【正文】 圖 910 圖 911 圖 912 34 應(yīng)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置。 ③ 回程運動方程 一次多項式一般表達(dá)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。 ③ 給定連架桿的 4 個對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu)。 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(yīng)大小相等，方向相反，以實現(xiàn)車門的起閉 滿足預(yù)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(yù)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(yù)定的軌跡要求。 推論：當(dāng)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。 82 平面四桿機構(gòu)的類型及應(yīng)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。 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。 1d f frd d dW W WWW W W? ?? ? ? ? η≦ 0 當(dāng) η =0 時，機械處于臨界自鎖狀態(tài)；當(dāng) η 0 時，其絕對值越大，表明自鎖越可靠。 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。如帶傳動、摩擦離合器和制動器等。 39。 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(yīng)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。（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。 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。 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。 機架：機構(gòu)中固定不動構(gòu)件。 注意：在計算自由度時，應(yīng)將虛約束除去不計。 正確 處理方法：將引起虛約束的構(gòu)件和運動副除去不計。 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。其次是 比例尺的選取及單位。 22ta n l zpdd? ???? l導(dǎo)程， z螺紋頭數(shù)， p螺距 螺旋副可以化為斜面機構(gòu)進(jìn)行力分析。 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。 167。 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(yīng)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(fù)的圖形。 39。 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。 中心點：圓點所在圓弧的圓心。 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。 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。 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? ? ??。 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。 （ 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。 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(yīng)點位于同一個圓周上，稱這些點為圓點。 兩兩相加 取最短桿相鄰的構(gòu)件為機架得曲柄搖桿機構(gòu) 最短桿為機架得雙曲柄機構(gòu) 取最短桿對邊為機架得雙搖桿機構(gòu) 圖 85 ） ） 圖 86 ） ） 22 擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的急回運動 （如圖 88）所示。及 AB39。 或：一個周期內(nèi)，機械速度由 max? 上升到 min? （或由 max? 下降到 min? ）時，外力對系統(tǒng)所 作的盈功（或虧功）的最大值。 2. 等效質(zhì)量和等效力 選滑塊為曲柄滑塊機構(gòu)的等效構(gòu)件 (如圖 73)所示 ?2 2 2 2321 2 11 2 2 3 1 33 3 3[ ( ) ( ) ( ) ( )2 S Svvd J m J m M F d tv v v? ? ????? ? ? ? ????? 等效構(gòu)件 原機械系統(tǒng)等效動力學(xué)模型 具有等效轉(zhuǎn)動慣量，其上作用有等效力矩的等效構(gòu)件 圖 71 ） ） 圖 72 ） ） 16 等效質(zhì)量： 2 2 22121 2 2 33 3 3( ) ( ) ( )SeSvm J m J mv v v??? ? ? ? 等效力： 1133()eF M Fv??? 233 3 3 3( ) ( , , )2 eevd m s F s v t v d t?? ?????