第一章 建筑起重机械专业基础知识

第一章建筑起重机械专业基础知识

兴安盟特种设备检验所于强第一节机械图识图知识教学目标

1.掌握投影法的基本概念和正投影的基本性质。

2.掌握三视图的形成及投影关系。3.能够识读和绘制简单形体的三视图。第一节机械图识图知识

一、

投影与视图

中心投影法平行投影法概念：通常把空间物体的形象在平面上表达出来了的方法（一）投影法的原理:在光线照射下,通过投影线将物体反映在平面上投影要具备的四个条件:光源、投影线、投影体、投影面中心投影法平行投影法正投影法斜投影法画透视图画斜轴测图

画标高图及正轴测图单面投影多面投影画工程图样（二）投影与视图投影面投影面

中心投影法得到的投影一般不反映形体的真实大小。投影特性中心投影法投射中心投影体ACB投影abc投射线CABabc物体位置改变，投影大小也改变

度量性较差，作图复杂。投影特性投影体ACB投影面

立体感较差。投影大小与物体和投影面之间的距离无关。投影体ACB投影面abc斜投影投射线倾斜于投影面abc正投影投射线垂直于投影面平行投影法

能准确、完整地表达出形体的形状和结构，且作图简便，度量性较好，故广泛用于工程图。1、正投影法

投射线互相平行且垂直于投影面斜投影法

投射线互相平行且倾斜于投影面

全等性

积聚性

类似性

正投影的基本性质2.2正投影的基本性质投影的基本知识正投影的基本性质全等性

当空间直线或平面平行于投影面时，其投影反映直线的实长或平面的实形，这种投影性质称为全等性。2.2正投影的基本性质投影的基本知识正投影的基本性质积聚性

当直线或平面垂直于投影面时，其投影积聚为一点或一条直线，这种投影性质称为积聚性。2.2正投影的基本性质投影的基本知识正投影的基本性质类似性

当空间直线或平面倾斜于投影面时，其投影仍为直线或与之类似的平面图形，其投影的长度变短或面积变小，这种投影性质称为类似性。

3、三视图的形成及投影规律三面投影体系及三视图的形成

三视图的对应影规律2.3.三视图的形成及投影规律投影的基本知识三视图的形成及投影规律三面投影体系及三视图的形成

一般只用一个方向的投影来表达形体是不确定的，通常须将形体向几个方向投影，才能完整清晰地表达出形体的形状和结构。

2.3.1三面投影体系及三视图的形成三面投影体系及三视图的形成

设立三个互相垂直的投影平面，构成三面投影体系。这三个平面将空间分为八个分角，(GB4458.1–84)规定：采用第一角投影法，三面投影体系2.3.1三面投影体系及三视图的形成

设立三个互相垂直的投影平面，构成三面投影体系。这三个平面将空间分为八个分角，(GB4458.1–84)规定：采用第一角投影法，第一分角三面投影体系及三视图的形成直观图三面投影体系及三视图的形成三视图的形成展开投影面三视图的形成展开后的三视图三视图的形成三视图

