機(jī)械原理總結(jié)

1、WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五1機(jī)械原理課程小結(jié)機(jī)械原理課程小結(jié)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五2第第1 1章章 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五3第第1章章 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)基本概念：基本概念： 機(jī)械、機(jī)器、機(jī)構(gòu)機(jī)械、機(jī)器、機(jī)構(gòu)1-1 1-1 概述概述WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五4第第1章章 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-2 1-2 平面機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)一、一、運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副名稱運(yùn)動(dòng)副名稱運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副元素元素相對(duì)自相對(duì)自由度由度相對(duì)約相對(duì)

2、約束束高副：凸輪副、齒輪副等高副：凸輪副、齒輪副等點(diǎn)、線點(diǎn)、線21低副低副移動(dòng)副：僅能產(chǎn)移動(dòng)副：僅能產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)生相對(duì)移動(dòng)面面12轉(zhuǎn)動(dòng)副：僅能產(chǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)副：僅能產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五5第第1章章 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)二二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖常用符號(hào)（運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖常用符號(hào)（P6.P6.）。）。三三、確定運(yùn)動(dòng)的條件確定運(yùn)動(dòng)的條件 主動(dòng)件個(gè)數(shù)主動(dòng)件個(gè)數(shù) = = 自由度數(shù)自由度數(shù)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五6第第1章章 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-3 1-3 平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算

3、 公式：公式：F = 3n2PlPh機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的三個(gè)特例機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的三個(gè)特例：1 1、復(fù)合鉸鏈：由兩個(gè)以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成的重合轉(zhuǎn)動(dòng)副。、復(fù)合鉸鏈：由兩個(gè)以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成的重合轉(zhuǎn)動(dòng)副。2 2、局部自由度：不影響機(jī)構(gòu)整體運(yùn)動(dòng)的自由度。、局部自由度：不影響機(jī)構(gòu)整體運(yùn)動(dòng)的自由度。3 3、虛約束：在機(jī)構(gòu)中，有些約束所起的限制作用可能是重、虛約束：在機(jī)構(gòu)中，有些約束所起的限制作用可能是重 復(fù)的，不起獨(dú)立限制作用的約束。復(fù)的，不起獨(dú)立限制作用的約束。WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五7第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)2-1 2-1 平面機(jī)構(gòu)的類型平面機(jī)構(gòu)的類型一

4、、平面連桿一、平面連桿機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用類型和應(yīng)用 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。2-2 2-2 平面連桿機(jī)構(gòu)的演化平面連桿機(jī)構(gòu)的演化 機(jī)架置換、運(yùn)動(dòng)副置換。機(jī)架置換、運(yùn)動(dòng)副置換。WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五8第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)2-3 2-3 平面機(jī)構(gòu)的基本特性平面機(jī)構(gòu)的基本特性一、曲柄存在的條件一、曲柄存在的條件 1 1）最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其他兩桿之和；）最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其他兩桿之和； 2 2）最短桿為連架桿或機(jī)架。）最短桿為連架桿或機(jī)架。二、急回特性和速度

5、變化系數(shù)二、急回特性和速度變化系數(shù)三、壓力角和傳動(dòng)角三、壓力角和傳動(dòng)角四、死點(diǎn)位置四、死點(diǎn)位置四桿機(jī)構(gòu)中，四桿機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件從動(dòng)件與與連桿連桿共線或重合時(shí)，機(jī)構(gòu)處于共線或重合時(shí)，機(jī)構(gòu)處于 死點(diǎn)位置。死點(diǎn)位置。WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五9第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)2-4 2-4 平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析圖解法圖解法 速度瞬心速度瞬心總的瞬心數(shù)為：總的瞬心數(shù)為： K= N(N-1) / 2 ，N是是 構(gòu)件數(shù)，含機(jī)架。構(gòu)件數(shù)，含機(jī)架。瞬心位置、三心定理瞬心位置、三心定理WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五10

