機械原理研復(fù)習(xí)課件

1、機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 平面運動鏈自由度計算公式為平面運動鏈自由度計算公式為HL23ppnF 運動鏈成為機構(gòu)的條件運動鏈成為機構(gòu)的條件 運動鏈成為機構(gòu)的條件是：運動鏈成為機構(gòu)的條件是：取運動鏈中一個構(gòu)件相對固取運動鏈中一個構(gòu)件相對固定作為機架，運動鏈相對于機架的自由度必須大于零，且原定作為機架，運動鏈相對于機架的自由度必須大于零，且原動件的數(shù)目等于運動鏈的自由度數(shù)動件的數(shù)目等于運動鏈的自由度數(shù)。滿足以上條件的運動鏈即為機構(gòu)，機構(gòu)的自由度可用運滿足以上條件的運動鏈即為機構(gòu)，機構(gòu)的自由度可用運動鏈自由度公式計算。動鏈自由度公式計算。一、平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一、平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機械原理研復(fù)習(xí)PPT

2、課件 計算錯誤的原因計算錯誤的原因例題例題圓盤鋸機構(gòu)自由度計算圓盤鋸機構(gòu)自由度計算 解解 n 7，pL 6，pH 0 F 3n 2pL pH 3 7 2 6 9錯誤的結(jié)果！錯誤的結(jié)果！12345678ABCDEF兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件12345678ABCDEF 正確計算正確計算 B、C、D、E處為復(fù)合鉸鏈，轉(zhuǎn)動處為復(fù)合鉸鏈，轉(zhuǎn)動副數(shù)均為副數(shù)均為2。 n 7，pL 10，pH 0 F 3n 2pL pH 3 7 2 10 1計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件12313424132312兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副兩

3、個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副1234兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副1423兩個轉(zhuǎn)動副兩個轉(zhuǎn)動副機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件例題例題計算凸輪機構(gòu)自由度計算凸輪機構(gòu)自由度 F 3n 2pL pH 3 3 2 3 1 2 局部自由度局部自由度 機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的僅與其自身的局部運動有關(guān)的機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的僅與其自身的局部運動有關(guān)的自由度自由度。 考慮局部自由度時的機構(gòu)自考慮局部自由度時的機構(gòu)自由度計算由度計算設(shè)想將滾子與從動件焊成一體設(shè)想將滾子與從動件焊成一體F 3 2 2 2 1 1計算時減去局部自由度計算時減去局部自由度FPF 3 3 2 3 1 1( (局部自由度局部自由度) ) 1？機械

4、原理研復(fù)習(xí)PPT課件機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 兩構(gòu)件間構(gòu)成多個運動副兩構(gòu)件間構(gòu)成多個運動副兩構(gòu)件構(gòu)成多個兩構(gòu)件構(gòu)成多個導(dǎo)路平行的移動副導(dǎo)路平行的移動副兩構(gòu)件構(gòu)成多個兩構(gòu)件構(gòu)成多個軸線重合的轉(zhuǎn)動副軸線重合的轉(zhuǎn)動副兩構(gòu)件構(gòu)成多個接觸兩構(gòu)件構(gòu)成多個接觸點處法線重合的高副點處法線重合的高副機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 兩構(gòu)件上某兩點間的距離在運動過程中始終保持不變兩構(gòu)件上某兩點間的距離在運動過程中始終保持不變 未去掉虛約束時未去掉虛約束時F 3n 2pL pH 3 4 2 6 0 構(gòu)件構(gòu)件5和其兩端的轉(zhuǎn)動副和其兩端的轉(zhuǎn)動副E、F提供的自由度提供的自由度F 3 1 2 2 1即引入了一個約束，但這個約束對機

5、構(gòu)的運動不起實際即引入了一個約束，但這個約束對機構(gòu)的運動不起實際約束作用，為虛約束。去掉虛約束后約束作用，為虛約束。去掉虛約束后?3241ACBDEF5AB CDAE EF F 3n 2pL pH 3 3 2 4 1機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點的軌跡重合聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點的軌跡重合 構(gòu)件構(gòu)件3與構(gòu)件與構(gòu)件2組成的轉(zhuǎn)動副組成的轉(zhuǎn)動副E及與機架組成的移動副提及與機架組成的移動副提供的自由度供的自由度F 3 1 2 2 1即引入了一個約束，但這個約束對機構(gòu)的運動不起實際即引入了一個約束，但這個約束對機構(gòu)的運動不起實際約束作用，為虛約束。去掉虛約束后約束作用，為虛約

6、束。去掉虛約束后構(gòu)件構(gòu)件2 2和和3 3在在E E點軌跡重合點軌跡重合3E4125ABCBE BC=AB EAC=90 F 3n 2pL pH 3 3 2 4 1機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件1B342A 機構(gòu)中對傳遞運動不起獨立作用的對稱部分機構(gòu)中對傳遞運動不起獨立作用的對稱部分 對稱布置的兩個行星輪對稱布置的兩個行星輪2 和和2 以及相應(yīng)的兩個轉(zhuǎn)動副以及相應(yīng)的兩個轉(zhuǎn)動副D、C和和4個平面高副提供的自由度個平面高副提供的自由度F 3 2 2 2 1 4 2即引入了兩個虛約束。即引入了兩個虛約束。 未去掉虛約束時未去掉虛約束時F 3n 2pL pH 3 5 2 5 1 6 1 去掉虛約束后去掉虛約束

7、后F 3n 2pL pH 3 3 2 3 1 2 11234ADBC2 2 機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 虛約束的作用虛約束的作用 改善構(gòu)件的受力情況，分擔(dān)載荷或改善構(gòu)件的受力情況，分擔(dān)載荷或平衡慣性力平衡慣性力，如多，如多個行星輪。個行星輪。 增加增加結(jié)構(gòu)剛度結(jié)構(gòu)剛度，如軸與軸承、機床導(dǎo)軌。，如軸與軸承、機床導(dǎo)軌。 提高運動可靠性和工作的穩(wěn)定性提高運動可靠性和工作的穩(wěn)定性。 注意注意 機構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)機構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成實際有效的的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成實際有效的約束，從而使機構(gòu)不能運動。約束