在三投影面体系中摆放形体时，应使形体的多数表面(或主要表面)平行或垂直于投影面(即形体正放)。

形体在三投影面体系中的位置一经选定，在投影过程中不能移动或变更。三视图的对应影规律三视图间的位置关系

俯视图(H面)在主视图(V面)的正下方；

左视图(W面)在主视图(V面)的正右方，这种位置关系，在一般情况下是不允许变动的。直观图W位置关系俯视(产生H面投影)主视(产生V面投影)三视图间的对应关系

V面、H面（主、俯视图）——长对正。

V面、W面（主、左视图）——高平齐。

H面、W面（俯、左视图）——宽相等。直观图总体三等局部三等形体与视图的方位关系形体与视图的方位关系直观图三视图的方位关系

V面(主视图)——反映了形体的上、下、左、右方位关系；

H面(俯视图)——反映了形体的左、右、前、后方位关系；

W面(左视图)——反映了形体的上、下、前、后位置关系。小结

机械制图主要采用“正投影法”，它的优点是能准确反映形体的真实形状，便于度量，能满足生产上的要求。

三个视图都是表示同一形体，它们之间是有联系的，具体表现为视图之间的位置关系，尺寸之间的“三等”关系以及方位关系。这三种关系是投影理论的基础，必须熟练掌握。

画三视图时要注意，除了整体保持“三等”关系外，每一局部也保持“三等”关系，其中特别要注意的是俯.左视图的对应,在度量宽相等时,度量基准必须一致,度量方向必须一致。（三）剖视图问题：当机件的内部形状较复杂时，视图上出现很多虚线，不便于看图和标注尺寸解决办法？采用剖视图剖视图剖视图的概念假想用一剖切面将机件剖开，移去剖切面和观察者之间的部分，将其余部分向投影面投射，并在剖面区域内画上剖面符号常见机械零件的规定画法螺纹的画法外螺纹的画法常见机械零件的规定画法螺纹的画法内螺纹的画法（一）机械力的一般规定

为了便于生产、管理和技术交流，必须对图样的画法、尺寸注法等作出统一的规定。《技术制图》和《机械制图》国家标准是工程界重要的技术基础标准，是绘制和阅读机械图样的准则和依据。

1.1.1图纸幅面（GB／T14689—1993）和标题栏（GB/T10609.1—1989）1.图纸幅面及格式二、国家标准《机械制图》有关规定表1-1图纸基本幅面的尺寸（mm）幅面代号尺寸B×LA0841×1189A1594×841A2420×594A3297×420A4210×2973.标题栏

标题栏位于图纸的右下角，其形式如下：

图1-1标题栏的位置(1)图1-2标题栏的位置(2)

1.1.2比例（GB／T14690—1993）

比例是指图中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。原值比例：比值为1的比例，即1∶1。放大比例：比值大于1的比例，如2∶1等。缩小比例：比值小于1的比例，如1∶2等。绘图时，应尽量采用原值比例。需要按比例绘制图样时，由表1-2规定的系列中选取适当的比例。表1-2比例

不论采用何种比例，图形中所标注的尺寸数字必须是物体的实际大小，与图形的比例无关，如图1-3所示。原值比例1:1缩小比例1:21:51:101:2×10n1:5×10n1:10×10n

1:1.5×10n1:2.5×10n1:3×10n1:4×10n1:6×10n放大比例2:15:11×10n:12×10n:15×10n:14:12.5:14×10n:12.5×10n:1图1-3不同比例的尺寸注法

1.1.3字体（GB／T14691—1993）

图样上除了表达物体形状的图形外，还要用数字和文字说明物体的大小、技术要求和其他内容。在图样中书写的字体必须做到：字体工整，笔画清楚，间隔均匀，排列整齐。字体的高度h，其公称尺寸系列为：1.8，2.5，3.5，5，7，10，14，20mm。字体的号数代表字体的高度。

1.1.4图线（GB／T17450—1998）

绘制机械图样时，应采用国家标准中规定的图线。1.线型国家标准（GB／T17450—l998）中规定了15种基本线型及基本线型的变形。机械图样中常用的图线名称、型式、及其应用见表l-3。表1-3图线图线类型主要用途粗实线可见轮廓线细实线尺寸线、尺寸界线、剖面线、引出线细波浪线断裂处的边界线、视图和剖视图的分界线细双折线断裂处的边界线细虚线不可见轮廓线细点画线轴线、对称中心线粗点画线有特殊要求的表面表示线细双点画线假想投影轮廓线、中断线图线的应用2.线宽

机械图样中的图线分为粗线和细线两种。粗线宽度(d)应根据图形的大小和复杂程度在0.5～2mm之间选择，细线的宽度约为d／2。图线宽度的推荐系列为：0.13，0.18，0.25，0.35，0.5，0.7，1，1.4，2mm。实际画图中，粗线一般取0.7mm或0.5mm。

1.1.5尺寸注法（GB/T4458.4—1984，GB/T16675.2—1996）

物体的大小由所标注的尺寸确定。标注尺寸时，应严格遵守国家标准有关尺寸注法的规定，做到正确、完整、清晰、合理。

1.基本规定

(1)物体的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确程度无关。

(2)图样中的尺寸以毫米为单位时，不需注明计量单位的代号或名称，如采用其他单位，则必须注明相应的计量单位的代号或名称。(3)物体的每一尺寸，在图样中一般只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的图形上。(4)图样中所注尺寸是该物体最后完工时的尺寸，否则应另加说明。