6、結(jié)論結(jié)論1：1 / 3 = P13P34 / P13P14i /j = PijP1j / PijP1i相對(duì)瞬心相對(duì)瞬心相對(duì)瞬心相對(duì)瞬心絕對(duì)瞬心絕對(duì)瞬心絕對(duì)瞬心絕對(duì)瞬心vkvP12 2vP23P24P13vP13P12P34P23P14 34312K 1ml結(jié)論結(jié)論2： 相對(duì)瞬心用于建立兩構(gòu)件間之相對(duì)瞬心用于建立兩構(gòu)件間之角速度角速度關(guān)系；關(guān)系； 絕對(duì)瞬心用于確定活動(dòng)構(gòu)件上絕對(duì)瞬心用于確定活動(dòng)構(gòu)件上任一點(diǎn)速度的任一點(diǎn)速度的方向方向與與大小大小。第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五11P24P34 P134123 1P14P12P23P

7、34 v3 = P14 P13 1 平移法：平移法：組成移動(dòng)副兩構(gòu)件組成移動(dòng)副兩構(gòu)件的瞬心線可以垂直于導(dǎo)路線的瞬心線可以垂直于導(dǎo)路線隨意平移。隨意平移。解：解：例：圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，求例：圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，求v3。 第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五12第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)例：如圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)。已知例：如圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)。已知各構(gòu)件的尺寸、凸輪的角速度各構(gòu)件的尺寸、凸輪的角速度w1，求推桿速度求推桿速度v2 。P12P23 P12所在線所在線P23 v2= P12 P13 11231P13WHUT20222022

8、年年2 2月月1818日星期五日星期五13第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)例：已知圖示六桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件例：已知圖示六桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的尺寸、構(gòu)件的尺寸、構(gòu)件1的角速度的角速度1求求推桿速度推桿速度v5 。 v5= vP15 = P16 P15 11234561P56 P35P12P16P34P46P23 P56 P56 P36P13P15解：解：關(guān)鍵是找出關(guān)鍵是找出P15WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五14第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)【例例】圖示為一擺動(dòng)式運(yùn)輸機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。設(shè)已知圖示為一擺動(dòng)式運(yùn)輸機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。設(shè)已知機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺寸。原動(dòng)件機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺

9、寸。原動(dòng)件1的角速度的角速度1為等速回轉(zhuǎn)。求為等速回轉(zhuǎn)。求在圖示位置在圖示位置VF、aF、2、3、4、2、3、4。6AB12CDE5F341 解：首先畫出機(jī)構(gòu)位置圖。解：首先畫出機(jī)構(gòu)位置圖。 WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五15第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)速度分析速度分析6ABw w1 2CDE5F341v b P 大小大小方向方向VC = VB + VCB？BCCDcVC2=(3) 求求VEVCB / lBC= bcv / lBC2 4 3= VC / lCD= Pcv / lCD3 VE =lED3e = Pev (4) 求求VF大小大小方向方向VF

10、= VE + VFE？EF水平水平f 4= VFE/ lFE = efv / lFE(=lAB1=Pbv1)(2) 求求VC(1) 求求VBWHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五16第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)2. 加速度分析加速度分析(1) 求求aB6AB1 2CDE5F341大小大小方向方向？BC2=aCB/ lBC2 3=aC/ lCD3 (=lAB21=Pbv21)(2) 求求aCaC = aB + anCB + aCBBA？lBC22CB= anC + aClCD23CD？CDa Pbc c caCaCB =anCB + aCB = c ca / lB

11、C= ca / lCDPWHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五17第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)6AB1 2CDE5F341大小大小方向方向？EF2 3 aF = aE + anFE + aFE水平水平lef24FEa Pbc c c(3) 求求aEaE =lED3= Pea (4) 求求aFe f f 4= aFE/ lEF= f a / lEFfWHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五18第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)2-5 2-5 平面連桿機(jī)構(gòu)的力分析平面連桿機(jī)構(gòu)的力分析一、力的類型一、力的類型二、慣性力的確定二、慣性力的確定一般

