòu)的分類 （ 1）按凸輪形狀分： （如圖 91） （ 2）按推桿的形狀來分 （如圖 92） 盤形凸輪機構(gòu) 圓柱凸輪機構(gòu) 移動凸輪機構(gòu) 尖頂推桿 滾子推桿 平底推桿 構(gòu)造簡單，但易于磨損，所以只適用于作用力不大和速度較低的場合。 ③ 回程運動方程 一次多項式一般表達式： 011//0s C Cv ds dt Ca dv dt??? ? ? ????????? ?? 0,0, 0 ,s s??????? ??0運 動 始 點 ：邊 界 條 件 運 動 終 點 ：回程運動方程式： 00(1 )/0shvha?????? ? ? ????????? ?? 等速運動規(guī)律運動特性：推桿在運動起始和終止點會產(chǎn)生剛性沖擊。 例 1：改進梯形加速度運動規(guī)律 （如圖 910） 主運動：等加等減運動規(guī)律 組合運動：在加速度突變處以正弦加速度曲線過渡。 圖 910 圖 911 圖 912 34 應注意的不同點： Ⅰ、先作出基圓和偏距圓，根據(jù)推桿偏置方向確定其起始位