机械原理版学习教案

1、会计学1机械机械(jxi)原理版原理版第一页，共306页。第1页/共305页第二页，共306页。返回首页返回首页第2页/共305页第三页，共306页。返回首页返回首页第3页/共305页第四页，共306页。返回首页返回首页第4页/共305页第五页，共306页。返回返回(fnhu)上页上页第5页/共305页第六页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第6页/共305页第七页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第7页/共305页第八页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第8页/共305页第九页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第9页/共305页第十页，共306页。返回返回(f

2、nhu)首页首页第10页/共305页第十一页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第11页/共305页第十二页，共306页。返回首页返回首页第12页/共305页第十三页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第13页/共305页第十四页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第14页/共305页第十五页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第15页/共305页第十六页，共306页。运动运动(yndng)副元素：圆柱面、副元素：圆柱面、圆孔面圆孔面图图 2-1返回返回(fnhu)首页首页第16页/共305页第十七页，共306页。运动副元素运动副元素(yun s)：棱柱面、：棱柱面、棱

3、孔面棱孔面图图 2-2返回返回(fnhu)首页首页第17页/共305页第十八页，共306页。运动运动(yndng)副元素：两齿廓副元素：两齿廓曲面曲面运动副元素：球面运动副元素：球面(qimin)与平面与平面运动副元素：圆柱面与平面运动副元素：圆柱面与平面a）b）c）图图 2-3返回首页返回首页第18页/共305页第十九页，共306页。球面副：相对运动为球面运动的运动副球面副：相对运动为球面运动的运动副,如图如图2-5所示。所示。 4）.根据两构件的空间位置分类：根据两构件的空间位置分类：平面运动副：两构件间的相对运动为平面运动平面运动副：两构件间的相对运动为平面运动 的运的运动副。动副。空间

4、运动副：两构件间的相对运动为空间运动的运空间运动副：两构件间的相对运动为空间运动的运动副。动副。返回返回(fnhu)首页首页第19页/共305页第二十页，共306页。返回返回(fnhu)上页上页第20页/共305页第二十一页，共306页。运动副名称运动副符号两运动构件构成的运动副 两构件之一为固定时的运动副转动副平面运动副移动副平面高副空间运动副级)（ 级）（ 级）（ 级）（级）（级）点接线触接高触副高与副（ 级）（ 级）（ 级）（ 级）圆柱副球面球副面及销螺旋副（级）（级）（级）（级）（级）（级）（ 级）（ 级）常常用用(chn yn)运运动动副副的的简简化化符符号号（3）.表表 2-1返回

5、返回(fnhu)首页首页第21页/共305页第二十二页，共306页。运动副名称运动副符号两运动构件构成的运动副 两构件之一为固定时的运动副转动副平面运动副移动副平面高副空间运动副级)（级）（级）（级）（级）（级）点接线触接高触副高与副（ 级）（级）（级）（ 级）圆柱副球面球副面及销螺旋副（级）（级）（级）（级）（级）（级）（级）（级）常常用用(chn yn)运运动动副副的的简简化化符符号号表表 2-1返回返回(fnhu)首页首页第22页/共305页第二十三页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第23页/共305页第二十四页，共306页。yzxa)b)c)d)图图 2-6图图 2-7返回返

6、回(fnhu)上页上页第24页/共305页第二十五页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第25页/共305页第二十六页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第26页/共305页第二十七页，共306页。在支的架电上机带传动链传动齿条轮传齿动圆轮锥传齿动圆杆柱传蜗动摩擦传轮动外圆轮啮柱传合齿动内圆轮啮柱传合齿动凸传轮动槽机轮构棘机轮构外啮合内啮合外啮合内啮合号号表表2-2返回返回(fnhu)上页上页第27页/共305页第二十八页，共306页。表 2-3 一般构件的表示方法杆、轴类 构件固定构件同一构件两副构件三副构件返回返回(fnhu)首页首页表表 2-3第28页/共305页第二十九页，

7、共306页。返回返回(fnhu)首页首页第29页/共305页第三十页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第30页/共305页第三十一页，共306页。动副动副OO、A A、B B、C C、DD、E E、F F的位置，即可绘出的位置，即可绘出其机构运动简图，如图其机构运动简图，如图b b所示。所示。返回返回(fnhu)首页首页第31页/共305页第三十二页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第32页/共305页第三十三页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第33页/共305页第三十四页，共306页。尺，即不难绘出其机构运动简图，如图尺，即不难绘出其机构运动简图，如图b所示。所示。

8、返回返回(fnhu)首页首页第34页/共305页第三十五页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第35页/共305页第三十六页，共306页。返回首页返回首页第36页/共305页第三十七页，共306页。而如果再给定另一个独立的运而如果再给定另一个独立的运动参数，则此机构的运动就完动参数，则此机构的运动就完全全(wnqun)确定了。确定了。返回首页返回首页第37页/共305页第三十八页，共306页。，返回返回(fnhu)首页首页第38页/共305页第三十九页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第39页/共305页第四十页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第40页/共305页第四十