（能力微分形式的運動方程式） 例：如圖 74 為一齒輪驅(qū)動的正弦機構(gòu)，已知： 201?z轉(zhuǎn)動慣量為 1J ； 602?z ，轉(zhuǎn)動慣量 為 2J ，曲柄長為 l，滑塊 3 和 4 的質(zhì)量分別為 3m ， 4m ,其質(zhì)心分別在 C 和 D 點，輪 1 上作用有驅(qū)動力矩 3M ,在滑塊 4 上作用有阻抗力 4F ，取曲柄為等效構(gòu)件，求：圖示位置時的等效轉(zhuǎn)動慣量 eJ 及等效力矩 eM 解： 1）求 eJ 2 2 21 1 2 2 3 3 2 4 4 2( / ) ( / ) ( / )eJ J J m v m v? ? ? ?? ? ? ? 32cv v l??? 4 2 2 2sin sincv v l? ? ??? 2 2 2 2 2 21 2 1 2 3 2 2 4 2 2 2 1 2 3 4 2( / ) ( / ) ( sin / ) 9 sineJ J z z J m l m l J J m l m l? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 2）求 eM 瞬時功率不變 2 1 1 4 4c os 180 ( )eM M F v??? ? ? ? 1 1 2 4 4 2 1 2 1 4 2 2 2 1 4 2( / ) c o s 1 8 0 ( / ) ( / ) ( sin / ) 3 sineM M F v M z z F l M F l? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 說明： 1） eJ 的前三項為常數(shù)，第四項為等效構(gòu)件的位置參數(shù) 2? 的函數(shù)，為變量。 52 機械的自鎖 一、機械的自鎖：由于摩擦力的存在，無論驅(qū)動如何增大也無法使機械運動的現(xiàn)象。 如果 ???， P? 為負(fù)值，成為驅(qū)動力的一部分，作用為促使滑塊 1 沿斜面等速下滑。 ω 1 A D C 1 4 3 2 B vc2c1 ac1 vc1 C C C3 √ ？ √ √ ？ C→ D ⊥ CD √ √ ∥ AB 8 矢量方程圖解法小結(jié) 第一步要判明機構(gòu)的級別：適用二級機構(gòu)；第二步分清基本原理中的兩種類型。 瞬心法缺點：不適用多桿機構(gòu)； 如瞬心點落在紙外，求解不便；速度瞬心法只限于對速度進(jìn)行分析 , 不能分析機構(gòu)的加速度；精度不高。 正確處理方法：計算自由度時將局部自由度減去。 方法一： 3 2 3 3 2 3 1 1 1lhF n p p F ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 方法二：假想構(gòu)件 2 和 3 焊成一體 3 2 3 2 2 2 1 1lhF n p p? ? ? ? ? ? ? ? ? 機構(gòu)中某些構(gòu)件所產(chǎn)生的局部運動并不影響其他構(gòu)件的運動 , 把這種局部運動的自由度稱為局部自由度。 三、運動鏈 :指兩個以上的構(gòu)件通過運動副聯(lián)接而構(gòu)成的系統(tǒng)。 （ 2）約束：指通過運動副聯(lián)接的兩構(gòu)件之間的某些相對獨立運動所受到的限制。 ③ 恰當(dāng)?shù)剡x擇投影面：一般選擇與機械的多數(shù)構(gòu)件的運動平面相平行的平面作為投影面。 ③ 若兩構(gòu)件在多處相接觸構(gòu)成平面高副，且各接觸點處的公法線重合 ,則只能算一個平面高副（如圖 27）所示 。 若為純滾動 , 接觸點即為瞬心； 移動副聯(lián)接兩構(gòu)件的瞬心在垂直于導(dǎo)路方向的無究遠(yuǎn)處 。 ①由極點 P? 向外放射的矢 量代表構(gòu)件相應(yīng)點的絕對加速度； ②連接兩絕對加速度矢量矢端的矢量代表構(gòu)件上相應(yīng)兩點間的相對加速度，其指向與加速度的下角標(biāo)相反； ③也存在加速度影像原理。 整個接觸面各處法向反力在鉛垂方向的分力的總和等于外載荷 Q。 51 機械的效率 一、各種功及其相互關(guān)系 驅(qū)動功 dW （輸入功）：作用在機械上的驅(qū)動力所作的功。 （ 1）求出當(dāng) Ｑ 為驅(qū)動力時，該機構(gòu)的機械效率。 m a x m in( ) / m? ? ? ??? 設(shè)計機械時，應(yīng)滿足： []??? m a x m inm a x m in()2( ) /mm???? ? ? ????? m a xm in2 2 2m a x m in(1 )2(1 )22mmm??????? ? ??? ?????? ? ???? ???? m? 一定時， ? 越小 ， max? 與 min? 的差值越小，機器的運轉(zhuǎn)越平穩(wěn)。 曲柄搖桿機構(gòu) 鉸鏈四桿機構(gòu)中，若其兩個連架桿一為曲柄，一為搖桿，則此四桿機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。 例：圖 85 所 示機構(gòu)尺寸滿足桿長條件，當(dāng)取不同構(gòu)件為機架時各得什么機構(gòu)？ 注意：如果四桿機構(gòu)不滿足桿長條件，則不論取哪個構(gòu)件為機架，均為雙搖桿機構(gòu)。 （如圖 817）所示 設(shè)計分析：鉸鏈Ｂ和Ｃ位置已知，固定鉸鏈Ａ和Ｄ未知。 圖 819 ） ） 圖 820用機構(gòu)轉(zhuǎn)化法設(shè)計過程 ） ） 圖 821 ） ） 圖 822 ） ） 圖 823 ） ） 圖 822 ） ） 圖 822 ） ） 26 曲柄滑塊機構(gòu) （如圖 824）所示 已知條件：滑塊行程 H、偏矩 e 和行程速比系數(shù) K。（推桿的等加速等減速運動規(guī)律） ②推程運動方程 推程等加速段邊界條件：0, 0 0/ 2 , / 2svsh???? ? ??? ???0運 動 始 點 ： ，運 動 終 點 ： 加速段運動方程式為：220202202/4/4/shvhah???? ???? ??? ??????? ?? 圖 95 圖 96 31 推程等減速段邊界條件： 0 / 2 , / 2,0shs h v???????? ? ? ?? 0運 動 始 點 ：運 動 終 點 ： ， 等減速段運動方程為220022202 ( ) /