8、，從而使機構(gòu)不能運動。機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 基本思路基本思路 驅(qū)動桿組驅(qū)動桿組基本桿組基本桿組 機構(gòu)機構(gòu)由原動件和機架組由原動件和機架組成，自由度等于機成，自由度等于機構(gòu)自由度構(gòu)自由度不可再分的自由不可再分的自由度為零的構(gòu)件組度為零的構(gòu)件組合合機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件基本桿組的構(gòu)件數(shù)基本桿組的構(gòu)件數(shù)n 2，4，6，基本桿組的運動副數(shù)基本桿組的運動副數(shù)pL 3，6，9， n 2，pL 3的雙桿組的雙桿組( (II級組級組) )內(nèi)接運動副內(nèi)接運動副外接運動副外接運動副R-R-R組組R-R-P組組R-P-R組組P-R-P組組R-P-P組組機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 結(jié)構(gòu)

9、特點結(jié)構(gòu)特點 有一個三副構(gòu)件，有一個三副構(gòu)件，而每個內(nèi)副所聯(lián)接的分而每個內(nèi)副所聯(lián)接的分支構(gòu)件是兩副構(gòu)件。支構(gòu)件是兩副構(gòu)件。機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件r1r2O1O2O2r2 O1高副低代高副低代 接觸點處兩高副元素接觸點處兩高副元素的曲率半徑為有限值的曲率半徑為有限值 接觸點處兩高副元素接觸點處兩高副元素之一的曲率半徑為無窮大之一的曲率半徑為無窮大高副低代高副低代虛擬構(gòu)件虛擬構(gòu)件虛擬構(gòu)件虛擬構(gòu)件高副低代高副低代 機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件舉例舉例 作出下列高副機構(gòu)的低副替代機構(gòu)作出下列高副機構(gòu)的低副替代機構(gòu)高副低代高副低代DECBADECBA機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 例題例題 平面機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析平面

10、機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 1. 計算圖示機構(gòu)的自由度，并指出其中是否含有復(fù)合鉸計算圖示機構(gòu)的自由度，并指出其中是否含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束；鏈、局部自由度或虛約束； 2. 該機構(gòu)如有局部自由度或虛約束，說明采用局部自由該機構(gòu)如有局部自由度或虛約束，說明采用局部自由度或虛約束的目的；度或虛約束的目的； 3. 畫出圖示瞬時該機構(gòu)高副低代后的機構(gòu)運動簡圖；畫出圖示瞬時該機構(gòu)高副低代后的機構(gòu)運動簡圖； 取取與機構(gòu)自由度數(shù)相同數(shù)目的連架桿為原動件，對機構(gòu)進行結(jié)與機構(gòu)自由度數(shù)相同數(shù)目的連架桿為原動件，對機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析，要求畫出機構(gòu)的驅(qū)動桿組和基本桿組，并指出機構(gòu)構(gòu)分析，要求畫出機構(gòu)的驅(qū)動桿組和基本桿組，并指

11、出機構(gòu)的級別。的級別。機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件解解n 8，pL 11，pH 1，F(xiàn) 3n 2pL pH 3 8 2 11 1 1 1。 K處為局部自由度，處為局部自由度，B處為復(fù)合鉸鏈，移動副處為復(fù)合鉸鏈，移動副H、H 之一之一為虛約束。為虛約束。 高副低代高副低代14327685ABCH GEDHKJLFI14327685ABCH GEDHKLFI虛擬構(gòu)件虛擬構(gòu)件9機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件32BCD76GHI8KL9拆分基本桿組拆分基本桿組1AH 45BEFII級機構(gòu)級機構(gòu)機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 二、平面連桿機構(gòu)的基本性質(zhì)二、平面連桿機構(gòu)的基本性質(zhì)1. 四桿機構(gòu)中轉(zhuǎn)動副成為整轉(zhuǎn)副的條件四桿

12、機構(gòu)中轉(zhuǎn)動副成為整轉(zhuǎn)副的條件 轉(zhuǎn)動副所連接的兩個構(gòu)件中，必有一個為最短桿。轉(zhuǎn)動副所連接的兩個構(gòu)件中，必有一個為最短桿。 最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。之和。機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件B2C2 極限位置極限位置1連桿與曲柄拉伸共線連桿與曲柄拉伸共線極限位置極限位置2連桿與曲柄重疊共線連桿與曲柄重疊共線 極位夾角極位夾角 機構(gòu)輸出構(gòu)件處于兩極限位置時，輸入構(gòu)機構(gòu)輸出構(gòu)件處于兩極限位置時，輸入構(gòu)件在對應(yīng)位置所夾的銳角。件在對應(yīng)位置所夾的銳角。 工作行程工作行程( (慢行程慢行程) )曲柄轉(zhuǎn)過曲柄轉(zhuǎn)過180 ，搖桿擺角，搖桿擺角 ，耗時

13、耗時t1，平均角速度，平均角速度 m1 t1 180 180 返回行程返回行程( (快行程快行程) )曲柄轉(zhuǎn)過曲柄轉(zhuǎn)過180 ，搖桿擺角，搖桿擺角 ，耗時耗時t2，平均角速度，平均角速度 m2 t2ADB1C1機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件常用常用行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K來衡量急回運動的相對程度來衡量急回運動的相對程度。 180180180180/121m2mttK 設(shè)計具有急回要求的機構(gòu)時，應(yīng)先確定設(shè)計具有急回要求的機構(gòu)時，應(yīng)先確定K值，再計算值，再計算 。18011 KK B2C2 B1C1AD 180- 180+ 機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 180 180 曲柄滑塊機構(gòu)的極位夾角曲柄滑塊機構(gòu)的

14、極位夾角 180 180 擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的極位夾角擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的極位夾角 擺動導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu) 慢行程慢行程快行程快行程 慢行程慢行程快行程快行程機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件ABDC 有效分力有效分力 F Fcos Fsin 徑向壓力徑向壓力 F Fsin = =Fcos 角越大，角越大， F 越大，越大， F 越小，對機構(gòu)的傳動越有利。越小，對機構(gòu)的傳動越有利。連桿機構(gòu)中，常用傳動角的大小及變化情況來衡量機構(gòu)連桿機構(gòu)中，常用傳動角的大小及變化情況來衡量機構(gòu)傳力性能的優(yōu)劣。傳力性能的優(yōu)劣。 F F F 壓力角壓力角 作用在作用在從動件上的力的方向與從動件上的力的方向與著力點速度方向所夾銳著力點速

15、度方向所夾銳角。角。傳動角傳動角 壓力角的壓力角的余角。余角。機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件C1B1abcdDA 1 2bcadcb2)(arccos2221 bcadcb2)(arccos1802222 min為為 1和和 2中的較小值者。中的較小值者。思考：思考： 對心式和偏置式曲柄滑塊機構(gòu)出現(xiàn)對心式和偏置式曲柄滑塊機構(gòu)出現(xiàn) min的機構(gòu)位置？的機構(gòu)位置？傳動角總?cè)′J角傳動角總?cè)′J角B2C2機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)同一運動鏈可以生成的不同機構(gòu)同一運動鏈可以生成的不同機構(gòu)1423ABCD1423ABCD1423ABCD1423ABCD