9、一页，共306页。如果两构件在多处相配合而构成转动如果两构件在多处相配合而构成转动(zhun dng)副，且转动副，且转动(zhun dng)轴线重合（图轴线重合（图2-17），则只能算一个转动），则只能算一个转动(zhun dng)副。副。图图2-17AA返回首页返回首页第41页/共305页第四十二页，共306页。a)b)图图 2-19返回返回(fnhu)首页首页第42页/共305页第四十三页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第43页/共305页第四十四页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第44页/共305页第四十五页，共306页。F=3n-(2Pl+Ph)-F返回首页返回首

10、页第45页/共305页第四十六页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第46页/共305页第四十七页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第47页/共305页第四十八页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第48页/共305页第四十九页，共306页。解：解：n=9； Ph=3； Pl=11(复合铰链复合铰链D含两个转动含两个转动(zhun dng)副副)； F=2（C、H两处为局部自由度两处为局部自由度）；）； P=1（运动时（运动时F、I间距离不变间距离不变）；）；由式（由式（2-6）可得：）可得： F=3n-(2Pl+ Ph-P)-F =39-(211+3-1)-2=1机构的自

11、由度数机构的自由度数=原动件数，原动件数，故该机构具有确定的运动。故该机构具有确定的运动。 返回返回(fnhu)首页首页第49页/共305页第五十页，共306页。保证机械顺利通过某些特殊位置保证机械顺利通过某些特殊位置 等。等。返回首页返回首页第50页/共305页第五十一页，共306页。则则 F0=63-54=-2 可见：存在可见：存在F-F0=3个个虚约束，叫族别虚约虚约束，叫族别虚约束。束。a)b)图图 2-25返回首页返回首页第51页/共305页第五十二页，共306页。图图 2-27返回返回(fnhu)首页首页第52页/共305页第五十三页，共306页。图图 2-28返回返回(fnhu)

12、首页首页第53页/共305页第五十四页，共306页。返回首页返回首页第54页/共305页第五十五页，共306页。返回首页返回首页第55页/共305页第五十六页，共306页。K=N(N-1)/2 （3-1）返回返回(fnhu)首页首页第56页/共305页第五十七页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第57页/共305页第五十八页，共306页。a)b)c)d)图图 3-212221P112PVM1M2t12tM21nn2P12M121返回返回(fnhu)首页首页第58页/共305页第五十九页，共306页。P13。同理可得瞬心同理可得瞬心P24. 图图 3-3432P24P2312P12P13

13、P344返回返回(fnhu)首页首页第59页/共305页第六十页，共306页。、度之比，称为机构的传动比（或度之比，称为机构的传动比（或传递函数）。传递函数）。图图 3-3432P24P2312P12P13P344返回返回(fnhu)首页首页第60页/共305页第六十一页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第61页/共305页第六十二页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第62页/共305页第六十三页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第63页/共305页第六十四页，共306页。p(o)d5cbd(d4)b)p(o)d5cb d(d4)knnsc)图图 3-5返回返回(fnh

14、u)首页首页第64页/共305页第六十五页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第65页/共305页第六十六页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第66页/共305页第六十七页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第67页/共305页第六十八页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第68页/共305页第六十九页，共306页。aE5,角速度角速度2、3及角加及角加速度速度2、3。返回返回(fnhu)首页首页第69页/共305页第七十页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第70页/共305页第七十一页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第71页/共305页第七十二页，

15、共306页。返回返回(fnhu)首页首页第72页/共305页第七十三页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第73页/共305页第七十四页，共306页。cpe2be4,e5b) 速度速度(sd)分析分析c) 加速度分析加速度分析(fnx)banCDccce4,e5e2e2anCBatCBatCDP返回返回(fnhu)首页首页第74页/共305页第七十五页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第75页/共305页第七十六页，共306页。g2g3b g1,p(o,d,e)ckab)返回返回(fnhu)首页首页第76页/共305页第七十七页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第77页/

16、共305页第七十八页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第78页/共305页第七十九页，共306页。pcbedb) 速度速度(sd)多多边形边形P14ABCDEFG11234562a) 图图 3-9返回返回(fnhu)首页首页第79页/共305页第八十页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第80页/共305页第八十一页，共306页。图图3-10pc2c1b)a)123412MADC(C1,C2)B返回返回(fnhu)首页首页第81页/共305页第八十二页，共306页。xOyAetenel图图3-5 用解析法作机构用解析法作机构(jgu)的运动分析的运动分析1.矢量方程解析法矢量方程

