機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)-資料下載頁(yè)
2025-07-12 21:07本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】度的重要標(biāo)志之一。大量的新機(jī)器也從傳統(tǒng)的純機(jī)械系統(tǒng)，演變。成機(jī)電一體化的機(jī)械設(shè)備。機(jī)器的設(shè)計(jì)制造周期越來(lái)越短，對(duì)機(jī)器的性能、質(zhì)量的要。重載、智能等方面發(fā)展。握、運(yùn)用的目的。常見的如內(nèi)燃機(jī)、機(jī)床、汽車、火車、發(fā)。電機(jī)、洗衣機(jī)等等。都是人為的實(shí)物組合；傳遞運(yùn)動(dòng)和變換運(yùn)動(dòng)形式。點(diǎn)來(lái)看機(jī)器與機(jī)構(gòu)二者之間并無(wú)區(qū)別。凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)等多個(gè)機(jī)構(gòu)。實(shí)物，組成的剛性結(jié)構(gòu)。動(dòng)的單元，而零件是制造的單元。齒輪機(jī)構(gòu)和間歇機(jī)構(gòu)等。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾方面的基本要求。作條件下、規(guī)定的工作期限內(nèi)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為此，必須正確選擇。只有零、部件的可靠性高，才能使系統(tǒng)的。件，必須保證其必要的可靠性。壽命周期內(nèi)用最低的成本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的預(yù)定功能。零部件應(yīng)最大限度的與同類產(chǎn)品互換通用，產(chǎn)品應(yīng)成系列發(fā)展，規(guī)律時(shí)，其余構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)并不確定。素，顯然運(yùn)動(dòng)副也是組成機(jī)構(gòu)的主要要素。兩構(gòu)件以面接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為低副。一軸線作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。
【正文】 cosα,這說(shuō)明壓力角越小，有效分力就越大。也即是說(shuō)，壓力角可作為判斷機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能的標(biāo)志。在連桿設(shè)計(jì)中，為了度量方便，習(xí)慣用壓力角 α的余角 γ（即連桿和從動(dòng)搖桿之間所夾的銳角）來(lái)判斷傳力性能， γ稱為傳動(dòng)角。因 γ＝ 90176。－ α，所以 α越小， γ越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好；反之， α越大，γ越小，機(jī)構(gòu)傳力越費(fèi)勁，傳動(dòng)效率越低。 機(jī)構(gòu) 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)角是變化的，為了保證機(jī)構(gòu)正常工作，必須規(guī)定最小傳動(dòng)角 γmin。對(duì)于一般工，通常取 γmin ≥40176。；對(duì)于顎式破碎機(jī)、沖床等大功率機(jī)械，最小傳動(dòng)角應(yīng)當(dāng)取大一些，可取 γmin≥50176。；對(duì)于小功率的控制機(jī)構(gòu)和儀表， γmin 可略小于40176。 四、 死點(diǎn)位置 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿 CD 為主動(dòng)件、曲柄 AB 為從動(dòng)件時(shí)，當(dāng)連桿 BC 與曲柄 AB 處于共線位置時(shí)，連桿 BC 與曲柄AB 之間的傳動(dòng)角 γ＝ 0176。，壓力角 α=90176。，這時(shí)連桿 BC 無(wú)論連桿BC 給從動(dòng)件曲柄 AB 的力多么大曲柄 AB 不動(dòng)，機(jī)構(gòu)所處的這111800 ??? KK?種位置稱為 死點(diǎn)位置 。 例如在家用縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)中就存在死點(diǎn)位置。機(jī)構(gòu)存在死點(diǎn)位置是不利的，對(duì)于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，采取以下措施使機(jī)構(gòu)順利地通過(guò)死點(diǎn)位置 。家用縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)中大帶輪就相當(dāng)于飛輪，利用慣性通過(guò)死點(diǎn)。 ，例如V型發(fā)動(dòng)機(jī)。 有時(shí)可利用死點(diǎn)位置實(shí)現(xiàn)某種功能。如教材圖 2— 31 夾具當(dāng)工件與被夾緊后，四桿機(jī)構(gòu)的鉸鏈中心，B、 C、 D 處于同一條直線上，工件經(jīng)桿 1 給桿 2 傳給桿 3 的力，通過(guò)回轉(zhuǎn)中心 D 此力不能使桿 3 轉(zhuǎn)動(dòng)，因此當(dāng) F 去掉后仍能夾緊工件。 167。 2— 4 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題： ,即要求連桿機(jī)構(gòu)能引導(dǎo)構(gòu)件按規(guī)定順序精確或近似地經(jīng)過(guò)給定的若干位置。 ，即要求主、從動(dòng)件滿足已知的若干組對(duì)應(yīng)位置關(guān)系，包括滿足一定的急回特性要求，或者在主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律一定時(shí)，從動(dòng)件能精確或近似地按給定規(guī)律運(yùn)動(dòng)。 ，即要求連桿機(jī)構(gòu)中做平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件上某一點(diǎn)精確或近似地沿著給定的軌跡運(yùn)動(dòng)。 四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法有解析法、幾何作圖法和實(shí)驗(yàn)法。