2.标注尺寸的要素

标注尺寸应包括尺寸界线、尺寸线、箭头和尺寸数字，如图l-5所示。图1-5标注尺寸的要素(1)尺寸界线：表示尺寸的度量范围，用细实线绘制，由图形的轮廓线、轴线或对称中心线处引出，也可直接利用它们作尺寸界线。图1-6尺寸界线(a)尺寸界线一般应与尺寸线垂直,必要时才允许倾斜。图1-6尺寸界线(b)图1-6尺寸界线(c)标注角度的尺寸界线应沿径向引出标注弦长或弧长的尺寸界线应平行于该弦的垂直平分线图1-6尺寸界线(d)当弧度较大时，可沿径向引出

图1-6尺寸界线(e)2)尺寸线：表示尺寸的度量方向，用细实线单独画出，不能用其他图线代替，也不得与其他图线重合或画在其他图线的延长线上，尺寸线与所标注的线段平行。如图1-7所示图1-7尺寸线(a)直径与半径

图1-7尺寸线(b)当圆弧半径过大时

标注角度时，尺寸线应画成圆弧，其圆心是该角的顶点。图1-6尺寸线(c)图1-7尺寸线(d)对称机件图1-7尺寸线(e)狭小部位

(3)箭头：尺寸线的终端形式。箭头尖端与尺寸界线接触，不得超出也不得分开。(4)尺寸数字：表示物体尺寸的实际大小。尺寸数字一般应标注在尺寸线的上方。3.尺寸注法正误对照示例错误正确4.尺寸的其它注法5.尺寸的简化注法(1)45°倒角注法(2)非45°倒角注法斜度及其标注1.3.4斜度与锥度1.斜度斜度是指一直线（或平面）对另一直线（或平面）的倾斜程度。其大小以它们夹角的正切来表示，并将此值化为1:n的形式。（二）、机械零件图识读1、零件图⑴内容：①一组视图②足够和合理的尺寸③技术要求④标题栏（二）、机械零件图识读⑵识读：①看标题栏②分析视图③形体分析④分析尺寸⑤了解技术要求（二）、机械零件图识读1、装配图⑴内容：①一组视图②一组尺寸③技术要求④明细表（二）、机械零件图识读⑵识读：①建立初步印象②分析视图③分析工作原理和装配关系④综合归纳建立完整的认识第二节力学基础知识教学目标

1.掌握力与力系的基本概念和作用效果

2.熟悉力的合成与分解。3.掌握力的平衡。

4.了解摩擦力与惯性力

5.了解物体的体积与面积6.掌握物体的重心7.熟悉应力的相关知识一、理论力学基础知识㈠力、力系1、力的概念力是人与人、人与物体或物体与物体之间的相互作用。这种作用使人和物体的运动状态发生变化或者使人和物体的形状发生改变。力的效应：①运动效应(外效应)

②变形效应(内效应)。力的三要素：大小，方向，作用点。表示为：F，手写为力是矢量力的单位：国际单位制：牛顿(N)千牛顿(kN)2、力系作用于物体的一群力可分为平面力系和空间力系还可分为汇交力系、平行力系、和任意力系三类平面汇交力系指各力的作用线都在同一平面内，且汇交于一点的力系力学公理

1.公理一（二力平衡公理）

作用在同一物体上的两个力成平衡的必要与充分条件是：这两个力的大小相等、方向相反、作用在一条直线上。见图(a)(b)

二力杆（二力构件）：仅受二力作用而处于平衡的杆件或构件。

2.公理二（加减平衡公理）在作用于物体上的任一力系中，加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对物体的效应。3.推论1（力的可传性原理）作用在刚体上的力，可以沿其作用线移至刚体内任意一个点，并不改变原力系对刚体的效应。

