《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第4版》 教案 朱龍英 第1-3章 緒論、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)

PAGEPAGE6緒論基本要求：了解本課程的性質(zhì)、目的、任務(wù)；了解本課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)要求、學(xué)習(xí)方法、和教學(xué)手段。重點(diǎn)：本課程的性質(zhì)、目的、任務(wù)。難點(diǎn)：機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件的概念。學(xué)時(shí)：課堂教學(xué)：3學(xué)時(shí)。教學(xué)方法：多媒體結(jié)合板書(shū)。1.1本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容1.1.1研究對(duì)象1、機(jī)器：根據(jù)某種使用要求而設(shè)計(jì)的一種執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，可用來(lái)變換或傳遞能量、物料和信息。2、機(jī)構(gòu)：一種用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的可動(dòng)的裝置。很顯然，機(jī)器和機(jī)構(gòu)最明顯的區(qū)別是：機(jī)器能作有用功，而機(jī)構(gòu)不能，機(jī)構(gòu)僅能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。兩者之間也有聯(lián)系，機(jī)器是由幾個(gè)機(jī)構(gòu)組成的系統(tǒng)，最簡(jiǎn)單的機(jī)器只有一個(gè)機(jī)構(gòu)。3、機(jī)械：機(jī)器和機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱(chēng)。1.1.2本課程研究的主要內(nèi)容1、各種常用機(jī)構(gòu)及機(jī)器動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)；2、通用零件的工作原理的工作原理、設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法；3、扼要介紹國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)范。1.2機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般程序1.2.1基本要求：物美：功能性要求；價(jià)廉：經(jīng)濟(jì)性要求。1.2.2機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程市場(chǎng)調(diào)研可行性研究；原理方案設(shè)計(jì)；3、技術(shù)設(shè)計(jì)；4、試制試驗(yàn)；5、小批生產(chǎn)試銷(xiāo)；6、投產(chǎn)。1.3機(jī)械零件的常用材料及選擇1.3.1械零件的常用材料1、鋼和鑄鐵（黑色金屬）碳鋼與合金鋼：應(yīng)用最廣泛鑄鋼：鑄造性比鑄鐵差，但比鍛鋼和軋制鋼好。強(qiáng)度性比鑄鐵好，但比鍛鋼和軋制鋼差。鑄鐵：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵2、有色金屬鋁合金——重量輕、導(dǎo)熱導(dǎo)電性較好、塑性好、抗氧化性好，高強(qiáng)度鋁合金強(qiáng)度可與碳素鋼相近；b)銅合金——黃銅：Cu與Zn合金青銅：Cu與Sn的合金無(wú)錫青銅：Cu與鋁、硅、錳、鎳的合金。3、非金屬材料塑料——輕、易加工成形、減摩性好，強(qiáng)度低，可作為普通機(jī)械零件、絕緣體陶瓷——電熱性好，硬度高橡膠——彈性、絕緣性好，常用作彈性元件和密封元件、減震元件4、復(fù)合材料1.3.2機(jī)械零件材料選用的原則零件的工作情況；結(jié)構(gòu)和加工工藝性；3、材料的經(jīng)濟(jì)性；4、材料供應(yīng)情況。1.4機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則及一般設(shè)計(jì)步驟1.4.1機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則機(jī)械零件的失效形式：失效：零件喪失正常工作能力或達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的性能；失效形式：強(qiáng)度失效、剛度失效、磨損失效、振動(dòng)、噪聲失效、精度失效、可靠性失效。計(jì)算準(zhǔn)則——以防止產(chǎn)生各種可能失效為目的而擬定的零件工作能力計(jì)算依據(jù)的基本原則。1、強(qiáng)度準(zhǔn)則零件在載荷作用下抵抗破壞的能力。2、剛度準(zhǔn)則零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。3、壽命準(zhǔn)則壽命：正常工作的時(shí)間。4、振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則1.4.2機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟1）根據(jù)零件的使用要求（如功率、轉(zhuǎn)速等），選擇零件的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式。2）根據(jù)機(jī)器的工作要求，計(jì)算作用在零件上的載荷。3）根據(jù)零件的工作條件，選擇合適的材料及熱處理方法。4）分析零件的主要失效形式，選擇相應(yīng)的計(jì)算準(zhǔn)則，計(jì)算零件的基本尺寸。5）按結(jié)構(gòu)工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化要求，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。6）必要時(shí)進(jìn)行詳細(xì)的校核計(jì)算。7）繪制零件工作圖，并寫(xiě)出計(jì)算說(shuō)明書(shū)。1.5機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化1.5.1機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性的基本要求1．選擇合理的毛坯；2．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于加工；3．便于裝拆和維修。1.5.2機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化:指對(duì)零件的類(lèi)型、規(guī)格、性能指標(biāo)、檢驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)方法、制圖要求等制定標(biāo)準(zhǔn)并加以實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)化含義：標(biāo)準(zhǔn)化、尺寸規(guī)格的系列化和通用化。