12、力學(xué)法、質(zhì)量代換法一般力學(xué)法、質(zhì)量代換法三、運(yùn)動(dòng)副中的摩擦分析三、運(yùn)動(dòng)副中的摩擦分析摩擦角、自鎖條件摩擦角、自鎖條件WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五191 1、一般力學(xué)法、一般力學(xué)法由理論力學(xué)知：慣性力可以最終簡(jiǎn)化為一個(gè)加由理論力學(xué)知：慣性力可以最終簡(jiǎn)化為一個(gè)加于構(gòu)件質(zhì)心于構(gòu)件質(zhì)心S處的處的慣性力慣性力Pi和一個(gè)和一個(gè)慣性力矩慣性力矩Mi，即：即：MisPi Mi = - Js Pi = -mas hPiPi和和Mi又可用一大小等于又可用一大小等于Pi的總慣性力的總慣性力Pi 代替；其偏離距離為代替；其偏離距離為h= Mi/ Pi 。各種運(yùn)動(dòng)情況下的構(gòu)件慣性力及慣

13、性力偶矩的表達(dá)式見各種運(yùn)動(dòng)情況下的構(gòu)件慣性力及慣性力偶矩的表達(dá)式見書上書上P.41P.41表表2-42-4。第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五20第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)(1) 作平面移動(dòng)的構(gòu)件作平面移動(dòng)的構(gòu)件 Mi = 0 Pi = -mas (as=0或或as0 ) b. 回轉(zhuǎn)軸線不通過質(zhì)心回轉(zhuǎn)軸線不通過質(zhì)心S Mi = -Js ( = 0 或或 0 ) Pi = 0 MiSPihPi Mi = - Js Pi = -mas 其中：其中：h=Mi/Pi(2) 繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件WHUT20222022

14、年年2 2月月1818日星期五日星期五21第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) (3) 作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件 Mi = - Js Pi = -mas 其中：其中：h=Mi/PiMihsPiPih1AB2 1S13M2P2 P1 P1 P2 aS2 aS1h2aS3P3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的一般力學(xué)受力分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的一般力學(xué)受力分析WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五22第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)2 2、質(zhì)量代換法、質(zhì)量代換法 將構(gòu)件的質(zhì)量假想地集中在某幾個(gè)預(yù)定的點(diǎn)上，使其產(chǎn)生將構(gòu)件的質(zhì)量假想地集中在某幾個(gè)預(yù)定的點(diǎn)上，使其產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)保持不

15、變，這種方法稱為的力學(xué)效應(yīng)保持不變，這種方法稱為質(zhì)量代換法質(zhì)量代換法，假想的質(zhì)量，假想的質(zhì)量稱為稱為代換質(zhì)量代換質(zhì)量，預(yù)定點(diǎn)稱為，預(yù)定點(diǎn)稱為代換點(diǎn)代換點(diǎn)。m2m1s(1) 質(zhì)量代換的等效條件質(zhì)量代換的等效條件mi= m i=1 nmi xi = 0 i=1 nmi yi = 0 i=1 nmi ( x2i + y2i ) = 0i=1 nb. 代換前后構(gòu)件的總質(zhì)心位置不變；代換前后構(gòu)件的總質(zhì)心位置不變； c. 代換前后構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變。代換前后構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變。質(zhì)量代換法主要用于繞不通過質(zhì)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件或平面復(fù)雜質(zhì)量代換法主要用于繞不通過質(zhì)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件或平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的

16、慣性力（力偶矩）計(jì)算。運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的慣性力（力偶矩）計(jì)算。WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五23第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)質(zhì)量代換法包括：質(zhì)量代換法包括：動(dòng)代換：動(dòng)代換： 1. 1. 質(zhì)量不變質(zhì)量不變 2. 2. 質(zhì)心位置不變質(zhì)心位置不變 3. 3. 對(duì)質(zhì)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變對(duì)質(zhì)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變靜代換：靜代換： 1. 1. 質(zhì)量不變質(zhì)量不變 2. 2. 質(zhì)心位置不變質(zhì)心位置不變WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五24【例例】如圖所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件尺寸，曲柄如圖所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件尺寸，曲柄1繞質(zhì)心繞質(zhì)心A的的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為轉(zhuǎn)