4公理三（力的平行四边形法则）作用在物体上同一点的两个力可以合成为该点的一个合力，它的大小和方向由以这两个力的矢量为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。如图（a)所示另外还可以利用力的三角形法则来表示如图(b)(c)所示

5.推论2（三力平衡汇交定理）

物体受同平面内互不平行的三个力作用而处于平衡时，则此三力的作用线必汇交于一点。注：该定理所讲的只是共面不平行的三个力平衡的必要条件，而不是充分条件，即若共面的不平行的三个力的作用线汇交于一点，它们不一定组成平衡力系。

6.公理四（作用与反作用定理）两个物体间相互作用的力，总是同时存在的，它们的大小相等，指向相反，并沿同一直线分别作用在这两个相互作用的物体上。

7.公理五（刚化原理）变形体在已知力系作用下平衡时，若将此变形体视为刚体（刚化），则其平衡状态不变。注：此公理的适用条件为刚体。约束力（或约束反力、反力）：约束给被约束物体的作用力。约束与约束力一、概念自由体：在空间的运动不受任何限制的物体。非自由体：在空间的运动受到限制的物体，也称被约束体。约束：阻碍物体某些方向运动的限制条件。（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）①大小是未知的。故称为被动力。②方向总是与所限制的物体的位移方向相反；③作用点在物体与约束相接触的那一点。约束力特点：由于柔索只能阻碍物体沿柔索伸长的方向运动，故柔索的约束力通过柔索与物体的连接点，方位沿柔索而指向背离物体。即恒为拉力。二、常见约束及约束力：1.柔索约束（不计重的绳索、链条或皮带等）约束与约束反力1、具有光滑接触表面的约束FR2、由于柔软的绳索构成的约束FR3、由光滑绞链约束FRFRyFRx铰铰简化图受力图（同光滑圆柱铰链）工程实例或固定铰链支座活动铰链支座

在分析铰链约束力时，通常将销钉固连在某个构件上。如右图所示的三铰拱结构中，如将铰链C处的销钉固连在构件AC上，则构件AC、BC互为约束。受力图如下。（如将铰链C处的销钉固连在构件BC上，铰链约束力不变）③轴承由轴承和轴颈构成的轴承约束，其约束力的特征和铰链的约束力完全相同。

结构图4.活动铰支座（滚动支座）简化图被约束体可以绕销钉转动，可以沿销钉轴线移动，也可以沿支承面移动，即约束阻碍物体沿与支承面垂直的方向运动，其约束力通过销钉中心垂直于支承面，指向待定。连杆只阻碍物体上与连杆连接的那一点沿连杆两端铰链中心的连线运动，故连杆的约束力沿连杆两端铰链中心的连线，指向待定。连杆在结构中用作拉杆或支撑杆。连杆5.连杆约束两端是光滑铰链、自重不计、中间不受力的杆件，称为连杆。

