【正文】 ∴ w1=w2=w32VD=w3lCDaD=w3lCDvvv314VB2= VB1+ VB2B1方向：∥BC ⊥AB ∥AB 大?。?？vvvgvkaB2 = aB1 + aB2B1+ aB2B1方向：∥BC B→A ∥AB ⊥AB向上2w大小：？1lAB？2w1VB2B1ωl1AB？315 擴大構(gòu)件法 vvvVB2= VB3+ VB3B2?？ 方向： ⊥AB ⊥BC ∥BC 大?。?ωl1ABVB3w3==w2 lBCvvvVD= VB2+ VDB2方向： ? ⊥AB ∥DB 大小： ？vtvvnvkvgaB2= aB3 + aB3 + aB2B3 + aB2B3方向：B→A B→C ⊥BC ⊥BC向下 ∥BC 大小：w12ωl1ABωl2DBvtaB3e3=e2=lBClAB w32lBC？2w3VB2B1？vvvtvnaD= aB2+ aDB2 + aDB2 方向：？ D→A ⊥B2D D→B222wwe大?。海?lAB2lBD2lBD vvvtvnaE= aD+ aED + aED方向：？ √ ⊥ED E→D2we大?。?？√2lDE2lDE。重疊共線 38 ωpp=11314ωpp31334ωω=3p13p14p13p341ka39 a)有 vvvVB3=VB2+VB3B2方向： ⊥BC ⊥AB ∥BC 大?。?？vtvnvkvgvnaB3 + aB3 = aB2 + aB3B2+ aB3B2方向：B→C ⊥BC B→A ⊥BC向右 ∥BC22ww大小：3lBC？1lAB2w3VB3B？ vka=0 w3=0 2位置 ωl1AB？VB3B2=0 4位置b)無a kVB3=VB2+VB3B2方向：⊥BC ⊥AB ∥BC 大?。?？ ωl1AB？ v39。p13p34=0 pp1314共點p1p1p23共線①j1=176。37 解：1）ωpp=11314p13p14p13p34ωlpp222。4e)k==6 23180。3c)k==6 23180。3a)k==6 23180。3）兩構(gòu)件均運動時，兩構(gòu)件瞬時絕對速度相等的重合點。四、課后習(xí)題答案31 答：1）兩構(gòu)件做相互平面運動的等速重合點叫瞬心。三、重點和難點：本章的學(xué)習(xí)重點是：對Ⅱ級機構(gòu)進行運動分析。重點是機構(gòu)的拆組方法及繪力多邊形的方法。3．4平面機構(gòu)的力分析1．簡單介紹機械上作用的力及慣性力的求解方法。加速度分析略3．3機構(gòu)運動分析的解析法1． 以鉸鏈四桿機構(gòu)為例，介紹復(fù)數(shù)矢量法，重點掌握建模方法，矢量方程的建立方法。即: VB2=VB1+VB2B1已知:導(dǎo)桿機構(gòu)中各構(gòu)件的長度，原動件1的角速度度ω1,求ω3 解: 根據(jù)相對運動原理列矢量方程式： VB3 = VB2 + VB3B2方向：⊥BC ⊥AB ∥BC 大?。?? ω1LAB ？上述方程式中，只有VB3和VB2的大小未知，可以用圖解法求解。VE =(pe)μv 方向如圖中pe的方向加速度分析略兩構(gòu)件上重合點的速度如圖所示構(gòu)件1與構(gòu)件2組成移動副,點B(B1及B2)為兩構(gòu)件的任意重合點。求解VE 利用下列矢量方程式求E點速度VE VE = VC + VEC = VB + VEB方向： ？ ⊥CD ⊥CE ⊥AB ⊥BE大?。?? pcμv ? ω1LAB上式中僅有VEC和VEB的大小未知,可以用圖解法求解。在速度圖上任取一點P為速度極點(表示速度為零的點).c)通過P點作代表VB的矢量pb(∥VB，且pb=VB/μv)d)分別過b點和p點作代表VCB和VC的方向線,得交點c，矢量pc和bc分別代表VC和VCB ，ω3，和VC根據(jù)速度圖可以求出：ω2=VCB/LCB=bcμv/LCB 將bc平移到機構(gòu)圖上的C點，可知ω2為順時針方向。a)確定速度比例尺。已知:鉸鏈四桿機構(gòu)中各構(gòu)件的長度,原動件1的角速度ω1，求ω2，ω3，VC，VE。第三節(jié) 用矢量方程圖解法作機構(gòu)的速度和加速度分析矢量方程圖解法，又稱相對運動圖解法，其所依據(jù)的基本原理是理論力學(xué)中的運動合成原理。