16、機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)1423ABC1432ABC431CAB2431CAB2機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件同一構(gòu)件兩點間的運動關(guān)系(1) (1) 同一構(gòu)件上兩點間的速度關(guān)系同一構(gòu)件上兩點間的速度關(guān)系 CAACvvv 牽連速度牽連速度相對速度相對速度ABC平面運動構(gòu)件平面運動構(gòu)件 vCA基點基點絕對速度絕對速度 1. 機構(gòu)各構(gòu)件上相應(yīng)點之間的速度矢量方程機構(gòu)各構(gòu)件上相應(yīng)點之間的速度矢量方程機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件移動副中兩構(gòu)件重合點的運動關(guān)系 ( (2) )組成移動副兩構(gòu)件重合點間的速度關(guān)系組成移動副兩

17、構(gòu)件重合點間的速度關(guān)系 1B2B1B2Bvvv B( ( B1，B2 ) )牽連速度牽連速度相對速度相對速度絕對速度絕對速度21 機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件兩構(gòu)件重合點運動關(guān)系總結(jié)移動副連接移動副連接1A2轉(zhuǎn)動副連接轉(zhuǎn)動副連接12A( (3) )兩構(gòu)件上重合點之間的運動關(guān)系兩構(gòu)件上重合點之間的運動關(guān)系A(chǔ)21Avv A21Avv 21 重合點重合點重合點重合點21 1 2( ( A1，A2) )機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件相對運動圖解法分析舉例（速度分析）c解解CBBCvvv 方向方向大小大小水平水平? BC 選速度比例尺選速度比例尺 v( (m s) ) mm，在任意點在任意點p作圖，使作圖，使vB

18、 v pb 由圖解法得到由圖解法得到C點的絕對速度點的絕對速度vC v pc，方向，方向pcC點相對于點相對于B點的速度點的速度vCB vbc，方向，方向bc圖示平面四桿機構(gòu)，已知各構(gòu)件尺寸及圖示平面四桿機構(gòu)，已知各構(gòu)件尺寸及vB，求，求 2及及vC、vE。 1 1ABCE23vB?pb 2 vCB lBC v bc l BC，逆時針方向，逆時針方向 2vC 2. 機構(gòu)運動分析的相對運動圖解法舉例機構(gòu)運動分析的相對運動圖解法舉例機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件相對運動圖解法舉例（速度分析續(xù)） 由圖解法得到由圖解法得到 E點的絕對速度點的絕對速度vE v pe，方向方向peECCEBBEvvvvv 方向

19、方向 BE CE大小大小 ? ?e 可以證明可以證明 bceBCE速度極點速度極點( (速度零點速度零點) )cpb速度多邊形速度多邊形 E點相對于點相對于B點的速度點的速度vEB vbe，方向，方向be E點相對于點相對于C點的速度點的速度vEC vce，方向，方向ce1 1ABCE23vB 2vC機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件速度多邊形性質(zhì) 速度多邊形速度多邊形( (Velocity polygon) )的性質(zhì)的性質(zhì) 連接連接p點和任一點的矢量代表該點和任一點的矢量代表該點在機構(gòu)圖中同名點的絕對速點在機構(gòu)圖中同名點的絕對速度，指向為度，指向為p該點。該點。 連接任意兩點的連接任意兩點的矢矢量代表

20、該兩量代表該兩點在點在機構(gòu)圖中同名點的相對速機構(gòu)圖中同名點的相對速度，指向與速度的下標(biāo)相反。度，指向與速度的下標(biāo)相反。如如bc代表代表vCB。常用相對速度來。常用相對速度來求構(gòu)件的角速度。求構(gòu)件的角速度。 bceBCE，稱稱bce為機構(gòu)為機構(gòu)圖上圖上BCE的速度影像的速度影像( (Velocity image) )，兩者相似且字母順序一，兩者相似且字母順序一致，前者沿致，前者沿 方向轉(zhuǎn)過方向轉(zhuǎn)過90。 速度速度極點極點p代表機構(gòu)中所有速度代表機構(gòu)中所有速度為零的點的影像。為零的點的影像。1 1ABCE23vB 2vCecpb速度影像速度影像速度極點速度極點( (速度零點速度零點) )速度多邊形

21、速度多邊形機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件速度影像用途例如當(dāng)例如當(dāng)bc作出后，以作出后，以bc為邊為邊作作bceBCE，且兩者字母，且兩者字母的順序方向一致，即可求得的順序方向一致，即可求得e點點和和vE，而不需要再列矢量方程求，而不需要再列矢量方程求解。解。 速度影像的用途速度影像的用途對于同一構(gòu)件，由兩點的速對于同一構(gòu)件，由兩點的速度可求任意點的速度。度可求任意點的速度。ecpb速度多邊形速度多邊形速度極點速度極點( (速度零點速度零點) )速度影像速度影像1 1ABCE23vB 2vC機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件六桿機構(gòu)運動分析（機構(gòu)簡圖）45 400400180lAB 140lBC 420lCD

22、420ABCDEF123456 1 圖示六桿機構(gòu)，已知各圖示六桿機構(gòu)，已知各構(gòu)件尺寸和原動件構(gòu)件尺寸和原動件1的角速的角速度度 1，求機構(gòu)在圖示位置時，求機構(gòu)在圖示位置時的速度的速度vC、vE5及角速度及角速度 2、 3。 解解( (1) )作機構(gòu)運動簡圖作機構(gòu)運動簡圖 選取長度比例尺選取長度比例尺 l lAB/AB m/mm，作出機作出機構(gòu)運動簡圖。構(gòu)運動簡圖。機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件六桿機構(gòu)速度分析cABCDEF123456 1 ( (2) )速度分析速度分析求求vC 點點C、B為同一構(gòu)件上為同一構(gòu)件上的兩點的兩點方向方向 大小大小 AB 1lAB CD? BC?CBBCvvv 選速度比例