当连杆平衡时，根据二力平衡公理，其两端的两个力必等值、反向、共线，因此，连杆是二力杆（只受两个力作用而平衡的杆）。

6.平面固定端平面固定端约束既阻碍被约束物体在该平面内沿任何方向移动，又阻碍被约束物体绕固定端在该平面内转动，如图。

阻碍被约束物体移动的约束力为两个正交的分力，阻碍被约束物体转动的为反力偶。

故平面固定端的约束反力有三个。(四)、力的合成与分解1.力的合成①在同一直线上的作用的合力②同方向平行力的合力③作用在一点有夹角的两力的合力[例1]用力拉动压路的碾子。已知碾子重，并受到固定石块A的阻挡，如图所示。试画出碾子的受力图。WFRAFRBABW2.力的分解ABF2F1F3确定A、B二处的约束力返回下一张上一张小结ABF2F1F3FAyFAxFRB取隔离体画受力图返回下一张上一张小结受力分析示例(3)2.比较AB杆与BC杆的受力。1.画出圆盘的受力图；返回下一张上一张小结圆盘的受力图WFR2FR1返回下一张上一张小结CFR1´FCyFCxFAxFAy二杆的受力图WFR2FR1WFR2FR1返回下一张上一张小结CFCyFCxBC杆的受力图FByFBxCFR1´FCyFCxFAxFAy返回下一张上一张小结FR1´FAxFAyAB杆的受力图FBx´FBy´CFR1´FCyFCxFAxFAy返回下一张上一张小结FR1´FAxFAyCFCyFCx受力分析中的作用与反作用FBx´FBy´FByFBx返回下一张上一张小结CFCyFCxFByFBxBC杆受力返回下一张上一张小结CFBC´FBC二力杆(二力构件)返回下一张上一张小结FR1´FAxFAyFBx´FBy´AB杆受力返回下一张上一张小结O三力汇交FR1´FAFB返回下一张上一张小结力的平衡拔河、杂技、自行车平衡：是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。若把与地球固结的参考系作为惯性参考系，则相对于地球保持静止或作匀速直线运动的物体，就处于平衡状态。注意：运动是绝对的平衡是相对的。平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，我们称这个力系为平衡力系。2.2.3平面一般力系的平衡条件、平衡方程式1.基本形式：2.二力矩形式：3.三力矩形式：附加条件：二矩心连线与投影轴不垂直附加条件：三矩心不共线返回下一张上一张小结

你知道它们最终为什么会停止下来吗?摩擦力定义:两个互相接触的物体,当他们已发生或即将发生相对运动时,会在接触面产生一个阻碍相对运动的力,这个力就是摩擦力.方向:与相对运动的方向相反1、滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时，所受到的另一个物体阻碍它相对运动的力。2、滑动摩擦力产生的条件：（1）相互接触，（2）有弹力，（3）有相对运动，（4）接触面不光滑。3、滑动摩擦力的方向：（一）滑动摩擦：总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动方向相反。说明：“相对运动”指相对接触物体的运动F=fN4、滑动摩擦力的大小：F表示滑动摩擦力N表示压力大小滑动摩擦力跟压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。f:比例常数，叫做动摩擦因数

说明：①f的大小由相互接触的两个物体的材料特性与表面状况等因素决定，与物体间的压力及是否发生相对滑动无关。

②滑动摩擦力的大小与物体间相对运动速度大小无关。只要出现相对滑动，滑动摩擦力恒为F=fN【例题】在东北的冬季伐木工作中，许多伐下的木料被装在雪橇上，用马拉着雪橇在冰道上滑行，将木料运送出去。一个有钢制滑板的雪橇，上面装着木料，总重量为4.9×104N.在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？解：已知G＝4.9×104N，f＝0.02，求拉力F1马拉雪橇匀速前进时，马对雪橇的拉力F1与冰道对雪橇的滑动摩擦力F2大小相等，即F1=F2=fN代入数值得F1=0.02×4.9×104N＝980N马要在水平方向用980N的力,才能够拉着雪橇匀速前进。雪橇与冰道间的压力FN大小等于的雪橇总重量G，即N＝G二、静摩擦1、什么叫静摩擦？发生在两个相对静止的物体之间的摩擦力叫静摩擦

2、静摩擦力产生的条件：（1）相互接触，（2）有弹力，（3）有相对运动的趋势，（4）接触面不光滑3、静摩擦力的方向：总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反静摩擦力方向的判断方法：假设法：即假设接触面是光滑的，物体会相对接触物体向什么方向运动，静摩擦力方向即与此相对运动方向相反。例：用力F拉水平地面上的A板，板及板上物体B保持相对静止向右做加速运动，分析A和B之间的摩擦力。ABF4、静摩擦力的大小：

0<F≤Fm5、静摩擦应用：说明：①静摩擦力大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成正比。②最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些，但有时认为二者是相等的。静摩擦力大小随外力的增大而增大。静摩擦力不能无限增大，静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力Fm，最大静摩擦力等于物体刚刚运动时的推力。

