7系 机械原理课程复习提纲518

连杆机构及其设计（1） 基本概念连杆机构平面连杆机构由若干刚性构件（一般多呈杆状和滑块状）用低副联接而组成。各运动构件均在相互平行的平面上运动。曲柄其中能绕定轴作整周回转的构件称为曲柄连架杆与机架相连的构件称为连架杆 连杆不与机架相连的构件称为连杆摇杆绕定轴作往复摆动的构件称为摇杆(或摆杆)滑块只作往复移动的构件称为滑块周转副/摆转副能够作整周回转的转动副/只能作摆动的转动副曲柄摇杆机构/双曲柄机构/双摇杆机构传动特性/传力特性机构都具有传递和变换运动的功能，由此功能所显示出的特性称为传动特性/机构通常都具有传递和变换“力”的功能，由此功能显示出的特性称为传力特性。极位夹角q从动摇杆在两极限位置时所对应的曲柄两位置所夹锐角行程速比系数（急回系数）压力角a/传动角gg从动件上所受的驱动力P与其力作用点的绝对速度方向间所夹锐角/压力角的余角最大压力角amax/最小传动角gmin发生在曲柄与机架共线的两个位置死点四杆机构当摇杆或滑块为主动件，由于从动件AB和连杆BC处于共线位置，则机构将无法运动，称为机构的死点位置机构的运动分析在已知各构件几何尺寸及原动件的运动（一般均假定原动件作等速运动）前提下，确定机构中某构件（或构件上某点）的位移、速度和加速度。机构的运动设计按给定运动等方面要求，在选定机构型式后进行机构运动简图的设计，也即确定各构件的几何尺寸（如两转动副中心间的距离和运动副导路中心线方位等），不涉及机构的具体结构和强度，故称为机构的运动设计。速度瞬心作相对运动的两刚体的瞬时相对速度为零，瞬时绝对速度相等的重合点绝对速度瞬心/相对速度瞬心如果两刚体都是运动的，其瞬心为相对速度瞬心/两刚体之一是静止的，为绝对速度瞬心三心定理互作平面运动的三个构件有三个瞬心，它们必位于同一直线上（2） 有关平面连杆机构特别是它的基本形式平面铰链四杆机构的基本概念、基本知识及其演化（3） 掌握曲柄存在的条件以及平面连杆机构的运动特性铰链四杆机构中，曲柄存在的几何条件是：连架杆和机架其一为最短；最短构件与最长构件的长度之和应小于或等于其余两构件长度之和。 在曲柄存在的几何条件中，“最短构件与最长构件的长度之和小于或等于其余两构件长度之和”是必要条件，如果不满足此条件，无论取那个构件作为机架，都不存在曲柄。若铰链四杆机构满足杆长条件，则以最短杆的相邻杆作机架时，为曲柄摇杆机构；以最短杆作机架时，为双曲柄机构；以最短杆的相对杆作机架时，为双摇杆机构偏置曲柄滑块机构存在曲柄的几何条件为：ab-e对心曲柄滑块机构存在曲柄的几何条件为：ab急回特性：摆动导杆机构有急回特性，且极位夹角= 行程角（4）平面连杆机构速度瞬心的求法以及利用瞬心法进行机构的运动分析由于每两个构件就有一个瞬心，故有N个构件组成的机构，其瞬心数K应等于在N件中每次任选两件的组合数，即利用瞬心法进行机构运动分析的过程：首先必须按比例作出机构在某瞬时的位置图。然后确定各瞬心位置，最后根据瞬心是两构件重合点与同速点的特性，寻求运动待求构件同运动已知构件的关系。（5）学会进行机构的运动学分析的封闭向量多边形法（掌握思路和分析方法）封闭向量多边形法的基本原理是：将机构中每一构件看作一个向量，对于绝大多数为封闭式运动链的机构来说，机构在运动过程中可简化为一个可变的封闭向量多边形，由此建立向量封闭约束方程，并求解此方程。封闭向量多边形法中，坐标系的选取和向量指向的确定不影响运动分析的结果。（1） 平面四杆机构设计的基本问题，按简单运动条件设计平面四杆机构的一些基本方法如反转法等图解法：（机构运动简图寻找铰链点）首先将已知几何条件按比例画出，再将给定的运动要求也转换成几何条件，接着就可以根据上述连杆机构的一些工作特性，通过几何作图确定待定的转动副的中心和运动副导路中心线的位置。设计结果也即待求构件的尺寸，可直接从图上量取。n 按给定摇杆两极限位置的曲柄摇杆机构设计n 按给定从动件行程和急回系数的设计n 按给定连杆位置的设计（刚体导引机构的设计） 连杆上两运动铰链B、C位置可以任意选择的四杆机构设计（设计待求铰链A、D位置）； 给定固定铰链A、D位置的四杆机构设计（设计待求铰链B、C位置）n 按给定连架杆对应位置的设计n 按给定运动轨迹设计解析法（实现给定运动规律的函数机构设计）（求杆长）建立机构尺寸参数与给定运动参数的解析关系式。不同的运动要求，所建立的方程式也就不同。然后应用不同的数学方法和解算工具去求解方程式中的尺寸参数。这种方法便于采用各种逼近理论，精度高，能解决复杂的问题。随着计算机的广泛应用，该方法正得到逐步推广。n 按给定连架杆对应位置的设计n 按给定函数关系的设计n 实现已知的运动轨迹反转法原理：将活动铰链位置的