例31 用瞬心法作平面鉸鏈四桿機構(gòu)的速度分析例32 用瞬心法作凸輪機構(gòu)的速度分析這里必須指出：利用瞬心法對機構(gòu)進行速度分析雖較簡便，但當(dāng)某些瞬心位于圖紙之外時，將給求解造成困難。在利用速度瞬心法進行機構(gòu)的速度分析時，首先要選取尺寸比例尺作出所要求位置的機構(gòu)運動簡圖，并確定出已知運動構(gòu)件和待求運動構(gòu)件（或輸入運動構(gòu)件與輸出運動構(gòu)件）之間的相對速度瞬心的位置，然后再利用速度瞬心的等速重合點的概念列出其速度等式，便可求得未知運動構(gòu)件的速度（或機構(gòu)的傳動比）。而由 N 個構(gòu)件(含機架)組成的機構(gòu)的瞬心總數(shù)K應(yīng)為： K = N(N1)/ 2(2)機構(gòu)各瞬心位置的確定方法如下:1)由瞬心定義確定瞬心的位置：對于通過運動副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件間的瞬心，可由瞬心定義直觀地確定其位置，其方法如下：以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)接的兩構(gòu)件，其瞬心就在轉(zhuǎn)動副的中心處；以移動副相聯(lián)接的兩構(gòu)件，其瞬心位于垂直于導(dǎo)路方向的無窮遠處；以作純滾動高副相聯(lián)接的兩構(gòu)件，其瞬心就在接觸點處；以作滾動兼滑動高副相聯(lián)接的兩構(gòu)件，其瞬心在過接觸點高副元素的公法線上。若該點的絕對速度為零，為絕對瞬心，否則為相對瞬心。在僅需對機構(gòu)作速度分析時，采用速度瞬心法往往顯得十分方便，故下面對速度瞬心法加以介紹。而當(dāng)需要精確地知道或要了解機構(gòu)在整個運動循環(huán)過程中的運動特性時，采用解析法并借助計算機，不僅可獲得很高的計算精度及一系列位置的分析結(jié)果，并能繪出機構(gòu)相應(yīng)的運動線圖，同時還可把機構(gòu)分析和機構(gòu)綜合問題聯(lián)系起來，以便于機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。圖解法主要有速度瞬心法和矢量方程圖解法。PPL＝7F＝35－27＝1 L＝7F＝35－27＝1(3)機構(gòu)運動分析的方法: 其方法很多，主要有圖解法和解析法。L＝8 Ph＝1F＝36－28－1＝1 j)BB處虛約束A、C、D復(fù)合鉸鏈 n＝7 PPL＝10 F＝37－210＝1 k)C、D處復(fù)合鉸鏈 n＝5 L＝6 Ph＝2F＝35－26－2＝1F＝37－210＝1 l)n＝7 PL＝10 m)CH平行相等DG平行相等EFB局部自由度I虛約束4桿和DG虛約束 n＝6 PL＝8 Ph＝1F＝36－28－1＝1 29 a)n＝3 P L＝4 hPh＝1 F＝33－28－1＝0 不能動Pn＝4 Pn＝4 P＝1F＝34－25－1＝1 ＝5 P＝1F＝34－25－1＝1 b)n＝5 P＝6F＝35－26＝3 運動不確定 n＝5 P＝7F＝35－27＝1 210 a)n＝7 P＝10F＝37－210＝1 L＝5 LhLLL二級機構(gòu) b)n＝5 三級機構(gòu) c)n＝5 二級機構(gòu)第三章平面機構(gòu)的運動分析第一節(jié) 機構(gòu)運動分析的任務(wù)、目的和方法(1)機構(gòu)運動分析的任務(wù): 是在已知機構(gòu)尺寸及原動件運動規(guī)律的情況下，確定機構(gòu)中其他構(gòu)件上某些點的軌跡、位移、速度及加速度和構(gòu)件的角位移、角速度及角加速度。按引入的約束數(shù)目可分為1—5級副。兩構(gòu)件之間的運動形式分為移動副和轉(zhuǎn)動副。有若干個構(gòu)件通過運動副的連接所構(gòu)成的系統(tǒng)叫運動鏈。22 答：運動副食兩構(gòu)件之間直接接觸的可動連接。經(jīng)高副低代后的平面機構(gòu)，可視為平面低副機構(gòu)。3．