注意问题：（1）摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动或趋势，并不能说阻碍物体运动的作用。（2）不能绝对地说静止物体受到的摩擦力必是静摩擦力；运动的物体受到的必是滑动摩擦力。练习1：在图中，A物体受到摩擦力的是：A、A沿粗糙的竖直墙面滑下。B、A沿光滑的斜面向上运动。C、A随B一起向右匀速运动。D、A在斜面上静止不动。增大摩擦的方法1、摩擦太小了，起动不了！（1）增大接触面粗糙程度（2）上紧传送带，增大压力减少摩擦的方法加润滑油减小压力气垫船变滑动为滚动还有其他方法吗？巩固练习1、在日常生产和生活中，下面哪个措施的目的是减小摩擦A、在机器的转动部分加润滑油B、自行车紧急刹车时用力捏闸C、汽车轮胎上有很多花纹D、北方下雪时，常在道路上洒些灰渣摩擦力滑动摩擦力概念：产生条件：大小：F=fN方向：作用点：三要素静摩擦力概念：产生条件：大小：0<F≤Fm方向：三要素作用点：总结：

二、物体的计算（一）、面积的计算（二）、体积的计算（三）、重心的计算一般选择吊点位置时，应按下列原则进行：⑴如设备已设有吊点，则应利用，一般不可再另设吊点。⑵选用吊点位置应能保证吊件的稳定与平衡⑶方形物体，可在物体的两端或四角上捆绑起吊⑷吊运水平状态下的长形物体，吊点位置应在重心两端，吊钩通过重心。竖立物件时，吊点应在重心上端。三、材料力学知识：1、应力概念：受到外力作用时的抵抗力叫内力。物体单位面积上受到的内力叫应力。强度、刚度、稳定性1、拉伸与压缩许用应力2、剪切3、弯曲拉压变形剪切变形杆件的基本变形：拉（压）、剪切、扭转、弯曲扭转变形弯曲变形4、扭转：轴：工程中以扭转为主要变形的构件。如：机器中的传动轴、石油钻机中的钻杆等。扭转：外力的合力为一力偶，且力偶的作用面与直杆的轴线垂直，杆发生的变形为扭转变形。ABOmm

OBA

工程实例5、压杆稳定提高压杆稳定的措施：⑴、选择适当的材料⑵、选择合理的截面形状⑶、加强杆端约束（三）、物体的许用应力与安全系数一般取钢材的安全系数K=1.4～20第三节机械基础知识教学目标

1.熟悉平面连杆机构的工作原理与应用

2.重点掌握带传动相关知识。3.了解链传动的结构特点及润滑方式。

4.掌握齿传动的失效形式

5.了解蜗杆传动及轴式零件相关知识6.掌握螺纹连接相关知识应用实例：内燃机、鹤式吊、火车轮、手动冲床、牛头刨床、椭圆仪、机械手爪、开窗户支撑、公共汽车开关门、折叠伞、折叠床、牙膏筒拔管机、单车制动操作机构等。特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。特点：①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。②改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。③连杆曲线丰富。可满足不同要求。定义：由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。(一)铰链四杆机构的基本型式和特性缺点：①构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。②产生动载荷（惯性力），不适合高速。③设计复杂，难以实现精确的轨迹。分类:平面连杆机构空间连杆机构常以构件数命名：四杆机构、多杆机构。本章重点内容是介绍四杆机构。平面四杆机构的基本型式:基本型式－铰链四杆机构，其它四杆机构都是由它演变得到的。名词解释：曲柄—作整周定轴回转的构件；三种基本型式：（1）曲柄摇杆机构特征：曲柄＋摇杆作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线。连杆—作平面运动的构件；连架杆—与机架相联的构件；摇杆—作定轴摆动的构件；周转副—能作360

相对回转的运动副；摆转副—只能作有限角度摆动的运动副。曲柄连杆摇杆设计：潘存云设计：潘存云ABC1243DABDC1243（2）双曲柄机构特征：两个曲柄作用：将等速回转转变为等速或变速回转。雷达天线俯仰机构曲柄主动缝纫机踏板机构应用实例：如叶片泵、惯性筛等。2143摇杆主动3124设计：潘存云设计：潘存云ADCB1234旋转式叶片泵ADCB123ABDC1234E6惯性筛机构31设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云ABCD耕地料斗DCAB耕地料斗DCAB实例：火车轮特例：平行四边形机构AB=CD特征：两连架杆等长且平行，连杆作平动BC=ADABDC摄影平台ADBCB’C’天平播种机料斗机构设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云反平行四边形机构--车门开闭机构反向F’A’E’D’G’B’C’ABEFDCG平行四边形机构在共线位置出现运动不确定。采用两组机构错开排列。设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云ABDCE（3）双摇杆机构特征：两个摇杆应用举例：铸造翻箱机构特例：等腰梯形机构－汽车转向机构、风扇摇头机构B’C’ABDC风扇座蜗轮蜗杆电机ABDCEABDCE电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆电机ABDC风扇座蜗轮蜗杆ABDC设计：潘存云ABCDB1C1AD1.急回运动在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极位。当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置摆到C2D。所花时间为t1,平均速度为V1,那么有：曲柄摇杆机构3D此两处曲柄之间的夹角θ称为极位夹角。θ180°＋θωC2B2设计：潘存云B1C1ADC2当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D,置摆到C1D，所花时间为t2,平均速度为V2,那么有：