本章僅介紹作圖法，實(shí)驗(yàn)法。 一、按 給定 連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 給定連桿的三個(gè)位置 給定連桿的兩個(gè)位置 B1C1和 B2C2時(shí)與給定連桿的三個(gè)位置相似，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)圖解過(guò)程如下。 ① 選定長(zhǎng)度比例尺 繪出連桿的兩個(gè)位置 B1C B2C2。 ② 連接 B1B C1C2，分別作線段 B1B2和 C1C2的垂直平分線 B12 和 C12，分別在 B12 和 C12 上任意取 A， D 兩點(diǎn)， A，D 兩點(diǎn)即是兩個(gè)連架桿的固定鉸鏈中心。連接 AB C1D、 B1CAD， AB1C1D 即為所求的四桿機(jī)構(gòu)。 工件夾緊機(jī)構(gòu) ③ 測(cè)量 AB C1D、 AD 計(jì)算 lAB、LCD LAD 的長(zhǎng)度 , 由 于 A 點(diǎn)可任意選取，所以有無(wú)窮解。在實(shí)際設(shè)計(jì)中可根據(jù)其他輔助條件，例如限制最小傳動(dòng)角或者 A、 D 的安裝位置來(lái)確定鉸鏈 A、 D 的安裝位置。 二、按給定 行程速度變化系數(shù) K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) 按行程速度變化系數(shù) K 設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)往往是已知曲柄機(jī)構(gòu)搖桿 L3 的長(zhǎng)度及搖桿擺角 ψ 和速度變化系數(shù) K。怎樣用作圖法設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是確定鉸鏈中心 A 點(diǎn)的位置，定出其他三桿的尺寸L L2 和 L4。其設(shè)計(jì)步驟如下： (1)由給定的行程速比系數(shù) K，按式 : 求出極位夾角 θ, (2)任選固定鉸鏈中心 D 的位置，由搖桿長(zhǎng)度 L3 和擺角 ψ，作 出搖桿兩個(gè)極限位置 C1D 和 C2D。 (3) 連接 C1和 C2，并作 C1M 垂直于 C1C2 (4)作 ∠ C1C2O = 90176。－ θ， ∠ C2C1O = 90176。－ θ， C2O 與 C1O 相交于 O 點(diǎn)，由圖可見， ∠ C1OC2=2θ。 (5) 作 △ C10C2的外接圓，此圓上任取一點(diǎn) A 作為曲柄的固定鉸鏈中心。連 AC1 和 AC2，因同一圓弧的圓周角相等，故∠ C1AC2＝ ∠ C1OC2/2＝ θ。 (6) 因極限位置處曲柄與連桿共線。故 AC1＝ L2＋ L1，從而得曲柄長(zhǎng)度 L1＝（ AC2－ AC1） /2。再以 A 為圓心和以 L1為半徑作圓，交 C1A 的延 線于 B1，交 C2A 于 B2，即得 B1C1＝ B2C2＝ L2及 AD＝ L4。 由于 A 點(diǎn)是 △ C1PC2 外接圓上任選的點(diǎn)，所以若僅按行程速比系數(shù) K 設(shè)計(jì)，可得無(wú)窮多的解。 A 點(diǎn)位置不同，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角的大小也不同。如欲獲得良好的傳動(dòng)質(zhì)量，可按照最小傳動(dòng)角最優(yōu)或其他輔助條件來(lái)確定 A 點(diǎn)的位置。 三、按給定的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu) （自學(xué)內(nèi)容） 111800 ??? KK?本 章 小 結(jié) （ 1）平面連桿機(jī)械的應(yīng)用非常廣泛，在日常生活和生產(chǎn)中經(jīng)常遇到各種型式的連桿機(jī)構(gòu)，盡管它們的外形千變?nèi)f化，但經(jīng)分析、演化，都可歸為少數(shù)幾種基本類型，所以在學(xué)習(xí)過(guò)程中，對(duì)四桿機(jī)構(gòu) 的基本型式及其演化這部分內(nèi)容要特別注意。 （ 2）平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式為平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，它有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)三種形式。平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型取決于組成機(jī)構(gòu)的各桿長(zhǎng)關(guān)系和對(duì)機(jī)架選擇。將平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副演化為移動(dòng)副，就演變出新型的平面連桿機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、擺塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)等。 （ 3）掌握平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件、壓力角、傳動(dòng)角、死點(diǎn)、行程速比系數(shù)等基本概念是分析和設(shè)計(jì)平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。曲柄存在條件取決于各桿長(zhǎng)的相對(duì)關(guān)系和機(jī)架的選擇；壓力 角、傳動(dòng)角是機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析的基礎(chǔ)，影響機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能；了解死點(diǎn)的特性，克服其缺點(diǎn)，利用其優(yōu)點(diǎn)；行程速比系數(shù)反映了機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。 （ 4）平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是本章的一個(gè)難點(diǎn)。不同的設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采用不同的設(shè)計(jì)方法。圖解法直觀，易理解，常用于解決給定位置的設(shè)計(jì)任務(wù)。
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