平面機構(gòu)的高副低代法目的：為了使平面低副機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運動分析的方法適用于含有高副的平面機構(gòu)。通常稱此過程為拆桿組。在設(shè)計中必須遵循的原則：在滿足相同工作要求的前提下，機構(gòu)的結(jié)構(gòu)越簡單、桿組的級別越低、構(gòu)件數(shù)和運動副的數(shù)目越少越好。桿組的結(jié)構(gòu)式為：3n=2pl機構(gòu)的組成原理：把若干個自由度為零的基本桿組依次聯(lián)接到原動件和機架上，就可組成新的機構(gòu)，其自由度數(shù)目與原動件的數(shù)目相等。桿組：自由度為零的從動件系統(tǒng)。 任何機構(gòu)中都包含原動件、機架和從動件系統(tǒng)三部分。采用虛約束是為了改善構(gòu)件的受力情況；傳遞較大功率；或滿足某種特殊需要。虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合： ；； ； 。解決的方法：計算機構(gòu)自由度時，設(shè)想將滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起，視為一個構(gòu)件。解決問題的方法：若有K個構(gòu)件在同一處組成復(fù)合鉸鏈，則其構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副數(shù)目應(yīng)為（K1）個(2)局部自由度 定義：若機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自身的局部運動有關(guān)，并不影響其他構(gòu)件的運動，則稱這種自由度為局部自由度。由于每引入一個約束構(gòu)件就失去了一個自由度，故整個機構(gòu)相對于機架的自由度數(shù)為F=3n2plph（）該式稱為平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)公式。（1〕平面機構(gòu)自由度計算的一般公式設(shè)一個平面機構(gòu)中共有n個活動構(gòu)件，在用運動副將所有構(gòu)件聯(lián)接起來前，這些活動構(gòu)件具有3n個自由度。： 機構(gòu)的獨立運動數(shù)稱為機構(gòu)的自由度。并從運動件開始，按傳動順序標(biāo)出各構(gòu)件的編號和運動副的代號。機構(gòu)示意圖：為了表明機械的組成狀況和結(jié)構(gòu)特征，不嚴(yán)格按比例繪制的簡圖。機構(gòu)運動簡圖：用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的簡單符號和線條代表運動副和構(gòu)件，并按一定比例尺表示機構(gòu)的運動尺寸，繪制出表示機構(gòu)的簡明圖形?？臻g機構(gòu)： 機構(gòu)的各構(gòu)件的相對運動不在同一平面內(nèi)或平行的平面內(nèi)。機架：機構(gòu)中固定不動的構(gòu)件；原動件：按照給定運動規(guī)律獨立運動的構(gòu)件 從動件：其余活動構(gòu)件。開式運動鏈（開鏈）：運動鏈的各構(gòu)件未構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)。3．運動鏈運動鏈?zhǔn)侵竷蓚€或兩個以上的構(gòu)件通過運動副聯(lián)接而構(gòu)成的系統(tǒng)。3)按相對運動的形式分平面運動副：兩構(gòu)件之間的相對運動為平面運動。2)按運動副的接觸形式分：低副：構(gòu)件與構(gòu)件之間為面接觸。運動副每引入一個約束，構(gòu)件就失去一個自由度。自由度：構(gòu)件所具有的獨立運動的數(shù)目。2．運動副及其分類運動副：兩構(gòu)件直接接觸所形成的可動聯(lián)接。構(gòu)件可以是一個零件，也可以是由多個零件組成的剛性系統(tǒng)。了解高副低代的方法；學(xué)會根據(jù)機構(gòu)組成原理，用基本桿組、原動件和機架創(chuàng)新構(gòu)思新機構(gòu)的方法。