23、尺選速度比例尺 v( (m s) ) mm，作速度多邊形圖作速度多邊形圖b vC v pc m s，方向，方向pc 求求vE2 根據(jù)速度影像原理，根據(jù)速度影像原理，在在bc線上，由線上，由be2 bc BE2/BC得得e2點點e2 vE2 v pe2 m s，方向，方向pe2p機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件六桿機構(gòu)速度分析（續(xù)）e4( (e5) )ABCDEF123456 1求求vE5 點點E4與與E2為兩構(gòu)件上為兩構(gòu)件上的重合點，且的重合點，且vE5 vE4。方向方向 大小大小EF? BC?E4E22E4E5Evvvv 選同樣的速度比例尺選同樣的速度比例尺 v，作其，作其速度圖速度圖 vE4 vE

24、5 vpe4 m s，方向，方向pe4 求求 2 、 3 2 vCB/lBC vbc/lBC rad/s，逆時針，逆時針 2 3 vC /lCD v pc/lCD rad/s，逆時針，逆時針 3cbe2p機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件四、平面連桿機構(gòu)的運動設(shè)計四、平面連桿機構(gòu)的運動設(shè)計機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 3P3 1. 實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計實現(xiàn)剛體給定位置的設(shè)計機構(gòu)運動時機構(gòu)運動時A、D點固定不點固定不動，動， 而而B、C點在圓周上運點在圓周上運動，動，所以所以A、D點又稱為點又稱為中心中心點點，B、C點點又稱為又稱為圓周點圓周點。DAB1C1 1P1 2P2 剛體運動時的位姿，可以用標(biāo)點剛體

25、運動時的位姿，可以用標(biāo)點的位置的位置Pi以及標(biāo)線的標(biāo)角以及標(biāo)線的標(biāo)角 i 給出。給出。 鉸鏈四桿機構(gòu)，其鉸鏈鉸鏈四桿機構(gòu)，其鉸鏈點點A、D為固定鉸鏈點。為固定鉸鏈點。鉸鏈鉸鏈點點 B、C為活動鉸鏈點。為活動鉸鏈點。 剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計，可以歸結(jié)為求平面運動剛體上的剛體導(dǎo)引機構(gòu)的設(shè)計，可以歸結(jié)為求平面運動剛體上的圓周點和與其對應(yīng)的中心點的問題。圓周點和與其對應(yīng)的中心點的問題。中心點中心點中心點中心點圓周點圓周點圓周點圓周點B2C2B3C3機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 2. 具有急回特性機構(gòu)的設(shè)計具有急回特性機構(gòu)的設(shè)計 有急回運動要求機構(gòu)的設(shè)計可以看成是實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)有急回運動要求機構(gòu)的設(shè)計可以看成是

26、實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律的設(shè)計的一種特例。律的設(shè)計的一種特例。設(shè)計步驟設(shè)計步驟 行程速比系行程速比系數(shù)數(shù)K極位夾角極位夾角 機構(gòu)設(shè)計機構(gòu)設(shè)計其它輔其它輔助條件助條件機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件有急回運動平面四桿機構(gòu)設(shè)計的圖解法有急回運動平面四桿機構(gòu)設(shè)計的圖解法機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件設(shè) 計 一 鉸 鏈 四 桿 機 構(gòu) 。 設(shè) 已 知 其 搖 桿設(shè) 計 一 鉸 鏈 四 桿 機 構(gòu) 。 設(shè) 已 知 其 搖 桿 C D 的 長 度的 長 度lCD 75mm，行程速比系數(shù)，行程速比系數(shù)K 1.5，機架，機架AD的長度的長度lAD 100mm，又知搖桿的一個極限位置與機架間的夾角又知搖桿的一個極限位置與機架間的夾角

27、 45 ，試求其曲，試求其曲柄的長度柄的長度lAB和連桿的長度和連桿的長度lBC。BDAC 機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件解解 取適當(dāng)比例尺取適當(dāng)比例尺 l( (m mm) )，根據(jù)已知條件作圖。，根據(jù)已知條件作圖。 180( (K 1)/()/(K 1) ) 36 C 2C2C145 DA第一組解第一組解 lAB l( (AC2 AC1) ) 2 50mm lBC l( (AC2 AC1) ) 2 120mmBC機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件解解 取適當(dāng)比例尺取適當(dāng)比例尺 l( (m mm) )，根據(jù)已知條件作圖。，根據(jù)已知條件作圖。 180( (K 1)/()/(K 1) ) 36 第二組解第二組解

28、lAB l( (AC1 AC 2) ) 2 22.5mm lBC l( (AC1 AC 2) ) 2 47.5mm C 2C2C145 BCDA機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件熟練應(yīng)用反轉(zhuǎn)法原理對凸輪機構(gòu)進行分析。熟練應(yīng)用反轉(zhuǎn)法原理對凸輪機構(gòu)進行分析。 五、凸輪機構(gòu)五、凸輪機構(gòu)機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件圖示偏置式移動滾子從動件盤形凸輪機圖示偏置式移動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪為一偏心圓，圓心在構(gòu)，凸輪為一偏心圓，圓心在O點，半徑點，半徑R 80mm，凸輪以角速度，凸輪以角速度 10rad/s逆時針方逆時針方向轉(zhuǎn)動，向轉(zhuǎn)動，LOA 50mm，滾子半徑，滾子半徑rr 20mm，從動件的導(dǎo)路與從動件的導(dǎo)路與

29、OA垂直且平分垂直且平分OA。 在圖中畫出凸輪的理論輪廓曲線和偏在圖中畫出凸輪的理論輪廓曲線和偏距圓；距圓； 計算凸輪的基圓半徑計算凸輪的基圓半徑rb并在圖中畫出并在圖中畫出凸輪的基圓；凸輪的基圓； 在圖中標(biāo)出從動件的位移在圖中標(biāo)出從動件的位移s和升程和升程h； 在圖中標(biāo)出機構(gòu)該位置的壓力角在圖中標(biāo)出機構(gòu)該位置的壓力角 ； 計算出機構(gòu)處于圖示位置時從動件移計算出機構(gòu)處于圖示位置時從動件移動速度動速度v； 凸輪的轉(zhuǎn)向可否改為順時針轉(zhuǎn)動？為凸輪的轉(zhuǎn)向可否改為順時針轉(zhuǎn)動？為什么？什么？ RAO rr機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件RAO rr解解 凸輪的理論輪廓曲線和偏距圓；凸輪的理論輪廓曲線和偏距圓； r

