孫期末復(fù)習課件

平面機構(gòu)的自由度計算:F＝3n2PLPH機構(gòu)(運動鏈)具有確定相對運動的條件:自由度大于零〔F>0〕且原動件數(shù)=自由度數(shù)假設(shè)原動件數(shù)>自由度數(shù)?原動件數(shù)<自由度數(shù)?機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機器、機構(gòu)(組成〕、機械、零件〔制造的單元，分為通用零件和專用零件〕、構(gòu)件〔運動的單元，可由多個零件固聯(lián)而成〕、運動副(低副引入一個約束保存兩個自由度；高副引入兩個約束保存一個自由度〕、運動鏈、約束等重要概念F＝3n－(2PL+PH-P)-F計算平面機構(gòu)自由度的本卷須知:要正確計算運動副數(shù)目1〕復(fù)合鉸鏈2)兩構(gòu)件間構(gòu)成多個運動副排除局部自由度〔不去會怎樣？〕排除虛約束〔不去會怎樣？〕123移動副導(dǎo)路平行轉(zhuǎn)動副軸線重合平面高副接觸點共法線“轉(zhuǎn)動副〞“移動副〞41235F＝3n－2PL－PH＝3－2

－791

＝

2局復(fù)F＝3n－2PL－PH＝3－2

－570

＝1ABCDEFHGF＝3n－2PL－PH

＝3－2－8111＝

1第三章平面機構(gòu)的運動分析§3-2用速度瞬心法作機構(gòu)的速度分析§3-3用矢量方程圖解法作機構(gòu)的速度及加速度分析深入理解速度瞬心：a)兩構(gòu)件上瞬時相對速度為零的重合點，即兩構(gòu)件上瞬時絕對速度相同的重合點〔同速點〕；b)瞬心具有瞬時性〔時刻不同，位置不同〕；c)兩構(gòu)件的速度瞬心位于無窮遠，說明兩構(gòu)件的角速度相同或僅作相對移動；d〕相對速度瞬心：兩構(gòu)件都是運動的；那么其瞬心速度不為零絕對速度瞬心：兩構(gòu)件之一是靜止的；那么其瞬心速度為零機構(gòu)的瞬心數(shù)目:P12P12P12n三心定理不直接相連的兩構(gòu)件的瞬心瞬心位置確定:直接相連:P12P13P23求P24：234124P24求P13：123143P14P12P34〔一〕同一構(gòu)件上兩點間的速度和加速度關(guān)系υC=υB+υCB14231BCAD〔二〕構(gòu)成移動副兩構(gòu)件重合點間的

速度和加速度關(guān)系

影像法概念及運用RABCDABCR２ABC正弦機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)ABC１３３３３３２ABC２２２２１１１１ABCD1234561用速度影像法求vD2,即得的d２點解：1速度分析：ABCD12345612加速度分析：用加速度影像法求aD2：第四章機械中的摩擦和機械效率運動副中的摩擦和自鎖一、平面移動副中總反力確實定FR21N21Ff212V12PFG1構(gòu)件2給構(gòu)件1的運動副反力

FR21

的方向恒與構(gòu)件1相對于構(gòu)件2的運動方向V12成角當時，不管F多大，也無法使滑塊移動自鎖條件(即外力作用線位于摩擦角之內(nèi))假設(shè)＝？假設(shè)＞？GFV12FR211212GFR21Gw12Gw12轉(zhuǎn)動付總反力方位線確實定●1〕FR21與載荷G大小相等，方向相反；2〕FR21的作用線必切于摩擦圓；3〕FR21產(chǎn)生的摩擦力矩與12轉(zhuǎn)動方向相反。FR21FR211221二、轉(zhuǎn)動副中總反力確實定當h時，不管G多大，也無法使軸轉(zhuǎn)動自鎖條件(即外力作用線與摩擦圓相割)h＞？h＝？剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡當回轉(zhuǎn)件寬徑比,可近似認為其質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)。靜平衡的條件：分布于該回轉(zhuǎn)件上各個質(zhì)量的離心力〔或質(zhì)徑積〕的向量和等于零，即回轉(zhuǎn)件的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸線重合。剛性轉(zhuǎn)子動平衡當回轉(zhuǎn)件軸向尺寸較大時,其質(zhì)量不可視為分布于同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)。動平衡的條件：回轉(zhuǎn)件上各個質(zhì)量的離心力〔或質(zhì)徑積〕的向量和等于零，而且離心力所引起的力偶矩的向量和也等于零。SF=0SF=0SM=0經(jīng)過動平衡的回轉(zhuǎn)件一定是靜平衡的，反之，靜平衡的回轉(zhuǎn)件不一定是動平衡的。動平衡需要兩個平衡面.〔如曲軸〕靜平衡只需要一個平衡面.機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)機器運轉(zhuǎn)出現(xiàn)周期性速度波動的原因是：各瞬時驅(qū)動功率和阻抗功率不相等，但其平均值相等，且有公共周期；機械的速度波動：周期性速度波動與非周期性速度波動驅(qū)動力：驅(qū)動力與其作用點的速度方向相同或成銳角阻力：與其作用點的速度方向相反或成鈍角