能準(zhǔn)確識別出機構(gòu)中存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，并作出正確處理。14 略第二章平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一、教學(xué)要求。13 答：1）機構(gòu)的分析：包括結(jié)構(gòu)分析、運動分析、動力學(xué)分析。12 答：機構(gòu)和機器，二者都是人為的實物組合體，各實物之間都具有確定的相對運動。4）。如電動機、內(nèi)燃機、起重機、汽車等。如齒輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、螺旋機構(gòu)等。4．注意將所學(xué)知識用于實際,做到舉一反三。3．注意把理論力學(xué)的有關(guān)知識運用于本課程的學(xué)習(xí)中。2．重視邏輯思維的同時,加強形象思維能力的培養(yǎng)。4 機械原理課程的學(xué)習(xí)方法,注重素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。因此，機械原理是機械類各專業(yè)的一門非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是從基礎(chǔ)理論課到專業(yè)課之間的橋梁，是機械類專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育的最基本的課程。2．機械原理課程的研究內(nèi)容機構(gòu)的分析1）機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析（機構(gòu)的組成、機構(gòu)簡圖、機構(gòu)確定運動條件等）； 2）機構(gòu)的運動分析（機構(gòu)的各構(gòu)件的位移、速度和加速度分析等）；3）機構(gòu)的動力學(xué)分析（機構(gòu)的受力、效率、及在外力作用下機構(gòu)的真實運動規(guī)律等）；機構(gòu)的綜合（設(shè)計）：創(chuàng)新的過程1）常用機構(gòu)的設(shè)計與分析（連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、常用間歇機構(gòu)等）； 2）傳動系統(tǒng)設(shè)計（選用、組裝、協(xié)調(diào)機構(gòu)）通過對機械原理課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握對已有的機械進行結(jié)構(gòu)、運動和動力分析的方法，以及根據(jù)運動和動力性能方面的設(shè)計要求設(shè)計新機械的途徑和方法。它們的共同特征是：（1）人為的實物（機件）的組合體。機構(gòu)是傳遞運動和動力的實物組合體。（2）組成它們的各部分之間都具有確定的相對運動。機器的種類繁多，如內(nèi)燃機、汽車、機床、縫紉機、機器人、包裝機等，它們的組成、功用、性能和運動特點各不相同。（2）對機械原理學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀有所了解。z339。z339。z339。9711在如圖742所示的行星輪系中，已知各輪齒數(shù)Z1，Z2，Z2’，比i1Ｈ。10n3=0，iH13=n1nH=n1/nH1n=8H1i1H=iAB=9P=hQRB10R=180。40=83nHz1z239。解：NinPVAPwARAPRAh====iABNoutQVBQwBRBQRBQRB P=hRAiAB計算傳動比iABnA=n1，nB=nH。故則：n3=n5,n1n5=4n5n5n1/n51=42解得i15=9。5=n3zzz=45=5=1n5z339。79如圖740所示輪系中，已知Z1= 22，Z3=88，Z3’=Z5，試求傳動比i15=？解：左邊為定軸輪系，右邊為差動輪系Hi13=zzzn1nH88=23=3==4n3nHz1z2z122nH=n5, n3=n339。