17、解析法 1.1矢量分析的有关矢量分析的有关(yugun)知识知识如图如图3-11，设已知构件，设已知构件OA的的l，l为杆矢量，为杆矢量，分别用分别用e、et、en表示：单位矢、切向单位矢及法向单位表示：单位矢、切向单位矢及法向单位矢。矢。返回返回(fnhu)首页首页第82页/共305页第八十三页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第83页/共305页第八十四页，共306页。xOye2e12112图图- e1 e2=cos12=cos(2-1) (3-13) e i=ei=cos, e j=ej=sin (3-14) e e=e2=1, e et=0, e en=-1 (3-15) e1

18、 e2t=-sin(2-1) e1e2n=-cos(2-1)矢量方程解析矢量方程解析(ji x)法还用到下列关系（图法还用到下列关系（图3-12）：）：(3-16)返回返回(fnhu)首页首页第84页/共305页第八十五页，共306页。AxyDCB1234l l1 1l l2 2l l3 3l l4 4a ab bP 1 1 2 2 3 3 1 1图图- -1.2 平面平面(pngmin)机构的运动分析机构的运动分析如图如图3-13所示的四杆机构：所示的四杆机构：设已知：各构件设已知：各构件(gujin)的尺寸的尺寸，等角速度，等角速度1，原动件，原动件1的方位的方位角角1。对其进行位置、速度

19、和加速度的对其进行位置、速度和加速度的分析。分析。返回返回(fnhu)首页首页第85页/共305页第八十六页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第86页/共305页第八十七页，共306页。3= 2= （3-25）（3-26）返回返回(fnhu)首页首页第87页/共305页第八十八页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页AxyDCB1234l l1 1l l2 2l l3 3l l4 4a ab bP 1 1 2 2 3 3 1 1图图- -第88页/共305页第八十九页，共306页。返回返回(fnhu)首页首页第89页/共305页第九十页，共306页。 l1sin1l1cos1 （-

20、）（-）返回返回(fnhu)首页首页第90页/共305页第九十一页，共306页。- 2l2cos2 3l3cos32 l2sin2 3l3sin3 = - 1l1sin1 1l1cos1+ 1返回返回(fnhu)首页首页第91页/共305页第九十二页，共306页。第92页/共305页第九十三页，共306页。第93页/共305页第九十四页，共306页。第94页/共305页第九十五页，共306页。第95页/共305页第九十六页，共306页。第96页/共305页第九十七页，共306页。第97页/共305页第九十八页，共306页。第98页/共305页第九十九页，共306页。第99页/共305页第一百页

21、，共306页。第100页/共305页第一百零一页，共306页。第101页/共305页第一百零二页，共306页。第102页/共305页第一百零三页，共306页。 动代换其优点是在代换后，构件的惯性力和惯性力偶都不会发生改变。但其代换点K的位置不能随意选择，给工程计算(j sun)带来不便。第103页/共305页第一百零四页，共306页。 因静代换不满足代换的第三个条件，故在代换后构件的惯性力偶会产生一定的误差，但此误差能为一般工程计算所接受。因其使用(shyng)上的简便性，更常为工程上所采纳。第104页/共305页第一百零五页，共306页。第105页/共305页第一百零六页，共306页。第10

22、6页/共305页第一百零七页，共306页。(2)移动副中总反力及其方向确定 我们把运动副中的法向反力和摩擦力的合力，称为运动副中的总反力(如图)，以FR21表示。第107页/共305页第一百零八页，共306页。第108页/共305页第一百零九页，共306页。再根据力平衡，作力三角形，可得F=Gtan(+） (4-9) 如图，设已知作用在滑块1上的铅垂载荷G,现需求使滑块1沿斜面2等速上升（正行程）时所需的水平驱动力F。 求解时应先做出总反力FR21的方向；第109页/共305页第一百一十页，共306页。根据滑块的力平衡条件，可得F,=Gtan(-) (4-10)分析结果：斜面机构考虑(kol)

23、摩擦时驱动力与阻抗力的关系为正行程（滑块沿斜面上升的过程): F =Gtan(+)反行程（滑块沿斜面下降的过程)：F = Gtan(-)第110页/共305页第一百一十一页，共306页。矩形螺纹 螺母1和螺杆2构成矩形螺旋副。可简化为滑块1沿斜面2的滑动关系。第111页/共305页第一百一十二页，共306页。 它可看作与矩形(jxng)螺纹的当量摩擦系数不同。其当量摩擦系数为 fv=f/sin(90-）=f/cos 当量摩擦角为 v=arctanfv拧紧和放松螺母所需的力矩(l j)分别为 M =Gd2tan(+v)/2 (4-13) M =Gd2tan(-v)/2 (4-14)三角形螺纹第1

24、12页/共305页第一百一十三页，共306页。轴颈与轴承构成转动副。当轴颈在轴承中回转时，必将产生摩擦力来阻止其回转。下面讨论(toln)如何计算这个摩擦力对轴颈所形成的摩擦力矩。 具体内容第113页/共305页第一百一十四页，共306页。第114页/共305页第一百一十五页，共306页。(2)轴端的摩擦 轴用以承受轴向力的部分称为轴端。(如图）当轴端1在止推轴承2上旋转时，接触面间也将产生摩擦力。摩擦力对轴回转轴线之矩即为摩擦力矩Mf , 其大小可如下求出。第115页/共305页第一百一十六页，共306页。取出环形微面积ds=2d，设ds上的压强p为常数，(如图) 则其面积上的正压力为 dF