30、b R LOA rr 80 50 20 50mm；rb esh 標(biāo)出從動件的位移標(biāo)出從動件的位移s和升程和升程h如圖如圖 示；示；標(biāo)出機構(gòu)該位置的壓力角標(biāo)出機構(gòu)該位置的壓力角 如圖如圖示示；凸輪與從動件的瞬心在凸輪與從動件的瞬心在O點，所點，所以機構(gòu)在圖示位置時從動件移動速以機構(gòu)在圖示位置時從動件移動速度為度為v OA=0.5m/s；v若凸輪改為順時針轉(zhuǎn)動，則在推若凸輪改為順時針轉(zhuǎn)動，則在推程階段，機構(gòu)的瞬心與從動件軸線程階段，機構(gòu)的瞬心與從動件軸線不在同一側(cè)，將會增大推程壓力角。不在同一側(cè)，將會增大推程壓力角。 機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件熟練掌握漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪參數(shù)計算和部分傳動參熟練掌

31、握漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪參數(shù)計算和部分傳動參數(shù)計算。數(shù)計算。分度圓直徑分度圓直徑d mz 中心距中心距 a 1/2 (d1 d2) m/2 ( z1 z2 ) a acos /cos 齒頂高齒頂高 ha ha m 齒根高齒根高 hf (ha c )m 齒全高齒全高 h (2ha c )m 齒頂圓直徑齒頂圓直徑 da d 2ha 齒根圓直徑齒根圓直徑 df d 2hf分度圓齒厚分度圓齒厚s m/2基圓齒距基圓齒距 pb mcos 六、齒輪機構(gòu)六、齒輪機構(gòu)機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 例例 一對漸開線外嚙合正常齒標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，一對漸開線外嚙合正常齒標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知傳動比已知傳動比i=

32、1.5，模數(shù)，模數(shù)m=4mm，壓力角，壓力角 =20 ，中心距，中心距a 110mm，試求：，試求： 兩齒輪的齒數(shù)兩齒輪的齒數(shù)z1、z2； 兩齒輪的分度圓直徑兩齒輪的分度圓直徑d1、d2； 齒輪齒輪1的基圓直徑的基圓直徑db1、齒頂圓直徑、齒頂圓直徑da1和齒根圓直徑和齒根圓直徑df1； 若兩輪的實際中心距若兩輪的實際中心距a 116mm，模數(shù)和傳動比均不，模數(shù)和傳動比均不改變，試確定較優(yōu)的傳動類型，并確定相應(yīng)的最佳齒數(shù)改變，試確定較優(yōu)的傳動類型，并確定相應(yīng)的最佳齒數(shù)z1，計算節(jié)圓半徑計算節(jié)圓半徑r 1和嚙合角和嚙合角 ； 若兩輪的實際中心距若兩輪的實際中心距a 116mm，模數(shù)、壓力角和傳，

33、模數(shù)、壓力角和傳動比均不改變，齒數(shù)與動比均不改變，齒數(shù)與( (1) )的正確計算結(jié)果相同，擬采用標(biāo)的正確計算結(jié)果相同，擬采用標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動，試確定其螺旋角準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動，試確定其螺旋角 。機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 解解 a 0.5m( (z1 z2) )，且，且z2=iz1，z1=22，z2=33 d1 mz1 88mm，d2 mz2 132mm， db1 d1 cos 88 cos20 82.7mm da1 d1+2ha 88 2 1.0 4 96mm df1 d1 2hf 88 2 1.25 4 78mm 正傳動，正傳動，a r 1+ r 2 r 1( (1+i ) ) 2.5

34、r 1 r 1 a 2.5 46.4mm，取，取z1 23，r1 46mm，小齒，小齒輪取正變位輪取正變位 cos 1( (acos /a ) ) cos 1( (110 cos20 /116) ) 27 cos 10.5mn( (z1 z2)/ a cos 10.5 4( (22 33) )/ 116 18.5 機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件輪系的類型輪系的類型 輪系輪系定軸輪系定軸輪系所有齒輪幾何軸所有齒輪幾何軸線位置固定線位置固定空間定軸輪系空間定軸輪系平面定軸輪系平面定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系行星輪系行星輪系( (F 1) )差動輪系差動輪系( (F 2) )復(fù)合輪系復(fù)合輪系由定軸輪系、周轉(zhuǎn)由

35、定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系組合而成輪系組合而成某些齒輪幾何軸線某些齒輪幾何軸線有公轉(zhuǎn)運動有公轉(zhuǎn)運動 七、輪系七、輪系機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系假想的定軸輪系假想的定軸輪系原周轉(zhuǎn)輪系的原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)轉(zhuǎn)化機構(gòu) 轉(zhuǎn)化機構(gòu)的特點轉(zhuǎn)化機構(gòu)的特點各構(gòu)件的相對運動關(guān)系不變各構(gòu)件的相對運動關(guān)系不變轉(zhuǎn)化方法轉(zhuǎn)化方法 給整個機構(gòu)加上一個公共角速度給整個機構(gòu)加上一個公共角速度( ( H) )轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件H321O1O3O2OH H H 1 3 2O1O3O2321 3H 2H 1H3H12O1OHO3O23H12O1OHO3O2機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 周轉(zhuǎn)輪系中所有基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸

36、共線，可以根據(jù)周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)輪系中所有基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸共線，可以根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)寫出三個基本構(gòu)件的角速度與其齒數(shù)之間的輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)寫出三個基本構(gòu)件的角速度與其齒數(shù)之間的比值關(guān)系式。已知兩個基本構(gòu)件的角速度向量的大小和方向比值關(guān)系式。已知兩個基本構(gòu)件的角速度向量的大小和方向時，可以計算出第三個基本構(gòu)件角速度的大小和方向。時，可以計算出第三個基本構(gòu)件角速度的大小和方向。 1H 1 H 2H 2 H 3H 3 H HH H H 1 3 2 H機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件求轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比求轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比iHH3H1H13 i13zz “ ”號表示轉(zhuǎn)化機構(gòu)中齒輪號表示轉(zhuǎn)化機構(gòu)中齒輪1和齒輪和齒輪3轉(zhuǎn)向

37、相反轉(zhuǎn)向相反周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算的一般公式周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算的一般公式中心輪中心輪1、n，系桿，系桿H112HH1HH1H1. nnnnnzzzzi H3H1 O1O3O2321 3H 2H 1H轉(zhuǎn)化機構(gòu)轉(zhuǎn)化機構(gòu)機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 是轉(zhuǎn)化機構(gòu)中是轉(zhuǎn)化機構(gòu)中1輪主動、輪主動、n輪從動時的傳動比，其大輪從動時的傳動比，其大小和符號完全按定軸輪系處理。正負(fù)號僅表明在該輪系的轉(zhuǎn)小和符號完全按定軸輪系處理。正負(fù)號僅表明在該輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)中，齒輪化機構(gòu)中，齒輪1和齒輪和齒輪n的轉(zhuǎn)向關(guān)系。的轉(zhuǎn)向關(guān)系。 齒數(shù)比前的齒數(shù)比前的“ ”、“ ”號號不僅表明在轉(zhuǎn)化機構(gòu)中齒不僅表明在轉(zhuǎn)化機構(gòu)中齒輪輪1和齒輪和齒輪n

