《机械原理》课程总结和复习

1、机械原理课程总结和复习,2012年05月31日,第一篇 机构的组成与分析篇 第二章 平面机构的结构分析 第三章 平面连杆机构的运动分析 第四章 平面机构的力分析 第二篇 基本机构及其设计篇 第五章 平面连杆机构及其设计 第六章 凸轮机构及其设计 第七章 齿轮机构及其设计 第八章 间歇运动机构及其设计 第九章 空间连杆机构及机器人机构 第十章 实现其他功用的机构简介 第三篇 机构组合系统及设计篇 第十一章 轮系及其设计 第十二章 机构组合与创新设计 第十三章 机械系统运动方案的设计 第四篇 机械系统动力学 第十四章 机械系统动力学 第十五章 机械的平衡设计与实验,北京理工大学机械与车辆工程学院,

2、Theory of Machines and Mechanisms,重点讲授,介绍为主,自学为主,第一章 绪 论,第一节 机械原理的研究对象 第二节 机械设计的一般过程 第三节 机械原理课程的地位和作用,北京理工大学机械与车辆工程学院,Theory of Machines and Mechanisms,第二章 平面机构的结构分析,第一节 基本概念 第二节 机构运动简图 第三节 平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件 第四节 平面机构的组成原理与结构分析,Theory of Machines and Mechanisms,第一节平面机构的运动分析概述 第二节用速度瞬心法对机构进行速度分析

3、第三节用相对运动图解法对机构进行运动分析 第四节用解析法对机构进行运动分析（自学）,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 第三节 平面连杆机构的设计,第五章 平面连杆机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,第一节 概述 第二节 从动件的运动规律 第三节 凸轮轮廓曲线的设计 第四节 凸轮机构的压力角及基本尺寸的确定 第五节 凸轮机构的受力分析（自学）,第六章 凸轮机构及其设计,Theory of Machines and Mec

4、hanisms,第七章 齿轮机构及其设计,第一节 齿轮机构的分类及应用 第二节 齿廓啮合的基本定律 第三节 渐开线齿廓及其啮合特性 第四节 渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数和几何尺寸的计算 第五节 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 第六节 渐开线齿轮的加工及根切现象 第七节 变位齿轮的概念 第八节 变位齿轮传动的设计 第九节 平行轴斜齿圆柱齿轮机构 第十节 交错轴斜齿圆柱齿轮机构 第十一节 圆锥齿轮机构 第十二节 蜗杆传动机构,北京理工大学机械与车辆工程学院,Theory of Machines and Mechanisms,第十一章 轮系及其设计,第一节 轮系及其分类 第二节 定轴轮系传动比的计算

5、 第三节 周转轮系传动比的计算 第四节 混合轮系传动比的计算 第五节 轮系的功能及其应用 第六节 轮系的效率（自学） 第七节 行星轮系的设计（自学） 第八节 其它类型的行星轮系简介（自学）,北京理工大学机械与车辆工程学院,Theory of Machines and Mechanisms,Theory of Machines and Mechanisms,第四章 平面机构的力分析,第一节 平面机构的力分析概述 第二节 机构的动态静力分析 第三节 考虑摩擦的机构力分析 第四节 自锁机构的分析与设计,Theory of Machines and Mechanisms,第一节 作用在机械上的力及机械

6、的运转过程 第二节 机械系统的动力学模型 第三节 机械系统的运动方程及其求解 第四节 周期性速度波动及其调节 第五节 非周期性速度波动的调节,第十四章 机械系统动力学,第一节 概述 第二节 刚性转子的平衡设计 第三节 刚性转子的平衡实验 第四节 平面机构的平衡（自学）,Theory of Machines and Mechanisms,第十五章 机械的平衡设计与实验,结合课堂教学，开设3个实验： 机构运动简图的测绘 【第二章 平面机构的结构分析】 齿轮范成原理实验 【第七章 齿轮机构及其设计】 动平衡实验 【第十五章 机械的平衡设计与实验】 结合课堂教学，共布置10次作业： 课外作业及实验的成