25、N=pds，摩擦力为dFf=fdFN=fpds，dFf对回转轴线(zhu xin)的摩擦力矩dMf为 dMf= dFf= fpds轴端所受的总摩擦力矩Mf为 Mf= (4-18)RrRrsdpffpd22上式的解可分下述两种情况(qngkung)来讨论。第116页/共305页第一百一十七页，共306页。2)跑合轴端 即经过一段时间工作后的轴端。 由于磨损的关系，这时轴端与轴承接触面各处的压强假设为处处等磨损，即近似符合(fh)p常数的规律。则 根据p常数的关系，知在轴端中心部分的压 强非常(fichng)大，极易压溃，故对于载荷较大的轴端应作成空心的。 (4-20)(4-19)第117页/共3

26、05页第一百一十八页，共306页。 通常也将平面高副中摩擦力和法向反力合成一个总反力来研究。总反力FR21的方向也与法向反力偏斜一摩擦角，倾斜的方向与构件1相对于构件2的相对速度12的方向相反。第118页/共305页第一百一十九页，共306页。第119页/共305页第一百二十页，共306页。第120页/共305页第一百二十一页，共306页。第121页/共305页第一百二十二页，共306页。第122页/共305页第一百二十三页，共306页。第123页/共305页第一百二十四页，共306页。第124页/共305页第一百二十五页，共306页。 需将各运动副中的反力表示为统一规定(gudng)的形式，

27、将作用于构件上任一点的力矩也应表示为规定(gudng)的形式； 为便于列出矩阵(j zhn)方程，应注意一下几点：应将平衡方程式写成如下矩阵形式第125页/共305页第一百二十六页，共306页。第126页/共305页第一百二十七页，共306页。第127页/共305页第一百二十八页，共306页。第128页/共305页第一百二十九页，共306页。45实际驱动力矩理想驱动力矩实际驱动力理想驱动力第129页/共305页第一百三十页，共306页。如图，串联(chunlin)机组的机械效率为第130页/共305页第一百三十一页，共306页。)95(121Pr211kkkdPPPPPdPPhhhhLL第13

28、1页/共305页第一百三十二页，共306页。（5-10）由上图得，并联机组(jz)的机械效率为)115(PPr/dh第132页/共305页第一百三十三页，共306页。一，要设法减小运动(yndng)副中的摩擦；二，是在能够满足运动及工作要求的前提(qint)下应尽可能简短机械的传动系统，使机械的功率传递通过的运动副数尽可能少第133页/共305页第一百三十四页，共306页。第134页/共305页第一百三十五页，共306页。 将力F分解为沿接触面切向和法向的两个(lin )分力Ft、Fn。 Ft=Fsin=Fntan是推动滑块1运动的有效分力；而Fn只能使滑块1压向平台(pngti)2，其所能引

29、起的最大摩擦力为 Ffmax=Fntan，图5-1第135页/共305页第一百三十六页，共306页。第136页/共305页第一百三十七页，共306页。图5-2所以力F任意增大（力臂a保持(boch)不变），也不能驱使轴颈转动，即出现了自锁现象。转动副自锁的条件转动副自锁的条件(tiojin)：作用在轴颈上的驱动力为单力，且作用于摩擦圆之：作用在轴颈上的驱动力为单力，且作用于摩擦圆之内。内。 第137页/共305页第一百三十八页，共306页。第138页/共305页第一百三十九页，共306页。(1)螺旋千斤顶 为了保证(bozhng)图5-3（如下）所示手摇螺旋千第139页/共305页第一百四十页

30、，共306页。图5-3M =Gd2tan(-v)/2令M0（驱动力G为任意(rny)值），则得tan(-v) 0，即 v 此即该螺旋(luxun)千斤顶的自锁条件。第140页/共305页第一百四十一页，共306页。第141页/共305页第一百四十二页，共306页。第142页/共305页第一百四十三页，共306页。第143页/共305页第一百四十四页，共306页。第144页/共305页第一百四十五页，共306页。 刚性转子的静平衡(pnghng)就是利用在刚性转子上加减平衡(pnghng)质量的方法，使其质心回到回转轴线上，从而使转子的惯性力得以平衡(pnghng)的一种平衡(pnghng)措施

31、。第145页/共305页第一百四十六页，共306页。 图6-1 当转子以角速度回转时，各偏心(pinxn)质量所产生的离心惯性力为 Fi=mi2ri i=1,2 (6-1)式中ri表示第i个偏心(pinxn)质量的矢径。 为了平衡这些离心惯性力，可在转子上加一平衡质量mb。使其产生的离心惯性力Fb与第146页/共305页第一百四十七页，共306页。 图6-1F= FI+Fb=0 (6-2) 设平衡(pnghng)质量mb的矢径为rb,则上式可化为m1r1+m2r2+mbrb=0 (6-3)式中miri称为(chn wi)质径积，为矢量。 平衡质径积mbrb的大小和方位，可用下述方法求得。如图6