38、的的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且將直接影響到周轉(zhuǎn)輪系傳動比轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且將直接影響到周轉(zhuǎn)輪系傳動比的大小和正負(fù)號。的大小和正負(fù)號。 1、 n 和和 H是周轉(zhuǎn)輪系中各基本構(gòu)件的真實角速是周轉(zhuǎn)輪系中各基本構(gòu)件的真實角速度，且為代數(shù)量。度，且為代數(shù)量。i1nH機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件行星輪系行星輪系其中一個中心輪固定其中一個中心輪固定( (例如中心輪例如中心輪n固定，即固定，即 n 0) ) 差動輪系差動輪系 1、 n 和和 H三者需要有兩個為已知值，才能求解。三者需要有兩個為已知值，才能求解。H1HH1HH1H110 nniH1H1H1H11,1nniiii 定義定義正號機構(gòu)正號機構(gòu)轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比符號為轉(zhuǎn)化機

39、構(gòu)的傳動比符號為“ ”。負(fù)號機構(gòu)負(fù)號機構(gòu)轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比符號為轉(zhuǎn)化機構(gòu)的傳動比符號為“ ”。機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 2K H型周轉(zhuǎn)輪系稱為型周轉(zhuǎn)輪系稱為基本周轉(zhuǎn)輪系基本周轉(zhuǎn)輪系( (。既包含定軸輪系。既包含定軸輪系又包含基本周轉(zhuǎn)輪系，或包含多個基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系又包含基本周轉(zhuǎn)輪系，或包含多個基本周轉(zhuǎn)輪系的復(fù)雜輪系稱為稱為復(fù)合輪系復(fù)合輪系。 復(fù)合輪系的組成方式復(fù)合輪系的組成方式串聯(lián)型復(fù)合輪系串聯(lián)型復(fù)合輪系( (Series combined gear train) ) 前一基本輪系的輸出構(gòu)件為后前一基本輪系的輸出構(gòu)件為后一基本輪系的輸入構(gòu)件一基本輪系的輸入構(gòu)件封閉型復(fù)合輪系封閉型復(fù)合輪系(

40、 (Closed combined gear train) )輪系中包含有自由度為輪系中包含有自由度為2的差的差動輪系，并用一個自由度為動輪系，并用一個自由度為1的輪系將其三個基本構(gòu)件中的的輪系將其三個基本構(gòu)件中的兩個封閉兩個封閉雙重系桿型復(fù)合輪系雙重系桿型復(fù)合輪系( (Combined gear train with double planet carrier) )主周轉(zhuǎn)輪系的系桿內(nèi)有一個副主周轉(zhuǎn)輪系的系桿內(nèi)有一個副周轉(zhuǎn)輪系，至少有一個行星輪周轉(zhuǎn)輪系，至少有一個行星輪同時繞著同時繞著3個軸線轉(zhuǎn)動個軸線轉(zhuǎn)動機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件復(fù)合輪系傳動比的計算方法復(fù)合輪系傳動比的計算方法 正確區(qū)分基本輪

41、系；正確區(qū)分基本輪系； 確定各基本輪系的聯(lián)系；確定各基本輪系的聯(lián)系； 列出計算各基本輪系傳動比的方程式；列出計算各基本輪系傳動比的方程式； 求解各基本輪系傳動比方程式。求解各基本輪系傳動比方程式。 區(qū)分基本周轉(zhuǎn)輪系的思路區(qū)分基本周轉(zhuǎn)輪系的思路基本周轉(zhuǎn)輪系基本周轉(zhuǎn)輪系行星輪行星輪中心輪中心輪中心輪中心輪系桿系桿幾何軸線與系桿重合幾何軸線與系桿重合幾何軸線與系桿重合幾何軸線與系桿重合支支承承嚙合嚙合嚙合嚙合機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件解解區(qū)分基本輪系區(qū)分基本輪系行星輪系行星輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1 、2組合方式組合方式串聯(lián)串聯(lián)定軸輪系傳動比定軸輪系傳動比22040122112 zznni

42、行星輪系傳動比行星輪系傳動比520801)(1124H42H2 zzii復(fù)合輪系傳動比復(fù)合輪系傳動比1052H212H1 iii系桿系桿H與齒輪與齒輪1轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相反復(fù)合輪系傳動比計算舉例復(fù)合輪系傳動比計算舉例42 21H3行星輪系行星輪系機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件解解區(qū)分基本輪系區(qū)分基本輪系差動輪系差動輪系2 2 、1、3、5( (H) )定軸輪系定軸輪系3 、4、5組合方式組合方式封閉封閉定軸輪系傳動比定軸輪系傳動比3131878355353 zznni53313nn 22 13 435差動輪系差動輪系機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件差動輪系差動輪系2 2 、1、3、5( (H) )定軸輪系定軸輪

43、系3 、4、5組合方式組合方式封閉封閉定軸輪系傳動比定軸輪系傳動比3131878355353 zznni53313nn 差動輪系傳動比差動輪系傳動比281433135551 nnnn復(fù)合輪系傳動比復(fù)合輪系傳動比24.215115 nni齒輪齒輪5與齒輪與齒輪轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同281432124783321325351513 zzzznnnni22 13 435機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件復(fù)合輪系傳動比計算例6 例例6 圖示輪系中，圖示輪系中，已知已知1和和5均均為單頭右旋蝸桿，各輪齒數(shù)為單頭右旋蝸桿，各輪齒數(shù)為為z1 101，z2 99，z2 z4，z4 100，z5 100，n1 1r min，方

44、向如圖。求，方向如圖。求nH的大小及方向的大小及方向。 差動輪系差動輪系解解區(qū)分基本輪系區(qū)分基本輪系差動輪系差動輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1、 2、1 、5 、 5、4 組合方式組合方式封閉封閉定軸定軸輪系輪系傳動比傳動比122112zznni 蝸輪蝸輪2轉(zhuǎn)動方向向下轉(zhuǎn)動方向向下minr/99112122 innn1234H5 4 2 1 5n1機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件例6（續(xù)）差動輪系差動輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1、 2、1 、5 、 5、4 組合方式組合方式封閉封閉定軸定軸輪系傳動比輪系傳動比122112zznni 蝸輪蝸輪2轉(zhuǎn)動方向向下轉(zhuǎn)動方向向下51454141z