7、绩占总成绩的20%。 考试成绩： 考试成绩占总成绩的80%。,北京理工大学机械与车辆工程学院,Theory of Machines and Mechanisms,第一章 绪论,第一章 绪 论,第一节 机械原理的研究对象 第二节 机械设计的一般过程 第三节 机械原理课程的地位和作用,北京理工大学机械与车辆工程学院,Theory of Machines and Mechanisms,第一章 绪 论,第一节 机械原理的研究对象 研究的对象机 械 机械的三属性： 从组成观点：人为的实物的组合体 从运动观点：各个部分之间都具有确定的相对运动 从功、能观点：具有机械能与其它形式能的转变或作有用功,北京理工

8、大学机械与车辆工程学院,Theory of Machines and Mechanisms,第一节 机械原理的研究对象 机 械：泛指“机器”和“机构” 机 器具有上述三属性 内燃机：热能 机械能 电动机：电能 机械能 工作机：完成有益的机械功 机 构具有上述前二属性,北京理工大学机械与车辆工程学院,Theory of Machines and Mechanisms,第一章 绪 论,第一章 绪 论,第一节 机械原理的研究对象 机器与机构的区别在于： 机器同时产生运动和能的变化，它的目的是利用或转换机械能；而机构只产生运动的变化，它的目的是传递或变换运动。 构件：机器中的运动单元体 机构：是把一个

9、或几个构件的运动，变换成其他构件所需的具有确定运动的构件系统 一部机器中可以包括不同种类的许多机构 而一种机构可以出现在不同的机器中,北京理工大学机械与车辆工程学院,Theory of Machines and Mechanisms,第二章 平面机构的结构分析,第二章 平面机构的结构分析,第一节 基本概念 第二节 机构运动简图 第三节 平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件 第四节 平面机构的组成原理与结构分析,Theory of Machines and Mechanisms,第二章 平面机构的结构分析,第一节 基本概念 一、构件与运动副 二、运动链和机构,Theory of Mach

10、ines and Mechanisms,1构 件 2运动副 3自由度和约束 4运动副的分类,1运动链 2机 构,1）根据运动副提供的约束数目分 2）按照组成运动副两构件间的相对运动分 3）按接触特性分 4）按相对运动特性分,两构件直接接触而又能产生一定型式的相对运动的联接,第二章 平面机构的结构分析,第一节 基本概念 第二节 机构运动简图 机构运动简图 用运动副代表符号和简单线条来反 映机构运动的简图 机 构 示 意 图 若图形不按精确的比例绘制，仅仅为了表达机械的结构特征,Theory of Machines and Mechanisms,比例尺： 实际物理量/图中值【物理量单位/mm】 长

11、度比例尺： L运动尺寸的实际长度/图上所画的长度【m/mm或mm/mm】,第二章 平面机构的结构分析,第一节 基本概念 第二节 机构运动简图 第三节 机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件 一、平面机构的自由度 二、机构具有确定运动的条件 三、计算平面机构自由度时应注意的事项,Theory of Machines and Mechanisms,第二章 平面机构的结构分析,第一节 基本概念 第二节 机构运动简图 第三节 平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件,Theory of Machines and Mechanisms,平面机构自由度的计算公式：,机构具有确定运动的条件是： 机构的

12、原动件数目机构的自由度的数目（F ）,计算平面机构自由度时应注意的事项：,复合铰链两个以上的构件同在一处以转动副相联接 局部自由度不影响整个机构运动的构件自由度 虚约束对机构运动实际上不起限制作用的约束,几种典型复合铰链,Theory of Machines and Mechanisms,第二章 平面机构的结构分析,2个转动副,2个转动副，1个移动副,2个转动副，2个移动副,复合铰链,复合铰链,复合铰链,移动副,移动副,移动副,4,4,5,第二章 平面机构的结构分析,常见的几种形式： 轨迹重合 轴线相互重合（转动副轴线重合） 导路相互平行（移动副导路平行） 对称部分（机构存在对运动起重复约束作

13、用）,Theory of Machines and Mechanisms,几种常见的虚约束,Theory of Machines and Mechanisms,a）转动副的虚约束,b）移动副的虚约束,c）高副机构的虚约束,d）不起限制作用的虚约束,e）等距点产生的虚约束,第二章 平面机构的结构分析,第一节 基本概念 第二节 机构运动简图 第三节 平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件 第四节 平面机构的组成原理与结构分析 一、杆组分析 二、机构的组成原理 三、高副低代 四、平面机构的结构分析,Theory of Machines and Mechanisms,第二章 平面机构的结构分析,

