【文章內(nèi)容簡介】 級組來試拆；如果無法拆除 (指拆除之后剩余部分不能構(gòu)成一個完整機(jī)構(gòu) )，意味著拆除有誤，再試拆高一級桿組； (4) 拆桿組結(jié)束的標(biāo)志是只剩下原動件和機(jī)架所組成的 Ⅰ 級機(jī)構(gòu)。 這里需要特別注意兩點(diǎn)：其一，所謂離原動件 “ 最遠(yuǎn) ” ，主要不是指在空間距離上離原動件最遠(yuǎn)，而是指在傳動關(guān)系和傳動路線上離原動件最遠(yuǎn)；其二，每拆除一個桿組，剩余的部分 應(yīng)該仍為一個完整的機(jī)構(gòu)， 這是判別拆除過程是否正確的準(zhǔn)則，必須遵守。 第 2 章 連桿機(jī)構(gòu) 本章內(nèi)容包括平面連桿機(jī)構(gòu)和空間連桿機(jī)構(gòu)兩部分，其中平面連桿機(jī)構(gòu)是本章的重點(diǎn)。 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化方法 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可以通過 4 種方式演化出其他形式的四桿機(jī)構(gòu)。即 ① 取不同構(gòu)件為機(jī)架； ② 變轉(zhuǎn)動副為移動副； ③ 桿狀構(gòu)件與塊狀構(gòu)件互換； ④ 銷釘擴(kuò)大。 四桿機(jī)構(gòu)通過選擇不同構(gòu)件為機(jī)架可以演化出其他型式。這種演化方式也稱為 “ 運(yùn)動倒置 ” 。 以上所述的各種演化方法是通過基本機(jī)構(gòu)變異產(chǎn)生新機(jī)構(gòu)型式的重要方法，故掌握這些演化方法很重要。 6 22. 平面連桿 機(jī)構(gòu)的工作特性 1) 急回特性 有時某一機(jī)構(gòu)本身并無急回特性，但當(dāng)它與另一機(jī)構(gòu)組合后，此組合后的機(jī)構(gòu)并不一定亦無急回特性。機(jī)構(gòu)有無急回特性，應(yīng)從急回特性的定義入手進(jìn)行分析。 2） 壓力角和傳動角 壓力角是衡量機(jī)構(gòu)傳力性能好壞的重要指標(biāo)。因此，對于傳動機(jī)構(gòu)，應(yīng)使其 α 角盡可能小 (γ 盡可能大 )。 連桿機(jī)構(gòu)的壓力角 (或傳動角 )在機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中是不斷變化的。從動件處于不同位置時有不同的 α 值，在從動件的一個運(yùn)動循環(huán)中， α 角存在一個最大值 αmax 。在設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)時，應(yīng) 注意使 αmax≤[α ］。 3） 死點(diǎn)位置 此處應(yīng)注 意： “ 死點(diǎn) ” 、 “ 自鎖 ” 與機(jī)構(gòu)的自由度 F≤0 的區(qū)別。自由度小于或等于零，表明該運(yùn)動鏈不是機(jī)構(gòu)而是一個各構(gòu)件間根本無相對運(yùn)動的桁架；死點(diǎn)是在不計(jì)摩擦的情況下機(jī) 構(gòu)所處的特殊位置，利用慣性或其他辦法，機(jī)構(gòu)可以通過死點(diǎn)位置，正常運(yùn)動；而自鎖是指機(jī)構(gòu)在考慮摩擦的情況下，當(dāng)驅(qū)動力的作用方向滿足一定的幾何條件時，雖然機(jī)構(gòu)自由度大于零， 但機(jī)構(gòu)卻無法運(yùn)動的現(xiàn)象。死點(diǎn)、自鎖是從力的角度分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況，而自由度是從機(jī)構(gòu)組成的角度分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況。 3. 平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動設(shè)計(jì)常分為三大類設(shè)計(jì)命題： 剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和軌跡生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其基本設(shè)計(jì)過程如下： (1) 確定設(shè)計(jì)要求，即對實(shí)際要求進(jìn)行提煉，以便得到與具體設(shè)計(jì)有關(guān)的具體要求，并將這些具體要求加以分類； (2) 初步選定滿足以上具體要求的連桿機(jī)構(gòu)型式； (3) 選用合適的設(shè)計(jì)方法，確定機(jī)構(gòu)參數(shù)； (4) 校驗(yàn)與評價，即校核所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否滿足設(shè)計(jì)要求及性能要求。 在函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，當(dāng)要求實(shí)現(xiàn)幾組對應(yīng)位置，即設(shè)計(jì)一個四桿機(jī)構(gòu)使其兩連架桿實(shí)現(xiàn)預(yù)定的對應(yīng)角位置時，可以用所謂的 “ 剛化反轉(zhuǎn)法 ” 求解此四桿機(jī)構(gòu)。這個問題是本章的 難點(diǎn)之一。讀者應(yīng)徹底弄懂教程中所述的分析思路及求解方法。 