32、-1所示建立直角坐标系，根据力平衡条件，由Fx=0及Fy=0可得第147页/共305页第一百四十八页，共306页。 图6-1方向(fngxing)为正）。则平衡质径积的大小为 mbrb= （mbrb）2x+(mbrb) 2y1/2 (6-6) 第148页/共305页第一百四十九页，共306页。当转子的宽径比(B/D)大于0.2时，其质量(zhling)就不能视为分布在同一平面内了。这时，其偏心质量(zhling)分布在几个不同的回转平面内，如图6-2所示。m3m1m2图6-2第149页/共305页第一百五十页，共306页。FIFIS图 6-3第150页/共305页第一百五十一页，共306页。图

33、 6-4半径(bnjng)分别为r1、r2、r3，方位如图所示。当转子以等角速度回转时，它们产生的惯性力FI1、第151页/共305页第一百五十二页，共306页。图 6-4F=0, M=0 (6-8) 由理论(lln)力学可知，一个力可以分解为与它相平行的两个分力。 如图b所示，可将力F分解成FI、FI两个分力，其大小分别为第152页/共305页第一百五十三页，共306页。 再将各离心惯性力按上述方法分别分解到平衡基面(j min)及内，即将FI1、FI2、FI3分解为FI1I 、 FI2I 、 FI3I(在平衡基面(j min)I内）和FI1 、 FI2 、 FI3（在平衡基面(j min)

34、内）。 这样就把空间(kngjin)力系的平衡问题，转化为两个平面汇交力系的平衡问题了。第153页/共305页第一百五十四页，共306页。第154页/共305页第一百五十五页，共306页。第155页/共305页第一百五十六页，共306页。第156页/共305页第一百五十七页，共306页。第157页/共305页第一百五十八页，共306页。图 7-1第158页/共305页第一百五十九页，共306页。第159页/共305页第一百六十页，共306页。图7-2第160页/共305页第一百六十一页，共306页。图所示的机械特性曲线可以用一条(y tio)通过N点和C点的直线近似代替。 N点的转矩Mn为电动

35、机的额定转矩，它所对应(duyng)的角速度n为电动机的额定角速度；C点所对应(duyng)的角速度0为电动机的同步角速度，这时的电动机的转矩为零。 第161页/共305页第一百六十二页，共306页。(hnsh)，曲柄压力机的生产阻力是位移的函数(hnsh)等等。第162页/共305页第一百六十三页，共306页。第163页/共305页第一百六十四页，共306页。第164页/共305页第一百六十五页，共306页。dE=d(J121/2+m2v2S2/2+JS222/ 2 + m3v23/2) 第165页/共305页第一百六十六页，共306页。niiiiiiinisisiidtMvFJvmd121

36、2)cos()2/2/( （7-2） 式中i 为作用(zuyng)在构件i上的外力Fi与该力作用(zuyng)点的速度vi 间的夹角，而“”号的选取决定于作用(zuyng)在构件i上的力矩Mi与该构件的角速度为i的方向是否相同，相同时取“+”号，反之取“-”号。第166页/共305页第一百六十七页，共306页。第167页/共305页第一百六十八页，共306页。dtvFMvmvmJJdSS)()()()(213311213321222122121 （7-3）第168页/共305页第一百六十九页，共306页。令2133212221221)()()(vmvmJJJSSe（7-4）第169页/共305

37、页第一百七十页，共306页。第170页/共305页第一百七十一页，共306页。dtFvMvmvvmvJvJvdSS)()()(233113323222322231123 (7-7)第171页/共305页第一百七十二页，共306页。若令3232223222311)()()(mvvmvJvJmSSe （7-8）)()(221SiiiSinievmJJ （7-11）第172页/共305页第一百七十三页，共306页。等效力矩的一般计算式为)()(cos1iiiiinieMvFM（7-12）)()(221vvmvJmSiiiSinie（7-13）等效力的一般(ybn)计算式为)()(cos1vMvvFF

38、iiiiinie（7-14）第173页/共305页第一百七十四页，共306页。第174页/共305页第一百七十五页，共306页。第175页/共305页第一百七十六页，共306页。adMWdd)()(（7-15）adMWrr)()(（7-16）a)b)第176页/共305页第一百七十七页，共306页。2/)(2/)()()(22aeaerdrdJJdMMWWEa（7-17） 由上式计算(j sun)得到机械动能E()的变化曲线，如上图b。 在ab区间，系统出现了盈功，在这一段运动过程中，等效构件(gujin)的角速度由于动能的增加而上升；在bc区间，系统出现了亏功，在这一段运动过程中，等效构件(