14、a）两偏心圆盘（永久替代） 1）曲面曲面 b）任意两曲面（瞬时替代） 2）曲面尖点 3）曲面平面,Theory of Machines and Mechanisms,第二章 平面机构的结构分析,1）平面高副机构的结构分析 步骤： 除去机构中的局部自由度和虚约束，再计算机构的自由度；确定原动件 进行高副低代，画出其瞬时代替的机构 进行结构分析，从远离原动件的一端，依次拆出构件，确定各子链的杆组级别 确定机构的级别,Theory of Machines and Mechanisms,第二章 平面机构的结构分析,2）平面低副机构的结构分析（康拜因清除机） 步骤： 计算机构的自由度 进行结构分析，从远

15、离原动件的一端，依次拆出构件，确定各子链的杆组级别 确定机构的级别,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,第一节平面机构的运动分析概述 第二节用速度瞬心法对机构进行速度分析 第三节用相对运动图解法对机构进行运动分析 第四节用解析法对机构进行运动分析（自学）,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,第一节 平面机构的运动分析概述 第二节 用速度瞬心法对机构进行速度分析 一、瞬心的基本概念,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,

16、平面机构瞬心的数目,1）两构件组成运动副时瞬时位置的确定直接法,2）两构件间无运动副直接联接间接法（三心定理）,瞬心位置的确定,第一节 平面机构的运动分析概述 第二节 用速度瞬心法对机构进行速度分析 一、瞬心的基本概念 二、用瞬心法进行机构的速度分析,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,例1：铰链四杆机构 已知：各构件的尺寸，1=常数，1 求 ：3=？,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,1 2 3 4 P12 P23 P34 P13 P24 P14,1,A,B,C,D,P1

17、4,P12,P34,P23,3,P13,P24,1,2,3,4,vP1=vP3=vP13,vP13,1,1 2 3 4 P12 P23 P34 P13 P24 P14,例2：曲柄滑块机构 已知：各构件的尺寸，1=常数，1 求 ：滑块3的移动速度VC= V3=？,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,A,B,C,1,2,3,4,P14,P12,P34,P23,P13,vP13,vP13=v3=vC,1,P34,例3：高副机构 已知：各构件的尺寸，2=常数 求 ：构件2、3的角速度比2/3=？,Theory of Machines and

18、Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,1 2 3 P21 P32 P31,第一节 平面机构的运动分析概述 第二节 用速度瞬心法对机构进行速度分析 第三节 用相对运动图解法对机构进行运动分析 一、相对运动图解法的基本原理 二、相对运动图解法在机构运动分析中的应用 三、机构运动分析中应注意的若干问题,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,第一节 平面机构的运动分析概述 第二节 用速度瞬心法对机构进行速度分析 第三节 用相对运动图解法对机构进行运动分析 一、相对运动图解法的基本原理 1同一构件上两点间的速度和加速度关系,Theor

19、y of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,1同一构件上两点间的速度和加速度关系 基本原理（刚体平面运动） 构件上任一点B的绝对运动该构件上基点A的牵连运动 点B绕基点A的相对运动 速度矢量方程式： VBVAVBA 加速度矢量方程式： aBaAaBAaAanBAatBA,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,第一节 平面机构的运动分析概述 第二节 用速度瞬心法对机构进行速度分析 第三节 用相对运动图解法对机构进行运动分析 一、相对运动图解法的基本原理 1同一构件上两点间的速度和加速度关系 2两构

20、件组成移动副的重合点间的速度和加速度关系,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,2两构件组成移动副的重合点间的速度和加速度关系 基本原理（点的复合运动） 构件2上点B2的绝对运动构件1上点B1的牵连运动 构件2上点B2相对构件1上点B1的相对运动 速度矢量方程式： VB2VB1VB2B1 加速度矢量方程式： aB2aB1akB2B1arB2B1,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,akB2B1,vB2B1,第一节 平面机构的运动分析概述 第二节 用速度瞬心法对机构进行速度分析