第 3 章 凸輪機(jī)構(gòu) 本章的重點(diǎn)是凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動設(shè)計(jì)。 1. 凸輪機(jī)構(gòu)的型式選擇 根據(jù)使用場合和工作要求選擇凸輪機(jī)構(gòu)的型式，是凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一步，又稱為凸輪機(jī)構(gòu)的型綜合。 在選擇凸輪機(jī)構(gòu)型式時，簡單性總是首要考慮的因素。因此在滿足運(yùn) 動學(xué)、動力學(xué)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)性等要求的情況下，選擇的凸輪機(jī)構(gòu)型式越簡單越好。 2. 從動件運(yùn)動規(guī)律的選擇或設(shè)計(jì) 將不同規(guī)律的運(yùn)動曲線拼接起來組成新的運(yùn)動規(guī)律是本章的難點(diǎn)之一。拼接后所形成的新運(yùn)動規(guī)律應(yīng)滿足下列 3 個條件：滿足 工作對從動件特殊的運(yùn)動要求；滿足運(yùn)動規(guī)律拼接的邊界條 件，即各段運(yùn)動規(guī)律的位移、速度和加速度值在連接點(diǎn)處應(yīng)分別相等；使最大速度和最大加速度的值盡可能小。 3. 凸輪基圓半徑的確定 基圓半徑的選擇是一個既重要又復(fù)雜的問題。 移動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的最小基圓半徑，主要受 3 個條件的限制，即 ① 凸輪的基圓半徑應(yīng)大于凸輪軸的半徑； ② 保證最大壓力角 αmax 不超過許用壓力角 [α ］； ③ 保證凸 輪實(shí)際廓線的最小曲率半徑 ρa(bǔ) min=ρmin rr≥3~5 mm ，以避免運(yùn)動失真和應(yīng)力集中。 對于移動平底從動件盤 形凸輪機(jī)構(gòu)而言，因其壓力角始終為零 (從動件導(dǎo)路與平底垂直 )，所以凸輪的最小基圓半徑主要受到以下兩個條件的限制： ① 凸輪的基圓半徑應(yīng)大于凸輪軸的半 7 徑； ② 凸輪廓線的曲率半徑 ρmin≥[ρ ］ =3~5 mm，以避免運(yùn)動失真和應(yīng)力集中。 4. 凸輪廓線的設(shè)計(jì) 凸輪廓線設(shè)計(jì)的反轉(zhuǎn)法原理是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。 無論是用圖解法還是解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線，所依據(jù)的基本原理都是反轉(zhuǎn)法原理。該原理可歸納如下：在凸輪機(jī)構(gòu)中，如果對整個機(jī)構(gòu)繞凸輪轉(zhuǎn)動軸心 O 加上一個與凸輪轉(zhuǎn)動角速度 ω 大小 相等、方向相反的公共角速度 (ω) ，這時凸 輪與從動件之間的相對運(yùn)動關(guān)系并不改變。 5. 凸輪機(jī)構(gòu)的分析 在設(shè)計(jì)移動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)時，若發(fā)現(xiàn)其壓力角超過了許用值，可以采取以下措施： (1) 增大凸輪的基圓半徑 rb。 (2) 選擇合適的從動件偏置方向。在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時，若發(fā)現(xiàn)采用對心移動從動 件凸輪機(jī)構(gòu)推程壓力角過大，而設(shè)計(jì)空間又不允許通過增大基圓半徑的辦法來減小壓力角時，可以通過選取從動件適當(dāng)?shù)钠梅较颍垣@得較小的推程壓力角。即在移動滾子從動件盤形凸輪 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，選擇偏置從動件的主要目的，是為了減小推程壓力角。 當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)動失真現(xiàn)象時，可采取以下措施： (1) 修改從動件的運(yùn)動規(guī)律。 (2) 當(dāng)采用滾子從動件時，滾子半徑必須小于凸輪理論廓線外凸部分的最小曲率半徑 ρmin ，通常取 rr≤ 。若由于結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等因素限制， rr 不能取得太小，而從動件的運(yùn)動規(guī) 律又不允許修改時，則可通過加大凸輪的基圓半徑 rb，從而使凸輪廓線上各點(diǎn)的曲率半徑均隨之增大的辦法來避免運(yùn)動失真。 對于移動平底從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)來說，偏距 e 并不影響凸輪廓線的形狀，選擇適當(dāng)?shù)钠?，主要是為了減輕從動件在推程中過大的彎曲應(yīng)力。 第 4 章 齒輪機(jī)構(gòu) 漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的傳動設(shè)計(jì)是本章的重點(diǎn)。 1. 易混淆的概念 本章的特點(diǎn)是名詞、概念多，符號、公式多，理論系統(tǒng)性強(qiáng)，幾何關(guān)系復(fù)雜。學(xué)習(xí)時要注意清晰掌握主要脈絡(luò)，對基本概念和幾何關(guān)系應(yīng)有透徹理解。以下是一些易混淆的概念。 (1) 法向齒距與基圓齒距 (2) 分度圓與節(jié)圓 (3) 壓力角與嚙合角 (4) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪與零變位齒輪 (5) 變位齒輪與傳動類型 (6) 齒面接觸線與嚙合線 (7) 理論嚙合線與實(shí)際嚙合線 (8) 齒輪齒條嚙合傳動與標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具范成加工齒輪 2. 關(guān)于齒側(cè)間隙問題 教程中在分析一 對齒輪的嚙合傳動時，是以無齒側(cè)間隙為出發(fā)點(diǎn)的。實(shí)際應(yīng)用的一對齒輪嚙合傳動是存在齒側(cè)間隙的，不過這種齒側(cè)間隙很小，是通過規(guī)定齒厚和中心距等的公差來保 證的。齒輪嚙合傳動時存在微小側(cè)隙的目的主要是為了便于在相互嚙合的齒廓之間進(jìn)行潤滑，以及避免輪齒由于摩擦發(fā)熱膨脹而引起擠壓現(xiàn)象。在進(jìn)行齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動設(shè)計(jì)時，仍應(yīng)按照無齒 側(cè)間隙的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。 第 5 章 輪系 本章的重點(diǎn)是輪系的傳動比計(jì)算和輪系的設(shè)計(jì)。 清 1. 輪系的傳動比 根據(jù)結(jié)構(gòu)組成和運(yùn)動特點(diǎn)，輪系可分為定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和混合輪系三大類。 8 1) 定軸輪系 雖然定軸輪系的傳動比計(jì)算最為簡單，但它卻是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。 定軸輪系傳動比的大小，等于組成輪系的各對嚙合齒輪中從動輪齒數(shù)的連乘積與主動輪齒數(shù)的連乘積之比，關(guān)于定軸輪系中主、從動輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定有 3 種情況。 (1) 輪系中各輪幾何軸線均互相平行的情況 在這種情況下，可用 (1)m 來確定輪系傳動比的正負(fù)號， m 為輪系中外嚙合的對數(shù)。若計(jì)算結(jié)果為正，則說明主、從動輪轉(zhuǎn)向相同；為負(fù)則說明主、從動輪轉(zhuǎn)向相反。需要注意的一個問 題是惰輪的作用。當(dāng)定軸輪系中有惰輪時，雖然其齒數(shù)對傳動比數(shù)值的大小沒有影響，但它的存在對 末輪的轉(zhuǎn)向?qū)a(chǎn)生影響。 (2) 輪系中所有齒輪的幾何軸線不都平行，但首末兩輪的軸線互相平行的情況 由于首末兩輪的幾何軸線依然平行，故仍可用正、負(fù)號來表示兩輪之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系：二者轉(zhuǎn)向相同時，在傳動比計(jì)算結(jié)果中標(biāo)以正號；二者轉(zhuǎn)向相反時，在傳動比計(jì)算結(jié)果中標(biāo)以負(fù)號 。需要特別注意的是，這里所說的正負(fù)號是用在圖上畫箭頭的方法來確定的，而與 (1)m 無關(guān)。 (3) 輪系中首末兩輪幾何軸線不平行的情況 當(dāng)首末兩輪的幾何軸線不平行時，首末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系不能用正、負(fù)號來表示，而只能用在圖上畫箭頭的方法來表示。 周轉(zhuǎn)輪系的 傳動比計(jì)算是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。 (1) 周轉(zhuǎn)輪系傳動比計(jì)算的基本思路 周轉(zhuǎn)輪系與定軸輪系的根本區(qū)別在于：周轉(zhuǎn)輪系中有一個轉(zhuǎn)動著的系桿，由于它的存在使行星輪既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)。為了解決周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計(jì)算問題，可假想給整個輪系加上一個公共 的角速度 (ωH) ，使系桿固定不動，這樣，周轉(zhuǎn)輪系就轉(zhuǎn)化成了一個假想的定軸輪系。 周轉(zhuǎn)輪系的類型很多，若僅僅為了計(jì)算其傳動比，一般來說，可以不必考慮它屬于哪種類型的周轉(zhuǎn)輪系，只要透徹地理解了周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動比計(jì)算的基本公式，再掌握一定的解 題技巧，就能熟練解決各種周轉(zhuǎn)輪 系的傳動比計(jì)算問題。 3) 混合輪系 混合輪系傳動比的計(jì)算既是本章的重點(diǎn)，也是本章的難點(diǎn)。 (1) 混合輪系傳動比計(jì)算的基本思路 計(jì)算混合輪系傳動比的正確方法是：首先，將各個基本輪系正確地劃分開來，分別列出計(jì)算各基本輪系傳動比的關(guān)系式，然后找出各基本輪系之間的聯(lián)系，最后將各個基本輪系傳動比 關(guān)系式聯(lián)立求解。 (2) 混合輪系傳動比的計(jì)算步驟清華考研 ! ① 首先正確地劃分各個基本輪系。 ② 分別列出計(jì)算各基本輪系傳動比的關(guān)系式。 ③ 找出各個基本輪系之間的聯(lián)系。 ④ 將各個基本輪系傳動比關(guān)系式聯(lián)立求解，即可 得到混合輪系的傳