39、gujin)的角速度由于动能的减少而下降。在等效力矩和等效转动惯量变化的公共周期内，驱动力所做的功等于阻抗力所做得功，则机械动能的增量等于零。第177页/共305页第一百七十八页，共306页。minmaxTO图7-5第178页/共305页第一百七十九页，共306页。 机械速度波动(bdng)的程度可用速度不均匀系数来表示： （7-18）2minmaxm（7-19）mminmax第179页/共305页第一百八十页，共306页。（7-20）第180页/共305页第一百八十一页，共306页。 dMMEEWcberedminmaxmax（7-21）第181页/共305页第一百八十二页，共306页。22

40、min2maxminmaxmax2/meeJJEEW第182页/共305页第一百八十三页，共306页。第183页/共305页第一百八十四页，共306页。emFJWJ)/(2max（7-23） 如果JeJF，则Je可以(ky)忽略不计，上式可近似写为 )/(2maxmFWJ (7-24) 也可写为用平均(pngjn)转速n（r/min）表示的 )/(90022maxnWJF (7-25)第184页/共305页第一百八十五页，共306页。上的可能性。第185页/共305页第一百八十六页，共306页。 设轮缘的宽度(kund)为b,材料单位体积的重量为（N/m3),则 GA=DHb于是(ysh) H

41、b=GA/(D) (7-27)第186页/共305页第一百八十七页，共306页。第187页/共305页第一百八十八页，共306页。图 7-6第188页/共305页第一百八十九页，共306页。第189页/共305页第一百九十页，共306页。第190页/共305页第一百九十一页，共306页。第191页/共305页第一百九十二页，共306页。第192页/共305页第一百九十三页，共306页。 承载能力高，易润滑，不易磨损(m sn)； 制造容易，易获较高精度。 设计计算较复杂 不易精确实现复杂的（任意的）运动规律； 常产生动载荷。第193页/共305页第一百九十四页，共306页。第194页/共305

42、页第一百九十五页，共306页。第195页/共305页第一百九十六页，共306页。第196页/共305页第一百九十七页，共306页。第197页/共305页第一百九十八页，共306页。第198页/共305页第一百九十九页，共306页。第199页/共305页第二百页，共306页。第200页/共305页第二百零一页，共306页。第201页/共305页第二百零二页，共306页。第202页/共305页第二百零三页，共306页。第203页/共305页第二百零四页，共306页。在三角形ADC1中：l2-l1+l3l4l2-l1+l4l3即： l1+l4l2+l3 l1+l3l2+l4在三角形ADC2中l1+l

43、2l3+l4由上三式(sn sh)两两相加，得：l1l2 ; l1l3 ; l1l4第204页/共305页第二百零五页，共306页。第205页/共305页第二百零六页，共306页。取最短杆1相邻(xin ln)的杆2或杆4为机架时，得到曲柄摇杆机构取最短杆1为机架，得到双曲柄(qbng)机构；取最短杆1相对(xingdu)的杆3为机架时，得到双摇杆机构。 若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，不论取哪根杆为机架，都得到双摇杆机构。第206页/共305页第二百零七页，共306页。 ，Ft=F cos ,传力效果(xiogu)越好。 传动角 ：=90- ， ， 传力效果越好。 第207页/

44、共305页第二百零八页，共306页。第208页/共305页第二百零九页，共306页。第209页/共305页第二百一十页，共306页。第210页/共305页第二百一十一页，共306页。3、连杆机构的急回特性（见图）曲柄(qbng)AB11AB2 ,摇杆C1DC2D,V1=C1C2t1曲柄(qbng)AB22AB1 ,摇杆C2DC1D,V2=C1C2t2因为(yn wi)1=180+ 2 ， 所以t1 t2 ， 则V2 V1。设摇杆从C1D至C2D为工作行程，则摇杆从C2D至 C1D为空回行程， 空回行程的速度大于工作行程的速度 急回特性第211页/共305页第二百一十二页，共306页。 我们把空

45、回行程平均速度V2与工作行程平均速度V1之比，称为行程速度变化系数(xsh)，用K表示，则K=V2V1=C1C2/t2C1C2/t1=t1t2=12=180+ 180-或 =180K-1K+1式中 为摇杆位于两极限位置时，曲柄在两相应(xingyng)位置 间所夹的锐角，称为极位夹角。说明：由上述分析可知(k zh)：若K1，说明机构有急回特性，其值越大，急回性质 越显著，有无急回，取决于，（只要0就有急回运动）有急回运动，可节省回程时间，提高工效。第212页/共305页第二百一十三页，共306页。第213页/共305页第二百一十四页，共306页。 自锁（卡死） 踏不动死点的特点 如缝纫机 运