21、第三节 用相对运动图解法对机构进行运动分析 一、相对运动图解法的基本原理 二、相对运动图解法在机构运动分析中的应用,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,第三章 平面机构的运动分析,Theory of Machines and Mechanisms,二、相对运动图解法在机构运动分析中的应用 具体步骤： 1选长度比例尺，绘制机构运动简图 2列速度矢量方程，标注速度的大小与方向的已知与未知情况 3选择速度比例尺，作矢量图，求出未知量 4列加速度矢量方程，标注加速度的大小与方向的已知与未知情况 5选择加速度比例尺，作矢量图，求出未知量 6进行

22、运动分析时，如果知道同一构件上两点的速度或加速度时，可利用在速度多边形和加速度多边形上作出与对应构件的相似三角形的方法求解第三点的速度或加速度影像法,例：铰链四杆机构 已知：各构件的l、1、1、1 求 ：VC、VE和aC、aE； 2、3和2、3,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,B,A,D,C,E,1,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,B,A,D,C,E,解：1.绘制机构运动简图,解：1.绘制机构运动简图,Theory of Machines and Mechanisms

23、,第三章 平面机构的运动分析,B,A,D,C,E,CD AB BC ？ lAB1 ？,2.速度分析,选取速度比例尺,列出速度向量方程,？ AB BE CD CE ？ ？ ？,第三章 平面机构的运动分析,B,A,D,C,E,解：1.绘制机构运动简图,2.速度分析,3.加速度分析,CD BC AB AB CD BC ？ ？ ？,？ EB BE EC EC ？ ？ ？,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,B,A,D,C,E,速度影像法,bceBCE,影像法： 1）同一构件上三点加速度间的关系； 2）二相似三角形字母顺序一致（要顺都顺，要逆都

24、逆）,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,B,A,D,C,E,加速度影像法,bceBCE,例：导杆机构 已知：机构的位置、各构件的l及曲柄1的等角速度1 求 ：导杆3的3和3,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,A,B,C,（B1、B2、B3 ）,2,3,4,1,4,解：1.绘制机构运动简图,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动

25、分析,A,B,C,（B1、B2、B3 ）,2,3,4,1,4,CB AB BC ？ lAB1 ？,选取速度比例尺,列出速度向量方程,2.速度分析,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,A,B,C,（B1、B2、B3 ）,2,3,4,1,4,3.加速度分析,BC BC BA BC ？ ？,选取加速度比例尺,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,A,B,C,（B1、B2、B3 ）,2,3,4,1,4,第一节 平面机构的运动分析概述 第二节 用速度瞬心法对机构进行速度分析 第三节 用相

26、对运动图解法对机构进行运动分析 一、相对运动图解法的基本原理 二、相对运动图解法在机构运动分析中的应用 三、机构运动分析中应注意的若干问题,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,三、机构运动分析中应注意的若干问题,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,1.正确判别科氏加速度存在的条件,两构件以相同的角速度共同转动的同时，还必须作相对运动，其重合点才存在科氏加速度 。,三、机构运动分析中应注意的若干问题,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平

27、面机构的运动分析,2.建立速度或加速度向量方程时，一定要从已知速度或加速度的点开始列方程,1.正确判别科氏加速度存在的条件,求构件3的速度或角速度，只要把构件3扩大（刚体扩大）,E,？,？,？,？,？,？,？,？,？,？,？,2,3,三、机构运动分析中应注意的若干问题,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,2.建立速度或加速度向量方程时，一定要从已知速度或加速度的点开始列方程,1.正确判别科氏加速度存在的条件,3.机构在极限位置、共线位置等特殊位置时，其速度和加速度多边形变得简单,3.机构在极限位置、共线位置等特殊位置时，其速度和加速度

28、多边形变得简单,Theory of Machines and Mechanisms,3.机构在极限位置、共线位置等特殊位置时，其速度和加速度多边形变得简单,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,三、机构运动分析中应注意的若干问题,速度矢量方程：,加速度矢量方程：,？,？,CD,lAB1,AB,CB,CD,？,CD,BA,CB,？,BC,3.机构在极限位置、共线位置等特殊位置时，其速度和加速度多边形变得简单,第三章 平面机构的运动分析,三、机构运动分析中应注意的若干问题,？,？,CB,lAB1,AB,CB,？,CB,BA,CB,？,BC,