機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)機械的速度波動：周期性速度波動與非周期性速度波動周期性速度波動調(diào)節(jié)方法：加飛輪〔為減小質(zhì)量,飛輪應(yīng)裝在哪根軸上?〕(速度波動能否完全消除?)飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算機械的非周期性速度波動調(diào)節(jié)方法：調(diào)速器飛輪轉(zhuǎn)動慣量的計算：Je機器的其它等效轉(zhuǎn)動慣量=900DWmaxp2n2[d]ωm，δ是設(shè)計飛輪的設(shè)計指標

、某機械穩(wěn)定運轉(zhuǎn)一個循環(huán)，主軸對應(yīng)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，作用在主軸上的等效阻力矩Mr曲線如下圖，等效驅(qū)動力矩Md為常數(shù)，主軸的平均角速度ωm=20rad/s，不均勻系數(shù)δ=0.03，換算到主軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量Je2，求：裝在主軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。主軸最小角速度ωmin、最大角速度ωmax(10分)解：1、Mdχ2π=2(1/2)400π=400πMd=200π

2、

[W]=(1/2)(π/2)χ200=50πJF=([W]/δωm2)-JC=12.83kg.m2

解：根據(jù)條件阻力矩在一個循環(huán)中消耗的功為：驅(qū)動力矩為常數(shù)：最大虧功Wmx：例簡單圖形可不畫能量指示圖，面積最大的就是

DWmax四桿機構(gòu)的根本型式和特性平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計連桿結(jié)論：當最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和時取最短桿的鄰邊為機架——曲柄搖桿機構(gòu)取最短桿為機架——雙曲柄機構(gòu)取最短桿的對邊為機架——雙搖桿機構(gòu)推論：當最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和時不管取哪個構(gòu)件為機架——雙搖桿機構(gòu)A為整轉(zhuǎn)副的條件：(1)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度和。(2)組成該整轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為最短桿。急回運動和行程速比系數(shù)〔以曲柄搖桿機構(gòu)為例〕ABCDabcdC2B212B1C1K>

1q=———

180o

K-1K+1K=

180o

+q180o

-

q有急回特性:極位夾角0壓力角FVa從動桿(運動輸出件)受力點的力作用線與該點速度方位線所夾銳角.(不考慮摩擦)傳動角gagddg=dg=

1800-d壓力角的余角.(連桿軸線與從動桿軸線所夾銳角)gg四桿機構(gòu)的壓力角傳動角gg〔〕傳動不利，設(shè)計時規(guī)定4050通常，機構(gòu)在運動過程中傳動角是變化的，最小值在哪？a曲柄搖桿機構(gòu),當曲柄主動時,在曲柄與機架共線的兩個位置之一,傳動角最小.死點曲柄搖桿機構(gòu)搖桿主動→有死點位置(從動件與連桿共線)平面四桿機構(gòu)的設(shè)計

作圖法1.實現(xiàn)預(yù)定運動規(guī)律例如：連架桿的對應(yīng)位置從動件的急回運動特性2.實現(xiàn)連桿給定位置●DB1C1B2C2A●ABCD步驟：1、連接B1B2,C1C22、作B1B2,C1C2中垂線3、在中垂線上取一點作A,D4、連AB1C1D1.:連桿BC長L2及連桿兩個位置B1C1,B2C2固定鉸A必在B1B2垂直平分線上同定鉸D必在C1C2............分析解:→無窮解1.設(shè)計一四桿機構(gòu),實現(xiàn)連桿給定位置給定連桿的三個位置鉸點已給定B1C1B2C2B3C3ADABCD步驟：1.連接B1B2,B2B3

,C1C2,C2C32.作各連線中垂線3.B1B2,B2B3中垂線之交點即為點A4.C1C2,C2C3中垂線之交點即為點D5.連接AB1C1D即為所求2.:連桿BC長L2及連桿三個位置B1C1,B2C2,B3C3唯一解E1F1E2F2E3F3●CB●A′D′A′′D′′AD固定鉸鏈A、D中心位置及連桿上的標線EF所占的三個位置，求活動鉸點B、C中心位置。四邊形AE2F2D四邊形A′E1F1D′四邊形AE3F3D四邊形A′′E1F1D′′B1B2f10f12y12ADy10E1E2B2'●試設(shè)計鉸鏈四桿機構(gòu),實現(xiàn)連架桿兩對對應(yīng)位置.y12C1例.:LAB、LAD、f10、f12、y10、y12.ABCD1234鉸鏈四桿機構(gòu)AB1C1D為所求.以mL