46、动不确定 倒车 对传动机构来说，有死点是不利(bl)的，应采取措施使其顺利通过。若以夹紧、增力等为目的，则机构的死点位置可以加以利用。 加装飞轮，增大惯性，使之闯过死点； 措施 安装辅助连杆； 几组机构错位安装。利用死点：例飞机(fij)起落架机构第214页/共305页第二百一十五页，共306页。第215页/共305页第二百一十六页，共306页。第216页/共305页第二百一十七页，共306页。一、改变杆件的长度比或运动(yndng)副的形式偏心(pinxn)曲柄滑块机构曲柄(qbng)滑块机构第217页/共305页第二百一十八页，共306页。对心曲柄(qbng)滑块机构思考：对心曲柄滑块机构

47、(jgu)有无急回运动？第218页/共305页第二百一十九页，共306页。 当曲柄较短时，把铰链B扩大，使其包含(bohn)A，这时曲柄演化为一几何中心不与回转中心相重合的圆盘，此盘称为偏心轮，两中心间距称偏心距，等于曲柄之长，这种机构称为偏心轮机构。第219页/共305页第二百二十页，共306页。第220页/共305页第二百二十一页，共306页。1、导杆机构(jgu) 当l2l1，称为(chn wi)回转导杆机构当l2l1，称为摆动导杆机构摆动导杆机构的特点：传力性能好； =90， =0 具有急回运动。 = 第221页/共305页第二百二十二页，共306页。2、摇块机构(jgu)第222页/

48、共305页第二百二十三页，共306页。n实验法：简便第223页/共305页第二百二十四页，共306页。步骤(bzhu)：计算 =180K-1K+1 按已知条件(tiojin)画C1D、C2D连C1C2作其垂直平分线交于mn, 作角（90-）与mn相交于点O, 以O为圆心，OC1为半径作圆, 铰链中心A点应在该圆弧上。 在该圆弧上任取一点作为铰链中心A点， 由 AC1= l2-l1， AC2= l2+l1得： l1=（ AC2- AC1）/2， l2=（ AC2+ AC1）/2，由此求出曲柄和连杆的长度。验算传动角或压力角。 第224页/共305页第二百二十五页，共306页。第225页/共305

49、页第二百二十六页，共306页。第226页/共305页第二百二十七页，共306页。第227页/共305页第二百二十八页，共306页。第228页/共305页第二百二十九页，共306页。第229页/共305页第二百三十页，共306页。第230页/共305页第二百三十一页，共306页。第231页/共305页第二百三十二页，共306页。直动从动件圆柱凸轮机构第232页/共305页第二百三十三页，共306页。第233页/共305页第二百三十四页，共306页。第234页/共305页第二百三十五页，共306页。第235页/共305页第二百三十六页，共306页。第236页/共305页第二百三十七页，共306页。

50、第237页/共305页第二百三十八页，共306页。第238页/共305页第二百三十九页，共306页。第239页/共305页第二百四十页，共306页。第240页/共305页第二百四十一页，共306页。第241页/共305页第二百四十二页，共306页。第242页/共305页第二百四十三页，共306页。则有很大的冲击。这种冲击称刚性冲击。实质材料有弹性变形不可能达到，但仍然有强烈的冲击。只适用于低速(d s)轻载。nhs hv 0a-,tav0,tv,ths第243页/共305页第二百四十四页，共306页。2ks 22222442hahvhs9Aa0BC,ta,t211Ov46543,th1s40第

51、244页/共305页第二百四十五页，共306页。222224)(4)(2hahvhhs第245页/共305页第二百四十六页，共306页。av,t,t,tsh1O2345612345sSS,SS,cos2sin)cos1 (2222hahvhs第246页/共305页第二百四十七页，共306页。这种规律(gul)没有加速度突变，则即不存在刚性冲击，又不存在柔性冲击，适用高速轻载。2sin2)2cos1 ()2sin21(22hahvhs2 ,2 2hrrh 正弦加速度运动规律7654321h/,ttsh3457O12688621O7543v,t,ta3457O1268第247页/共305页第二百四

52、十八页，共306页。maxv)/(0hwmaxa)/(202hwmaxj)/(303hw第248页/共305页第二百四十九页，共306页。第249页/共305页第二百五十页，共306页。第250页/共305页第二百五十一页，共306页。第251页/共305页第二百五十二页，共306页。第252页/共305页第二百五十三页，共306页。第253页/共305页第二百五十四页，共306页。3.2.1 直动尖顶推杆盘形凸轮(tln)机构第254页/共305页第二百五十五页，共306页。第255页/共305页第二百五十六页，共306页。第256页/共305页第二百五十七页，共306页。第257页/共30

53、5页第二百五十八页，共306页。第258页/共305页第二百五十九页，共306页。第259页/共305页第二百六十页，共306页。第260页/共305页第二百六十一页，共306页。第261页/共305页第二百六十二页，共306页。第262页/共305页第二百六十三页，共306页。第263页/共305页第二百六十四页，共306页。第264页/共305页第二百六十五页，共306页。ddsVOPBDP2200tanerSeddsSSeddsdds/220)tan/(eSeddsr第265页/共305页第二百六十六页，共306页。arrrar第266页/共305页第二百六十七页，共306页。rar第2