29、速度矢量方程：,加速度矢量方程：,CB,三、机构运动分析中应注意的若干问题,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,2.建立速度或加速度向量方程时，一定要从已知速度或加速度的点开始列方程,1.正确判别科氏加速度存在的条件,3.机构在极限位置、共线位置等特殊位置时，其速度和加速度多边形变得简单,4.进行凸轮等高副机构的运动分析时，可采用高副低代方法，对相应的低副机构作运动分析，二者具有相同的运动特性,4.进行凸轮等高副机构的运动分析时，可采用高副低代方法，对相应的低副机构作运动分析，二者具有相同的运动特性,Theory of Machine

30、s and Mechanisms,三、机构运动分析中应注意的若干问题,第三章 平面机构的运动分析,O,B,K,A,2,1,4,3,3,（B1，B4，B2）,（ K1，K4，K2）,三、机构运动分析中应注意的若干问题,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,2.建立速度或加速度向量方程时，一定要从已知速度或加速度的点开始列方程,1.正确判别科氏加速度存在的条件,3.机构在极限位置、共线位置等特殊位置时，其速度和加速度多边形变得简单,4.进行凸轮等高副机构的运动分析时，可采用高副低代方法，对相应的低副机构作运动分析，二者具有相同的运动特性,5

31、.液压机构的运动分析可转化为相应的导杆机构进行,5.液压机构的运动分析可转化为相应的导杆机构进行,Theory of Machines and Mechanisms,5.液压机构的运动分析可转化为相应的导杆机构进行,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,三、机构运动分析中应注意的若干问题,（B1，B2，B3）,三、机构运动分析中应注意的若干问题,Theory of Machines and Mechanisms,第三章 平面机构的运动分析,2.建立速度或加速度向量方程时，一定要从已知速度或加速度的点开始列方程,1.正确判别科氏加速度存在

32、的条件,3.机构在极限位置、共线位置等特殊位置时，其速度和加速度多边形变得简单,4.进行凸轮等高副机构的运动分析时，可采用高副低代方法，对相应的低副机构作运动分析，二者具有相同的运动特性,5.液压机构的运动分析可转化为相应的导杆机构进行,6.综合运用速度瞬心法和相对运动图解法，可进行较复杂机构的速度分析,6.综合运用速度瞬心法和相对运动图解法，可进行较复杂机构的速度分析,P16,P23,P12,P56,P46,P35,P34,P36,vc,速度影像法,cdeCDE,P16,P23,P12,P56,P46,P35,P34,P36,1 2 3 4 5 6 P12 P23 P34 P45 P56 P

33、13 P24 P35 P46 P14 P25 P36 P15 P26 P16,P26,P25,P15,P45,P24,P14,P13,Theory of Machines and Mechanisms,6.综合运用速度瞬心法和相对运动图解法，可进行较复杂机构的速度分析,第五章 平面连杆机构及其设计,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 第三节 平面连杆机构的设计,第五章 平面连杆机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 一、曲柄存在条件 二、急回特性 三

34、、机构压力角与传动角 四、机构的死点位置 五、运动连续性,第五章 平面连杆机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,Theory of Machines and Mechanisms,第五章 平面连杆机构及其设计,机架,必有一杆为,连架杆,条件通常称此条件为 杆长和条件,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 一、曲柄存在条件 铰链四杆机构ABCD,曲柄存在条件：,l1、l2、l3、l4,lminlmaxl2l3,考察固定杆,双摇杆机构,双摇杆机构,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,无论任一杆为机架,lmin 相邻杆,lmin,lm

35、in对面杆,Y,N,Theory of Machines and Mechanisms,第五章 平面连杆机构及其设计,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 一、曲柄存在条件 推 论：,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 一、曲柄存在条件 同理可推导出： 滑块机构有曲柄的条件为： 1）a为最短杆 2）aeb 导杆机构有曲柄的条件为： 1）a为最短杆 2）aed aed（a为最短杆）摆动导杆机构 dea（d为最短杆）转动导杆机构,Theory of Machines and Mechanisms,第五章 平面连杆机构及其设计,二、急

36、回特性 行程速度变化系数K： 或,Theory of Machines and Mechanisms,v1,v2,第五章 平面连杆机构及其设计,极位夹角： 从动摇杆处于两极限位置时，相应的原动曲柄两位置所夹的锐角,二、急回特性 用类似分析方法： 偏置曲柄滑块机构和导杆机构的极位夹角0，故均具有急回运动特性。,Theory of Machines and Mechanisms,第五章 平面连杆机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,第五章 平面连杆机构及其设计,D,B,C,A,vC,F,F1,F2,a,b,c,d,三、机构压力角与传动角 机构压力角：在不