17、動(dòng)慣量為JA，連桿，連桿2的重量的重量G2（重心在（重心在S2處），轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為處），轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JS2，滑塊，滑塊3的重量為的重量為G3（重心在（重心在C處）。構(gòu)件處）。構(gòu)件1以以1等速順時(shí)針等速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，作用于滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)，作用于滑塊3上的工作阻力位上的工作阻力位Fr。不計(jì)各運(yùn)動(dòng)副中的摩。不計(jì)各運(yùn)動(dòng)副中的摩擦力，求圖示位置時(shí)，各運(yùn)動(dòng)副中的總反力以及需加載構(gòu)件擦力，求圖示位置時(shí)，各運(yùn)動(dòng)副中的總反力以及需加載構(gòu)件1上的平衡力矩上的平衡力矩Mb。第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五25第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)【解解】（1）進(jìn)行運(yùn)

18、動(dòng)分析，作出速度圖和加速度圖。）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，作出速度圖和加速度圖。WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五26第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)（2）確定構(gòu)件）確定構(gòu)件2、3的慣性力及慣性力偶矩。的慣性力及慣性力偶矩。2 22 22 22 22 2s sp pg gG Ga am mF Fa as si i B BC CC CB BS SS Si il lJ JJ JM M 2 22 22 22 2B BC Ca aS Sl lc cc cJ J 2 22 22 2i ii iF FF F 2 22 22 2i ii iF FM Mh h 并且方向與并且方向與相反相反

19、c cp pg gG Ga am mF Fa ac ci i 3 33 33 3方向與方向與ac相反相反WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五27第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)（3）進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析。）進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析。按靜定條件將機(jī)構(gòu)分解為主動(dòng)件按靜定條件將機(jī)構(gòu)分解為主動(dòng)件1和由構(gòu)件和由構(gòu)件2、3組成的基本桿組，并從基本組成的基本桿組，并從基本桿組開始分析。桿組開始分析。將構(gòu)件將構(gòu)件2對(duì)對(duì)C點(diǎn)取矩，列平衡方程：點(diǎn)取矩，列平衡方程：0 0 C CM MBCBCi it tR Rl lh hF Fh hG GF F/ /) )( (2 22 22 21212 解得解

20、得WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五28第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)再對(duì)整個(gè)桿組列平衡方程，即作力矢量圖：再對(duì)整個(gè)桿組列平衡方程，即作力矢量圖：0 04 43 33 33 32 22 21 12 21 12 2 R Rr ri ii it tR Rn nR RF FF FG GF FG GF FF FF F？ ？最后對(duì)構(gòu)件最后對(duì)構(gòu)件1進(jìn)行作圖分析。進(jìn)行作圖分析。對(duì)對(duì)A點(diǎn)取矩，點(diǎn)取矩，0 0 A AM M得，得，21214141R RR RF FF F WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五29第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)四、機(jī)

21、械的效率四、機(jī)械的效率由于摩擦的存在，總要消耗一部分能量，若不計(jì)動(dòng)能變化，則有：由于摩擦的存在，總要消耗一部分能量，若不計(jì)動(dòng)能變化，則有：有效功輸出有效功輸出有害功輸出有害功輸出Wd =Wr + WfWd輸入功；輸入功；Wr輸出功輸出功(有用功有用功)；Wf損耗功。損耗功。定義：定義： = Wr / Wd 效率有效率有瞬時(shí)效率瞬時(shí)效率和和平均效率平均效率(簡(jiǎn)稱效率簡(jiǎn)稱效率)之分，前者指在任一瞬之分，前者指在任一瞬時(shí)能量的利用程度，而后者則指在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中所有瞬時(shí)效率的時(shí)能量的利用程度，而后者則指在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中所有瞬時(shí)效率的平均值。平均值。WHUT20222022年年2 2月月1818日星期