180°-θ因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一样，平均速度也不等。显然：t1>t2V2>V1摇杆的这种特性称为急回运动。用以下比值表示急回程度称K为行程速比系数。且θ越大，K值越大，急回性质越明显。只要θ

≠0，就有K>1所以可通过分析机构中是否存在θ以及θ的大小来判断机构是否有急回运动或运动的程度。设计新机械时，往往先给定K值，于是:设计：潘存云αFγF’F”当∠BCD≤90°时，γ＝∠BCD2.压力角和传动角压力角：从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。ABCD设计时要求:

γmin≥50°γmin出现的位置：当∠BCD>90°时，

γ＝180°-∠BCD切向分力:F’=Fcosα法向分力:F”=Fcosγγ↑→F’↑→对传动有利。=Fsinγ称γ为传动角。此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。CDBAFγ可用γ的大小来表示机构传动力性能的好坏,F”F’当∠BCD最小或最大时，都有可能出现γmin为了保证机构良好的传力性能设计：潘存云C1B1l1l2l3l4DA由余弦定律有：∠B1C1D＝arccos[l42+l32-(l4-l1)2]/2l2l3

∠B2C2D＝arccos[l42+l32-(l4-l1)2]/2l2l3若∠B1C1D≤90°,则若∠B2C2D>90°,则γ1＝∠B1C1Dγ2＝180°-∠B2C2D机构的传动角一般在运动链最终一个从动件上度量。vγγ1γmin＝[∠B1C1D,180°-∠B2C2D]minγ2αF车门C2B2设计：潘存云设计：潘存云F3.机构的死点位置摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有：此时机构不能运动.避免措施：两组机构错开排列，如火车轮机构;称此位置为：“死点”γ＝0靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。F’A’E’D’G’B’C’ABEFDCGγ＝0Fγ＝0设计：潘存云设计：潘存云工件ABCD1234PABCD1234工件P钻孔夹具γ=0TABDC飞机起落架ABCDγ=0F也可以利用死点进行工作：飞机起落架、钻夹具等。设计：潘存云l1l2l4l3C’B’AD平面四杆机构具有整转副→可能存在曲柄。杆1为曲柄，作整周回转，必有两次与机架共线l2≤(l4–l1)+l3则由△B’C’D可得：三角形任意两边之和大于第三边则由△B”C”D可得：l1+l4≤l2+l3l3≤(l4–l1)+l2AB为最短杆最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和铰链四杆机构的演化形式→l1+l2≤l3+l4C”l1l2l4l3ADl4-

l1将以上三式两两相加得：

l1≤l2,l1≤l3,l1≤l4

→l1+l3≤l2+l4设计：潘存云2.连架杆或机架之一为最短杆。可知：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动副都是整转副。曲柄存在的条件：1.最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和此时，铰链A为整转副。若取BC为机架，则结论相同，可知铰链B也是整转副。称为杆长条件。ABCDl1l2l3l4作者：潘存云教授当满足杆长条件时，说明存在整转副，当选择不同的构件作为机架时，可得不同的机构。如：

曲柄摇杆1、曲柄摇杆2、双曲柄、双摇杆机构。设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云(1)改变构件的形状和运动尺寸§2－3铰链四杆机构的演化偏心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构双滑块机构

正弦机构s=lsinφ↓∞→∞φl设计：潘存云(2)改变运