37、计摩擦力、惯性力和重力的条件下，机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受力点的速度方向间所夹的锐角，“”表示 机构传动角：压力角的余角（+=90）,三、机构压力角与传动角,Theory of Machines and Mechanisms,第五章 平面连杆机构及其设计,D,B,C,A,a,b,c,d,vC,F,F1,F2,结论： min角可能发生在原动曲柄与机架二次共线位置之一处,f,三、机构压力角与传动角 曲柄滑块机构： min将可能出现在曲柄两次垂直滑块导路线的瞬时位置,Theory of Machines and Mechanisms,第五章 平面连杆机构及其设计,对心式,偏置式,四

38、、 机构的死点位置 不计构件重力、惯性力和运动副中摩擦阻力，机构处于90(0)的位置时，由于F1Fcos900，因此，无论给机构主动件上的驱动力或驱动力矩有多大，均不能使机构运动，这个位置称之为机构的死点位置,Theory of Machines and Mechanisms,简单地说： 机构的死点位置将发生在连杆与从动曲柄共线的位置上,第五章 平面连杆机构及其设计,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 第三节 平面连杆机构的设计 一、平面连杆机构设计（综合）的基本问题 二、图解设计法 三、解析设计法,第五章 平面连杆机构及其设计,Theory of Machi

39、nes and Mechanisms,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 第三节 平面连杆机构的设计 一、平面连杆机构设计（综合）的基本问题 二、图解设计法 1按照连杆的一系列位置设计四杆机构 2按照连架杆的一系列对应位置设计四杆机构 3按行程速比系数设计四杆机构 4按照连杆曲线设计四杆机构,第五章 平面连杆机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 第三节 平面连杆机构的设计 一、平面连杆机构设计（综合）的基本问题 二、图解设计法 1按照连杆的一系列位

40、置设计四杆机构 （1）按照连杆的二个位置设计四杆机构 （2）按照连杆的三个位置设计四杆机构,第五章 平面连杆机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,Theory of Machines and Mechanisms,L（mm/mm）,LAB=LAB（mm） LCD=LCD（mm） LAD=LAD（mm）,第五章 平面连杆机构及其设计,D,A,已知：连杆BC的三个位置B1C1、B2C2和B3C3 要求：设计此铰链四杆机构,（2）按照连杆的三个位置设计四杆机构,b12,c12,b23,c23,Theory of Machines and Mechanism

41、s,L（mm/mm）,LAB=LAB（mm） LCD=LCD（mm） LAD=LAD（mm）,第五章 平面连杆机构及其设计,D,A,已知：连杆BC的两个位置B1C1和B2C2 要求：设计此铰链四杆机构,（1）按照连杆的二个位置设计四杆机构,b12,c12,Theory of Machines and Mechanisms,L（mm/mm）,LAB=LAB（mm） LCD=LCD（mm） LAD=LAD（mm）,第五章 平面连杆机构及其设计,D,A,已知：连杆BC的三个位置B1C1、B2C2和B3C3 要求：设计此铰链四杆机构,（2）按照连杆的三个位置设计四杆机构,b12,c12,b23,c23

42、,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 第三节 平面连杆机构的设计 一、平面连杆机构设计（综合）的基本问题 二、图解设计法 1按照连杆的一系列位置设计四杆机构 2按照连架杆的一系列对应位置设计四杆机构 （1）反转法的原理 （2）按照连架杆的二组对应位置设计四杆机构 （3）按照连架杆的三组对应位置设计四杆机构,第五章 平面连杆机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,（3）按照连架杆的三组对应位置设计四杆机构 已知：lAB、lAD及1、2、3和1、2、3 设计：该四杆机构（确定lBC 、 lCD 以及lCE ）,Theory

43、 of Machines and Mechanisms,lAB连架杆位置,另一连架杆上的标线ED的位置,关键要找出C点的位置,第五章 平面连杆机构及其设计,（3）按照连架杆的三组对应位置设计四杆机构,Theory of Machines and Mechanisms,L （mm/mm）,LAB=LAB（mm） LBC=LBC（mm） LCD=LCD（mm）,第五章 平面连杆机构及其设计,（3）按照连架杆的三组对应位置设计四杆机构（方法一）,Theory of Machines and Mechanisms,L （mm/mm）,LAB=LAB（mm） LBC=LBC（mm） LCD=LCD（mm