54、67页/共305页第二百六十八页，共306页。rr第268页/共305页第二百六十九页，共306页。rra第269页/共305页第二百七十页，共306页。minminrr0)5 . 01 . 0(rrr第270页/共305页第二百七十一页，共306页。maxllmmll)75(2max第271页/共305页第二百七十二页，共306页。第272页/共305页第二百七十三页，共306页。第273页/共305页第二百七十四页，共306页。第274页/共305页第二百七十五页，共306页。第275页/共305页第二百七十六页，共306页。 11-1 11-1 轮系及分类轮系及分类(fn li)(fn

55、li)第276页/共305页第二百七十七页，共306页。调出电脑(dinno)动画片：行星与定轴定轴轮系定轴轮系1 1定轴齿轮系：齿轮系传动过程定轴齿轮系：齿轮系传动过程(guchng)中，其各齿中，其各齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定不变的。轮的轴线相对于机架的位置都是固定不变的。第277页/共305页第二百七十八页，共306页。周转周转(zhuzhun)轮系轮系2.2.第278页/共305页第二百七十九页，共306页。OH321H321231太阳太阳(tiyng)轮轮(sun gear)行星行星(xngxng)轮轮(planet gear) 行星架行星架第279页/共305页第二百八十页

56、，共306页。141HO1HOHO33O22413OO133HHOO221O1H232OHO B. 行星行星(xngxng)轮系轮系 (planetary speed train)，其自由度，其自由度 为为l （如图（如图B所示）所示）图a图b第280页/共305页第二百八十一页，共306页。3421H23K型周转型周转(zhuzhun)轮系轮系OH312H3122k-H型周转型周转(zhuzhun)轮系轮系第281页/共305页第二百八十二页，共306页。复合复合(fh)轮系轮系2.2.第282页/共305页第二百八十三页，共306页。1223445第283页/共305页第二百八十四页，共3

57、06页。第284页/共305页第二百八十五页，共306页。121221ziz 322 332ziz 343443ziz 544 554ziz 234511551234z z z ziz z z z 43 2154325 4433 2215 4343 212zzzzzzzziiii 所有主动轮齿数连乘积所有从动轮齿数连乘积定轴轮系的传动比 第285页/共305页第二百八十六页，共306页。2）空间）空间(kngjin)轮系轮系 (d)2112(a)(b)2112(e)21（A）用箭头标注；）用箭头标注；（B）用）用“+”或或“”表示，表示，“+”首末首末两轮转向相同，两轮转向相同，“”则相反；则

58、相反；（C）在公式前用（）在公式前用（1）m表示，表示，m 外啮合次数外啮合次数 只能用箭头来表示只能用箭头来表示 (c)第286页/共305页第二百八十七页，共306页。如图，中间红色如图，中间红色(hngs)的齿轮齿数的多少并不的齿轮齿数的多少并不影响传动比的大小，而仅仅起着中间过渡和改变从影响传动比的大小，而仅仅起着中间过渡和改变从动轮转向的作用。轮系中的这种齿轮称为惰轮（动轮转向的作用。轮系中的这种齿轮称为惰轮（idler gear）（过轮或中介轮）（过轮或中介轮） 结论：结论：（1）主从动轮）主从动轮(dngln)间加奇数个惰轮，主、从动轮间加奇数个惰轮，主、从动轮(dngln)旋转

59、方向相同。旋转方向相同。（2）主从动轮）主从动轮(dngln)间加偶数个惰轮，主、从动轮间加偶数个惰轮，主、从动轮(dngln)旋转方向相反。旋转方向相反。第287页/共305页第二百八十八页，共306页。12HH3第288页/共305页第二百八十九页，共306页。根据相对运动的原理，假若我们给整个周转轮系加上一个公共角根据相对运动的原理，假若我们给整个周转轮系加上一个公共角速度速度“H”，使它绕行星架的固定轴线回转，这时各构件之间，使它绕行星架的固定轴线回转，这时各构件之间的相对运动仍将保持不变，但行星架的角速度却变成的相对运动仍将保持不变，但行星架的角速度却变成HHo，即行星架成为，即行星

60、架成为“静止不动静止不动”的了。于是，周转轮系便转化的了。于是，周转轮系便转化(zhunhu)成了定轴轮系。这种经过转化成了定轴轮系。这种经过转化(zhunhu)所得的假所得的假想的定轴轮系，特称为原周转轮系的转化想的定轴轮系，特称为原周转轮系的转化(zhunhu)轮系或转化轮系或转化(zhunhu)机构机构 第289页/共305页第二百九十页，共306页。由于由于 HH = 0，该周转轮系已转化为，该周转轮系已转化为定轴轮系定轴轮系 13313113zziHHHHH - H 1 H 3 2第290页/共305页第二百九十一页，共306页。周转周转(zhuzhun)轮系传动比的一般关系式：轮系