=…作圖.LBC=mLB1C1=、LCD=mLC1D=.……連接B1B’2,并作其垂直平分線→無窮解B1B2f10f12y12ADy10E1E2E3y13f13B3y12B2'●y13B3'C1設(shè)計鉸鏈四桿機構(gòu),實現(xiàn)連架桿三對對應(yīng)位置.鉸鏈四桿機構(gòu)AB1C1D為所求.→唯一解B2C23.按給定的K值,設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu)1〕給定K、y、LCDABCDqO2qyq=——

180°K-1K+1①分析.900-

qB1ADC1C2DC1y900-

q2qOAEBCAC1=BC-ABAC2=BC+ABAB=—————AC2-AC12BC=—————AC2+AC12曲柄搖桿機構(gòu)ABCD為所求.②設(shè)計.以mL

=…作圖.LAB=

mLAB

=、LBC=

mLBC=.……q=——

1800=K-1K+1…→無數(shù)解增加一條件如AD長度等唯一解C1C2S2q按給定的K、S值,設(shè)計曲柄滑塊機構(gòu)SADBCee假設(shè)給定K、S、e.AB=—————AC2-AC12BC=—————AC2+AC12:機架長L,K解:(1)任選固定鉸鏈中心C→作導(dǎo)桿兩極位Cm和Cn

φ=θ(2)作擺角φ的平分線AC,取AC=L→固定鉸中心A(3)過A作導(dǎo)桿極位垂線AB1(AB2)→L1=AB1→唯一解CmnφAB1B2按給定的K值設(shè)計導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，連桿BC長40mm,連桿兩個位置B1C1,B2C2如下圖，要求到達位置B2C2時，機構(gòu)處于死點位置，且擺桿處于垂直位置。求各桿長。B1C1B2C2AD注意：按概念設(shè)計ABCDabcdC2B212B1C1第九章凸輪機構(gòu)幾種常用運動規(guī)律的特點:等速運動剛性沖擊等加速等減速柔性沖擊簡諧運動柔性沖擊根本概念:基圓、壓力角(小好.當a大于一定值,將自鎖).(見課件所有例題)凸輪輪廓的設(shè)計：1、按給定的運動規(guī)律作位移曲線2、按位移曲線設(shè)計凸輪輪廓〔注意凸輪轉(zhuǎn)向〕偏置方向與壓力角凸輪逆時針轉(zhuǎn)動,從動桿應(yīng)右偏置;(正偏)凸輪順時針轉(zhuǎn)動,從動桿應(yīng)左偏置.(負偏)OCBPa123S0SwVer0平底從動件壓力角F,Vа=0tga=V/w

-

eS+r02-

e2

不管兩齒廓在何位置接觸，過其接觸點所作兩齒廓的公法線均須與連心線交于一固定的點P〔節(jié)點〕。傳動比恒定的條件圓形齒輪傳動時，相當于兩節(jié)圓作純滾動。12O1O2C2C1nnPK節(jié)圓節(jié)圓第十章齒輪傳動VP1

=VP2

w1O1P=

w2O2P即:i12

=——=——w1w2O1PO2PK漸開線特性1.BK=BA.2.漸開線上任一點法線恒與基圓相切.3.BK=rK.4.漸開線形狀取決于rb.5.基圓內(nèi)漸開線.無BArKaKaKqKKrKrbONA不同半徑處，壓力角不同分度圓上壓力角為標準值漸開線標準齒輪的根本尺寸計算：〔齒輪齒條、斜齒輪〕齒頂圓直徑齒根圓直徑分度圓直徑基圓直徑傳動比中心距齒距p：p=m齒厚齒槽寬標準中心距(正確安裝)具有標準模數(shù)和標準壓力角的圓不管怎么安裝,即:ha*=1,c*=0.25采用標準齒條型刀具加工標準直齒圓柱齒輪如圖示,刀具的齒形角=20，刀具上相鄰兩齒對應(yīng)點的距離為P=5，加工時范成運動的速度分別為V=60mm/s，1=1rad/s，方向如圖示?！?〕求被加工齒輪的模數(shù)m、壓力角、齒數(shù)z、分度圓直徑d、齒頂圓直徑da和基圓直徑db；〔2〕如果刀具中心與齒輪毛坯軸心的距離a=62mm，試問這樣加工出來的齒輪是正變位齒輪還是負變位齒輪？變位系數(shù)x等于多少？(12分