44、）,第五章 平面连杆机构及其设计,D,A,B1,C1,E1,E2,E3,B2,B3,B2,B3,b12,b23,A,A,（3）按照连架杆的三组对应位置设计四杆机构（方法一）,Theory of Machines and Mechanisms,L （mm/mm）,LAB=LAB（mm） LBC=LBC（mm） LCD=LCD（mm）,第五章 平面连杆机构及其设计,D,A,B1,C1,E1,1,1,（3）按照连架杆的三组对应位置设计四杆机构（方法二）,Theory of Machines and Mechanisms,L （mm/mm）,LAB=LAB（mm） LBC=LBC（mm） LCD=LC

45、D（mm）,第五章 平面连杆机构及其设计,D,A,B1,C1,E1,E2,E3,B2,B3,B2,B3,b12,b23,（3）按照连架杆的三组对应位置设计四杆机构（方法二）,Theory of Machines and Mechanisms,L （mm/mm）,LAB=LAB（mm） LBC=LBC（mm） LCD=LCD（mm）,第五章 平面连杆机构及其设计,D,A,B1,C1,E1,1,1,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 第三节 平面连杆机构的设计 一、平面连杆机构设计（综合）的基本问题 二、图解设计法 1按照连杆的一系列位置设计四杆机构 2按照连架杆

46、的一系列对应位置设计四杆机构 3按行程速比系数设计四杆机构 （1）曲柄摇杆机构,第五章 平面连杆机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,（1）曲柄摇杆机构 已知：摇杆长度lCD、摆角及行程速度变化系数K 要求：设计此曲柄摇杆机构 设计步骤如下：,Theory of Machines and Mechanisms,第五章 平面连杆机构及其设计,L （mm/mm）,按给定K，计算,AC1BC一AB,AC2BCAB,LAB=LAB（mm） LBC=LBC（mm） LAD=LAD （mm）,F,E,H,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构

47、的基本性质 第三节 平面连杆机构的设计 一、平面连杆机构设计（综合）的基本问题 二、图解设计法 1按照连杆的一系列位置设计四杆机构 2按照连架杆的一系列对应位置设计四杆机构 3按行程速比系数设计四杆机构 （1）曲柄摇杆机构 （2）曲柄滑块机构,第五章 平面连杆机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,（2）曲柄滑块机构 已知：滑块动程H、偏心距e及行程速度系数K 要求：设计此曲柄滑块机构 设计步骤如下：,Theory of Machines and Mechanisms,第五章 平面连杆机构及其设计,L（mm/mm）,LAB=LAB （mm） LBC=L

48、BC （mm）,按给定K，计算,AC1BC一AB,AC2BCAB,第一节 平面连杆机构的特点与基本型式 第二节 平面连杆机构的基本性质 第三节 平面连杆机构的设计 一、平面连杆机构设计（综合）的基本问题 二、图解设计法 1按照连杆的一系列位置设计四杆机构 2按照连架杆的一系列对应位置设计四杆机构 3按行程速比系数设计四杆机构 （1）曲柄摇杆机构 （2）曲柄滑块机构 （3）导杆机构,第五章 平面连杆机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,（3）导杆机构 已知：机架长度lAD（=d）、行程速度系数K 要求：设计此导杆机构,Theory of Machine

49、s and Mechanisms,第五章 平面连杆机构及其设计,L（mm/mm）,LAB=LAB（mm）,按给定K，计算，并确定,第六章 平面凸轮机构及其设计,第一节 概述 第二节 从动件的运动规律 第三节 凸轮轮廓曲线的设计 第四节 凸轮机构的压力角及基本尺寸的确定 第五节 凸轮机构的受力分析（自学）,第六章 凸轮机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,第六章 凸轮机构及其设计,盘形凸轮 按凸轮的形状分类 移动凸轮 圆柱凸轮 尖底从动件 滚子从动件 接触形式分 平底从动件 分 曲底从动件 类 按从动件形状分类 对心式 直动从动件 运动形式分 偏心式