22、五日星期五30第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)0 1理想生產(chǎn)阻力矩理想生產(chǎn)阻力矩實(shí)際生產(chǎn)阻力矩實(shí)際生產(chǎn)阻力矩=理想驅(qū)動(dòng)力矩理想驅(qū)動(dòng)力矩實(shí)際驅(qū)動(dòng)力矩實(shí)際驅(qū)動(dòng)力矩=Pr1 Pr2 Pr3 PrK-1 PrKPd Pd2 Pd3 PdK123K1. 串聯(lián)串聯(lián)總效率為：總效率為： = 12KPd1WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五31第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)123KPd3Pr1Pr2Pr3PrKPd1Pd2PdKPdPr2. 并聯(lián)并聯(lián) 圖示為幾種機(jī)器并聯(lián)組成的機(jī)組。圖示為幾種機(jī)器并聯(lián)組成的機(jī)組。=(Pd11 + Pd22 + + PdKK)(Pd1 + Pd

23、2 + + PdK)Pd(Pd11 + Pd22 + + PdKK)= =PrPdWHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五32第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)1234567891011121314Wr1Wr2Wd例：在圖示的減速器中，已知每一對(duì)圓例：在圖示的減速器中，已知每一對(duì)圓柱齒輪和圓錐齒輪的效率分別為柱齒輪和圓錐齒輪的效率分別為0.95和和0.92，皮帶傳動(dòng)效率為，皮帶傳動(dòng)效率為0.96，每個(gè)軸上軸，每個(gè)軸上軸承總效率為承總效率為0.99，求其總效率，求其總效率。解：能量損失過程分析：解：能量損失過程分析：12軸承軸承34910軸承軸承56軸承軸承78軸承軸承軸

24、承軸承1112軸承軸承1314軸承軸承12軸承軸承34軸承軸承56軸承軸承78軸承軸承34軸承軸承56軸承軸承78軸承軸承Wr1Wr2WdWdWr1Wr2WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五33第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)五、機(jī)械的自鎖五、機(jī)械的自鎖結(jié)論：平面自鎖條件結(jié)論：平面自鎖條件；等號(hào)表示條件自鎖。；等號(hào)表示條件自鎖。驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力F作用角作用角摩擦角摩擦角機(jī)械自鎖的效率表示：機(jī)械自鎖的效率表示： 0當(dāng)當(dāng)0時(shí)，機(jī)械處于臨界自鎖狀態(tài)；若時(shí)，機(jī)械處于臨界自鎖狀態(tài)；若0，則其絕對(duì)值則其絕對(duì)值越大，表明越大，表明自鎖越可靠自鎖越可靠。 斜面自鎖條件、軸頸自鎖條件斜

25、面自鎖條件、軸頸自鎖條件WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五34第第2章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)2-6 2-6 平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的連桿位置、實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)預(yù)定的連桿位置、實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律1 1、按兩連架桿的預(yù)定對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角（位置）設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按兩連架桿的預(yù)定對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角（位置）設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)2 2、按從動(dòng)件的預(yù)定急回運(yùn)動(dòng)（速比）設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)、按從動(dòng)件的預(yù)定急回運(yùn)動(dòng)（速比）設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五35第第3章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)一、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇一、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇柔性沖擊、剛

26、性沖擊、常見運(yùn)動(dòng)規(guī)律柔性沖擊、剛性沖擊、常見運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線二、反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線基礎(chǔ)型基礎(chǔ)型對(duì)心直動(dòng)尖端對(duì)心直動(dòng)尖端變化型變化型偏置直動(dòng)尖端、偏置滾子、偏置平底偏置直動(dòng)尖端、偏置滾子、偏置平底滾子半徑的選擇滾子半徑的選擇WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五363 - 7 3 - 7 圖示的凸輪為偏心圓盤（圖示的凸輪為偏心圓盤（l=0.002m/mm）。）。 圓心為圓心為O，半徑，半徑R=30mm，偏心距，偏心距LOA=10mm， 滾子半徑滾子半徑rr=10mm，偏距，偏距e=10mm。試求（均在圖上標(biāo)出）：試求（均在圖上標(biāo)出）：（1 1）推桿的