45、zzznni minr/1000010141144 innn蝸輪蝸輪4轉(zhuǎn)動方向向上轉(zhuǎn)動方向向上minr/99112122 innn1234H5 4 2 1 5n1機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件例6（續(xù)）minr/99112122 innnminr/1000010141144 innn差動輪系傳動比差動輪系傳動比24H4H24H2 zznnnni110000101991HH nn差動輪系差動輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1、 2、1 、5 、 5、4 組合方式組合方式封閉封閉1234H5 4 2 1 5n1定軸定軸輪系傳動比輪系傳動比機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件例6（續(xù)）minr/99112122

46、innnminr/1000010141144 innn差動輪系傳動比差動輪系傳動比24H4H24H2 zznnnni差動輪系差動輪系2 、3、4、H定軸輪系定軸輪系1、 2、1 、5 、 5、4 組合方式組合方式封閉封閉1234H5 4 2 1 5n1minr/19800001H n系桿系桿H與蝸輪與蝸輪2轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同定軸定軸輪系傳動比輪系傳動比機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件輪系的功能輪系的功能 一、實現(xiàn)大傳動比傳動一、實現(xiàn)大傳動比傳動 二、實現(xiàn)變速傳動二、實現(xiàn)變速傳動 三、實現(xiàn)換向傳動三、實現(xiàn)換向傳動 四、實現(xiàn)分路傳動四、實現(xiàn)分路傳動 五、實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動五、實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動

47、六、實現(xiàn)運動合成與分解六、實現(xiàn)運動合成與分解機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件熟練掌握等效動力學(xué)模型參數(shù)和飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算。熟練掌握等效動力學(xué)模型參數(shù)和飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算。研究機械系統(tǒng)的真實運動規(guī)律，必須分析系統(tǒng)的功能關(guān)系，研究機械系統(tǒng)的真實運動規(guī)律，必須分析系統(tǒng)的功能關(guān)系，建立作用于系統(tǒng)上的外力與系統(tǒng)動力參數(shù)和運動參數(shù)之間的關(guān)建立作用于系統(tǒng)上的外力與系統(tǒng)動力參數(shù)和運動參數(shù)之間的關(guān)系式，即機械運動方程。系式，即機械運動方程。理論依據(jù)理論依據(jù)機械系統(tǒng)在時間機械系統(tǒng)在時間 t內(nèi)的動能增量內(nèi)的動能增量 E應(yīng)等于作用于該系統(tǒng)所應(yīng)等于作用于該系統(tǒng)所有外力的元功有外力的元功 W。微分形式微分形式 dE dW對于單

48、自由度機械系統(tǒng)，只要知道其中一個構(gòu)件的運動規(guī)對于單自由度機械系統(tǒng)，只要知道其中一個構(gòu)件的運動規(guī)律，其余所有構(gòu)件的運動規(guī)律就可隨之求得。因此，可以把復(fù)律，其余所有構(gòu)件的運動規(guī)律就可隨之求得。因此，可以把復(fù)雜的機械系統(tǒng)簡化成一個構(gòu)件，即雜的機械系統(tǒng)簡化成一個構(gòu)件，即等效構(gòu)件等效構(gòu)件，建立最簡單的，建立最簡單的等等效動力學(xué)模型效動力學(xué)模型。 八、機械系統(tǒng)動力學(xué)八、機械系統(tǒng)動力學(xué)機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件機械運轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生波動的原因機械運轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生波動的原因 作用在機械上的外力或作用在機械上的外力或外力矩的變化。外力矩的變化。機械速度波動類型機械速度波動類型周期性速度波動周期性速度波動非周期性速度波動非周

49、期性速度波動周期性速度波動采用飛輪進行調(diào)節(jié)，其基本原理是利用飛周期性速度波動采用飛輪進行調(diào)節(jié)，其基本原理是利用飛輪的儲能作用。輪的儲能作用。機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件xy123OAB 1F3v2S2S1S3M1 1 v3 2例例 圖示曲柄滑塊機構(gòu)中，設(shè)圖示曲柄滑塊機構(gòu)中，設(shè)已知各構(gòu)件角速度、質(zhì)量、質(zhì)心已知各構(gòu)件角速度、質(zhì)量、質(zhì)心位置、質(zhì)心速度、轉(zhuǎn)動慣量位置、質(zhì)心速度、轉(zhuǎn)動慣量, ,驅(qū)動驅(qū)動力矩為力矩為M1，阻力，阻力F3。動能增量動能增量)2222d(d233222222211vmvmJJESS 外力所做元功之和外力所做元功之和dW Ndt ( (M1 1 F3v3cos 3) )dt ( (M

50、1 1 F3v3) )dt運動方程運動方程tvFMvmvmJJSSd)()2222d(3311233222222211 機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 選曲柄選曲柄1為等效構(gòu)件，曲柄轉(zhuǎn)角為等效構(gòu)件，曲柄轉(zhuǎn)角 1為獨立的廣義坐標(biāo)，改為獨立的廣義坐標(biāo)，改寫公式寫公式tvFMvmvmJJSSd)()()()(2d13311213321222122121 具有轉(zhuǎn)動慣量的量綱具有轉(zhuǎn)動慣量的量綱 Je具有力矩的量綱具有力矩的量綱 MetMJd2d1e21e 定義定義Je 等效轉(zhuǎn)動慣量，等效轉(zhuǎn)動慣量，Je Je( ( 1) )Me 等效力矩，等效力矩， Me Me( ( 1， 1，t) )機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件

51、 結(jié)論結(jié)論對一個單自由度機械系統(tǒng)對一個單自由度機械系統(tǒng)( (曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)) )的研究，可以的研究，可以簡化為對一個具有等效轉(zhuǎn)動慣量簡化為對一個具有等效轉(zhuǎn)動慣量Je( ( 1) )，在其上作用有等效，在其上作用有等效力矩力矩Me ( ( 1， 1，t) )的假想構(gòu)件的運動的研究。的假想構(gòu)件的運動的研究。等效構(gòu)件等效構(gòu)件JeOB 1Me 1 JeO 1Me 1 xy123OAB 1F3v2S2S1S3M1 1 v3 2機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 概念概念等效轉(zhuǎn)動慣量等效轉(zhuǎn)動慣量( (Equivalent moment of inertia) )等效構(gòu)等效構(gòu)件具有的轉(zhuǎn)動慣量。件具有的轉(zhuǎn)動慣