50、摆动从动件 力封闭 按机构的封闭形式分 形封闭方式,Theory of Machines and Mechanisms,第六章 凸轮机构及其设计,凸轮机构的基本名词术语,基圆 推程 回程 行程 推程运动角 回程运动角 远休止角 近休止角 凸轮转角 从动件的位移,Theory of Machines and Mechanisms,对心式直动尖底从动件盘形凸轮机构,第六章 凸轮机构及其设计,对心式直动尖底从动件盘形凸轮机构 min r0 基圆半径 基圆 凸轮以等角速度顺时针方向转动 ，推动从动件上升 非圆曲线BC段接触 推程运动角 =OC=OD=max ,致使从动件静止 圆弧CD段接触 s 远休止

51、角 ，带动从动件下降 非圆曲线DE段接触 回程运动角 =OE=OB=min ,致使从动件静止 圆弧EB段接触 s 近休止角 推 程 最低位置 最高位置 从动件 h = smax 动程 最低位置 最高位置 回 程 从动件的运动形式：升 停 降 停,Theory of Machines and Mechanisms,第一节 概述 第二节 从动件的运动规律,第六章 凸轮机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,一次多项式运动规律（ 等速运动规律）,二次多项式运动规律（ 等加速等减速运动规律）,2三角函数运动规律,1多项式类的运动规律,五次多项式运动规律（3-4

52、-5多项式）,余弦加速度运动规律,正弦加速度运动规律,第六章 凸轮机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,判断动力特性规律性（判断有无冲击现象）：,位移曲线有尖点，速度曲线也有尖点，则加速度突变无穷大值，有刚性冲击,位移曲线光滑，速度曲线有尖点，则加速度突变有限值，有柔性冲击,位移曲线光滑，速度曲线也光滑，加速度无突变，则无冲击,冲击特指在从动件运动到某一个位置时的现象，不是指整个运动规律,第一节 概述 第二节 从动件的运动规律 第三节 凸轮轮廓曲线的设计 1.直动从动件盘形凸轮廓线的设计 对心式直动从动件盘形凸轮廓线的设计 偏置式直动从动件盘形凸轮廓

53、线的设计,第六章 凸轮机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,第六章 凸轮机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,已知：等、 r0 、s-运动曲线 设计：凸轮轮廓,L=mm/mm,s=mm/mm,=/mm,L=s,=rad/mm,对心式直动尖底从动件盘形凸轮廓线的设计,（-）,第六章 凸轮机构及其设计,对心式直动滚子从动件盘形凸轮廓线的设计 已知：等、r0、s-运动曲线、rr 设计：凸轮轮廓,0,0理论轮廓曲线, 实际轮廓曲线,Theory of Machines and Mechanisms,L=s,s=mm

54、/mm,=/mm,=rad/mm,第六章 凸轮机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,对心式直动平底从动件盘形凸轮廓线的设计 已知：等、 r0 、s-运动曲线 设计：凸轮轮廓,L= s,s,1.直动从动件盘形凸轮廓线的设计,第六章 凸轮机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,1）对心式直动从动件盘形凸轮廓线的设计,2）偏置式直动从动件盘形凸轮廓线的设计,第六章 凸轮机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,L=mm/mm,L=s,s=mm/mm,=/mm,=rad/mm,

55、偏置式直动尖底从动件盘形凸轮廓线的设计 已知：等、 r0、 e、 s-运动曲线 设计：凸轮轮廓,（-）,直动滚子从动件盘形凸轮廓线的设计 已知：等、r0、e、s-运动曲线、rr 设计：凸轮轮廓,第六章 凸轮机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,偏置式直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计方法：除存在一个偏心距e以外，其他方法同对心式方法一样,直动平底从动件盘形凸轮廓线的设计 已知：等、r0、s-运动曲线 设计：凸轮轮廓,直动平底从动件盘形凸轮机构不存在对心与不对心，均按照对心式设计,第一节 概述 第二节 从动件的运动规律 第三节 凸轮轮廓曲线的设计 一、凸轮机构的相对运动原理 二、凸轮廓线的设计 一）作图法 1.直动从动件盘形凸轮廓线的设计 2.摆动从动件盘形凸轮廓线的设计,第六章 凸轮机构及其设计,Theory of Machines and Mechanisms,1.直动从动件盘形凸轮廓线的