27、行程）推桿的行程h和凸輪的基圓半徑和凸輪的基圓半徑r0；（2 2）推程運(yùn)動(dòng)角）推程運(yùn)動(dòng)角、遠(yuǎn)休止角、遠(yuǎn)休止角s、回程運(yùn)動(dòng)角、回程運(yùn)動(dòng)角 和近休止角和近休止角s ；（3 3）最大壓力角）最大壓力角max及發(fā)生位置；及發(fā)生位置；（4 4）從）從B點(diǎn)接觸到點(diǎn)接觸到C點(diǎn)接觸凸輪所轉(zhuǎn)點(diǎn)接觸凸輪所轉(zhuǎn)過過的角度的角度0和和 推桿的位移推桿的位移s；（5 5）C點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角c。第第3章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五37第第3章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)e e解答：解答： （P.802P.802）（1 1）推桿的行程）推桿的行程h

28、和凸輪的基圓半徑和凸輪的基圓半徑r0；過過A作半徑為作半徑為e 的圓；的圓；以以O(shè)為圓心，為圓心，OE為半徑畫圓，為半徑畫圓，得交點(diǎn)得交點(diǎn)F；EF過過F作圓作圓e的切線的切線FG，F(xiàn)為從為從動(dòng)件行程的最高點(diǎn)動(dòng)件行程的最高點(diǎn)；G以以A為圓心，為圓心，R為半徑畫圓，為半徑畫圓，與與FG相交，得交點(diǎn)相交，得交點(diǎn)H，H就就是是從動(dòng)件行程的最低點(diǎn)；從動(dòng)件行程的最低點(diǎn)；HFH的長(zhǎng)度就是推桿的行程，的長(zhǎng)度就是推桿的行程，按按比例尺比例尺l=0.002m/mm 量得量得20.5mm；h基圓半徑基圓半徑r0 = R e + rr = 30 mm。WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五38

29、第第3章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)解答：解答： （P.83P.83圖圖3-193-19）（2 2）推程運(yùn)動(dòng)角）推程運(yùn)動(dòng)角、遠(yuǎn)休止角、遠(yuǎn)休止角s、 回程運(yùn)動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)角 和近休止角和近休止角s ；EFG畫出滾子行程最低位置；畫出滾子行程最低位置；測(cè)量測(cè)量IAG上上= =推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角 = 187；IIAG下下= = 回程回程運(yùn)動(dòng)角運(yùn)動(dòng)角 = 187 = = 360 187 = 173；遠(yuǎn)休止角遠(yuǎn)休止角s = = 0 近休止角近休止角s = = 0 。WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五39第第3章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)解答：解答： （P.862P.862）（3 3）最大壓

30、力角）最大壓力角max及發(fā)生位置；及發(fā)生位置；壓力角壓力角的定義的定義：從動(dòng)件在凸輪接觸點(diǎn)處所受從動(dòng)件在凸輪接觸點(diǎn)處所受正壓力方向（即凸輪輪廓在正壓力方向（即凸輪輪廓在接觸點(diǎn)處的法線方向）與從接觸點(diǎn)處的法線方向）與從動(dòng)件速度方向所夾銳角；動(dòng)件速度方向所夾銳角；EFGI誰是速度方向？誰是速度方向？誰是法線方向？誰是法線方向？壓力角大小與什么有關(guān)？壓力角大小與什么有關(guān)？Dmaxmax = 30 WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五40第第3章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)解答：解答： （P.83P.83圖圖3-19 3-19 ）（4 4）從）從B點(diǎn)接觸到點(diǎn)接觸到C點(diǎn)接觸凸輪點(diǎn)接觸凸

31、輪 所轉(zhuǎn)所轉(zhuǎn)過過的角度的角度0和推桿的和推桿的 位移位移s；EG畫出滾子運(yùn)行到畫出滾子運(yùn)行到C點(diǎn)的位點(diǎn)的位置圖；置圖；由反轉(zhuǎn)法可以確定轉(zhuǎn)過的由反轉(zhuǎn)法可以確定轉(zhuǎn)過的角度角度和方向，和方向，0 = 313；畫出畫出轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角0的起始位置；的起始位置；轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角0是指基圓上轉(zhuǎn)過的是指基圓上轉(zhuǎn)過的角度；角度；SB位移位移s = | SB SC | 。SCWHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五41第第3章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)解答：解答： （5 5）C點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角c。EG根據(jù)前面的推導(dǎo)可知：根據(jù)前面的推導(dǎo)可知：cc = 2 。WHUT20222022