52、量。等效構(gòu)件具有的動能等于原機械系統(tǒng)所有構(gòu)件動能之和。等效構(gòu)件具有的動能等于原機械系統(tǒng)所有構(gòu)件動能之和。等效力矩等效力矩( (Equivalent moment of force) )作用在等效構(gòu)作用在等效構(gòu)件上的力矩。件上的力矩。等效力矩所產(chǎn)生的瞬時功率等于作用在原機械系統(tǒng)上所等效力矩所產(chǎn)生的瞬時功率等于作用在原機械系統(tǒng)上所有外力在同一瞬時產(chǎn)生的功率之和。有外力在同一瞬時產(chǎn)生的功率之和。具有等效轉(zhuǎn)動慣量，其上作用有等效力矩的等效構(gòu)件稱具有等效轉(zhuǎn)動慣量，其上作用有等效力矩的等效構(gòu)件稱為為等效動力學(xué)模型等效動力學(xué)模型。機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 選滑塊選滑塊3為等效構(gòu)件為等效構(gòu)件,滑塊位移滑塊位移

53、s3為獨立的廣義坐標(biāo)，改為獨立的廣義坐標(biāo)，改寫公式寫公式tFvMvmvvmvJvJvSSd)()()()(2d33113323222322231123 具有質(zhì)量的量綱具有質(zhì)量的量綱 me具有力的量綱具有力的量綱 FetvFvmd2d3e23e 定義定義me 等效質(zhì)量，等效質(zhì)量，me me( (s3) )Fe 等效力，等效力， Fe Fe( (s3，v3，t) )機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 結(jié)論結(jié)論對一個單自由度機械系統(tǒng)對一個單自由度機械系統(tǒng)( (曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)) )的研究，也可的研究，也可以簡化為對一個具有等效質(zhì)量以簡化為對一個具有等效質(zhì)量me( (s3) )，在其上作用有等效力，在其

54、上作用有等效力Fe ( (s3，v3，t) )的假想構(gòu)件的運動的研究。的假想構(gòu)件的運動的研究。OAB 1mev3 Fes3mev3 Fes3xy123OAB 1F3v2S2S1S3M1 1 v3 2等效構(gòu)件等效構(gòu)件機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 概念概念等效質(zhì)量等效質(zhì)量( (Equivalent mass) )等效構(gòu)件具有的質(zhì)量。等效構(gòu)件具有的質(zhì)量。等效構(gòu)件具有的動能等于原機械系統(tǒng)所有構(gòu)件動能之和。等效構(gòu)件具有的動能等于原機械系統(tǒng)所有構(gòu)件動能之和。等效力等效力( (Equivalent force) )作用在等效構(gòu)件上的力。作用在等效構(gòu)件上的力。等效力所產(chǎn)生的瞬時功率等于作用在原機械系統(tǒng)上所有等效力

55、所產(chǎn)生的瞬時功率等于作用在原機械系統(tǒng)上所有外力在同一瞬時產(chǎn)生的功率之和。外力在同一瞬時產(chǎn)生的功率之和。具有等效質(zhì)量，其上作用有等效力的等效構(gòu)件也稱為具有等效質(zhì)量，其上作用有等效力的等效構(gòu)件也稱為等等效動力學(xué)模型效動力學(xué)模型。機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件單自由度機械系統(tǒng)等效動力學(xué)參數(shù)的一般表達(dá)單自由度機械系統(tǒng)等效動力學(xué)參數(shù)的一般表達(dá)取轉(zhuǎn)動構(gòu)件為等效構(gòu)件取轉(zhuǎn)動構(gòu)件為等效構(gòu)件 niiiSSiiJvmJ122e niiiiiiMvFM1ecos 取移動構(gòu)件為等效構(gòu)件取移動構(gòu)件為等效構(gòu)件 niiiSSiivJvvmm122e niiiiiivMvvFF1ecos 機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 例例 1 圖示機床

56、工作臺傳動系統(tǒng)，已知各齒輪的齒數(shù)分別圖示機床工作臺傳動系統(tǒng)，已知各齒輪的齒數(shù)分別為：為：z1=20，z2 60，z2 20，z3 80。齒輪。齒輪3與齒條與齒條4嚙合的節(jié)圓嚙合的節(jié)圓半徑為半徑為r 3，各輪轉(zhuǎn)動慣量分別為，各輪轉(zhuǎn)動慣量分別為J1、J2、J2 和和J3，工作臺與被，工作臺與被加工件的重量和為加工件的重量和為G，齒輪，齒輪1上作用有驅(qū)動力矩上作用有驅(qū)動力矩M1，齒條的節(jié)，齒條的節(jié)線上水平作用有生產(chǎn)阻力線上水平作用有生產(chǎn)阻力Fr。求以齒輪。求以齒輪1為等效構(gòu)件時系統(tǒng)為等效構(gòu)件時系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效力矩。的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效力矩。 2332212322132212212142133

57、212221e rzzzzgGzzzzJzzJJJvgGJJJJJ 132r 32 M1Fr4機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件代入已知值代入已知值 grGJJJJJ233221e1441144191123r32213r133rrrFzzzzrFrFM 等效驅(qū)動力矩等效驅(qū)動力矩Md M1，整個傳動系統(tǒng)的等效力矩為整個傳動系統(tǒng)的等效力矩為123rdrderFMMMM 系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量為常系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)，高速運動構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量在數(shù)，高速運動構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量在等效轉(zhuǎn)動慣量中占的比例大。等效轉(zhuǎn)動慣量中占的比例大。等效阻力矩為等效阻力矩為132r 32 M1Fr4機械原理研復(fù)習(xí)PPT課件 例例2 圖示圖示起重機機構(gòu)示意圖，作用于構(gòu)件起重機機構(gòu)示意圖，作用于構(gòu)件1上的驅(qū)動力上的驅(qū)動力矩矩M1=60N m，重力，重力Q=980N，卷筒半徑，卷筒半徑R=0.1m，各輪齒數(shù)：，各輪齒數(shù)：z1=20，z2=40，轉(zhuǎn)動慣量分別為，轉(zhuǎn)動慣量分別為J1=1kg m2，J2=4kg m2。若取。若取構(gòu)件構(gòu)件1為等效構(gòu)件，求等效轉(zhuǎn)動慣量為等效構(gòu)件，求等效轉(zhuǎn)動慣量Je和等效力矩和等