32、年年2 2月月1818日星期五日星期五42第第4章章 齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)4-1 4-1 概述概述齒輪傳動(dòng)的主要類型齒輪傳動(dòng)的主要類型4-2 4-2 齒輪齒廓設(shè)計(jì)齒輪齒廓設(shè)計(jì)基圓、壓力角、嚙合角、共軛齒廓、基圓、壓力角、嚙合角、共軛齒廓、齒廓公法線、基圓內(nèi)公切線、嚙合線、三線合一齒廓公法線、基圓內(nèi)公切線、嚙合線、三線合一基本尺寸計(jì)算公式基本尺寸計(jì)算公式4-3 4-3 齒輪基本尺寸計(jì)算齒輪基本尺寸計(jì)算WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五43第第4章章 齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)4-4 4-4 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)正確嚙合條件正確嚙合條件節(jié)點(diǎn)、節(jié)圓、

33、節(jié)線節(jié)點(diǎn)、節(jié)圓、節(jié)線標(biāo)準(zhǔn)安裝后，節(jié)圓與分度圓重合；標(biāo)準(zhǔn)安裝后，節(jié)圓與分度圓重合；齒條節(jié)線與分度線重合；齒條節(jié)線與分度線重合；嚙合角嚙合角 = = 分度圓壓力角分度圓壓力角連續(xù)性條件與重合度，標(biāo)注重合區(qū)連續(xù)性條件與重合度，標(biāo)注重合區(qū)根切與變位、正變位、負(fù)變位、影響哪些幾何參數(shù)根切與變位、正變位、負(fù)變位、影響哪些幾何參數(shù)畫出極限嚙合點(diǎn)，畫出極限嚙合點(diǎn)，計(jì)算中心距、分度圓、節(jié)圓、節(jié)距、模數(shù)計(jì)算中心距、分度圓、節(jié)圓、節(jié)距、模數(shù)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五44第第4章章 齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五45第第5章章 輪系輪

34、系5-1 5-1 類型類型定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、復(fù)合輪系定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、復(fù)合輪系5-2 5-2 定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算5-3 5-3 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算差動(dòng)輪系、行星輪系、各構(gòu)件名稱、轉(zhuǎn)化輪系差動(dòng)輪系、行星輪系、各構(gòu)件名稱、轉(zhuǎn)化輪系5-4 5-4 復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五46【例例5-65-6】圖示復(fù)合輪系中，各輪齒數(shù)已知，試求傳動(dòng)比圖示復(fù)合輪系中，各輪齒數(shù)已知，試求傳動(dòng)比i1H。解：解：（1 1）正確區(qū)分輪系）正確區(qū)分輪系齒輪齒輪3 3為行星輪，齒輪為行星輪，齒輪22和齒輪和齒輪4 4

35、為中心為中心輪，故輪為輪，故輪為3 3、22、4 4和系桿和系桿H H一起組成了一起組成了一個(gè)行星輪系。一個(gè)行星輪系。齒輪齒輪1 1、2 2構(gòu)成定軸輪系。構(gòu)成定軸輪系。第第5章章 輪系輪系WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五47第第5章章 輪系輪系（2 2）分別計(jì)算傳動(dòng)比）分別計(jì)算傳動(dòng)比對(duì)定軸輪系有：對(duì)定軸輪系有：i12 =n1 n2=-z2z1= - 2對(duì)行星輪系有：對(duì)行星輪系有：iH =2 4 0 - nHn2 - nHz4z2 -=i5 =13= - 4所以所以i2 H =1 -2 4i H = 5WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五48第第5章章 輪系輪系（3 3）建立聯(lián)系條件，然后聯(lián)立求解。）建立聯(lián)系條件，然后聯(lián)立求解。聯(lián)系條件為：聯(lián)系條件為：n2=n2 所以所以i1H =n1 nH= i12i2H= - 10負(fù)號(hào)表示齒輪負(fù)號(hào)表示齒輪1 1與系桿轉(zhuǎn)向相反。與系桿轉(zhuǎn)向相反。WHUT20222022年年2 2月月1818日星期五日星期五49第第7章章 動(dòng)力學(xué)分