標(biāo)準(zhǔn)按層次分為：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB、YB）和企業(yè)（公司）標(biāo)準(zhǔn)；按使用的強(qiáng)制性程度分為：必須執(zhí)行的（GB）和推薦使用的（GB/T）。本章小結(jié)1.本課程研究的對(duì)象是：機(jī)械。2.機(jī)械零件材料選用的原則：安全、合理、經(jīng)濟(jì)。3.機(jī)械零件的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則：強(qiáng)度準(zhǔn)則；剛度準(zhǔn)則；壽命準(zhǔn)則；穩(wěn)定性準(zhǔn)則。4.機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟：根據(jù)零件的使用要求，選擇零件的類(lèi)型；計(jì)算作用在零件上的載荷；選擇合適的材料及熱處理方法；分析零件的主要失效形式，計(jì)算零件的基本尺寸；按結(jié)構(gòu)工藝性要求，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；繪制零件工作圖。作業(yè)1-1機(jī)器的特征是什么？機(jī)器和機(jī)構(gòu)有何區(qū)別？1-2構(gòu)件和零件的區(qū)別是什么？1-3機(jī)械零件常用的材料有哪幾類(lèi)？1-4機(jī)械零件的主要計(jì)算準(zhǔn)則有哪些？1-5機(jī)械零件結(jié)構(gòu)工藝性的基本要求有哪些？第2章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其自由度基本要求：了解平面運(yùn)動(dòng)副及平面機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖繪制；掌握平面運(yùn)動(dòng)鏈的自由度及其具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。重點(diǎn)：平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制及自由度的計(jì)算。難點(diǎn)：平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算、虛約束的判斷。學(xué)時(shí)：課堂教學(xué)：4學(xué)時(shí)。教學(xué)方法：多媒體結(jié)合板書(shū)。2.1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)機(jī)構(gòu)的分類(lèi)：平面機(jī)構(gòu)：所有的構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)?？臻g機(jī)構(gòu)：所有的構(gòu)件不全在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。構(gòu)件的自由度：構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，如圖2-1所示?？臻g自由構(gòu)件：6個(gè)平面自由構(gòu)件：3個(gè)約束：附加在構(gòu)件上對(duì)構(gòu)件自由度的限制。圖2-1構(gòu)件的自由度2.1.1運(yùn)動(dòng)副由兩構(gòu)件組成的可動(dòng)聯(lián)接。三要素：兩構(gòu)件組成、直接接觸、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)副元素：構(gòu)件上直接參與接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的表面。2.1.2運(yùn)動(dòng)副的分類(lèi)1、根據(jù)引入約束的數(shù)目分：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)副。2、根據(jù)構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件的接觸情況分：低副：面接觸。高副：點(diǎn)或線(xiàn)接觸，如圖2-2所示。3、根據(jù)構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)范圍分：平面副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件都在同一或平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。平面副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件不在同一或平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。4、根據(jù)構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分：移動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件作相對(duì)移動(dòng)，如圖2-3所示。轉(zhuǎn)動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2-4所示。螺旋副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件作螺旋運(yùn)動(dòng)，如圖2-5所示。球面副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件作球面運(yùn)動(dòng)，如圖2-6所示。常用及我們這本書(shū)主要介紹的是：圖2-2高副圖2-3移動(dòng)副圖2-4轉(zhuǎn)動(dòng)副圖2-5螺旋副圖2-6球副特點(diǎn)：低副：1）面接觸——接觸比壓低，承載能力大。2）接觸面為平面或柱面。便于加工，成本低；便于潤(rùn)滑。3）引入二個(gè)約束，Ⅱ級(jí)副。高副：1）點(diǎn)、線(xiàn)接觸。接觸比壓高，承載能力小。2）接觸面曲面。不便于加工和潤(rùn)滑。3）引入一個(gè)約束。Ⅰ級(jí)副。2.2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.2.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，按一定的比例尺定出各運(yùn)動(dòng)副的位置，用國(guó)標(biāo)規(guī)定的運(yùn)動(dòng)副及常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的符號(hào)和簡(jiǎn)單的線(xiàn)條將機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況表示出來(lái)，與原機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性完全相同的，表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況的簡(jiǎn)化圖形。機(jī)構(gòu)示意圖：表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，不嚴(yán)格地按比例來(lái)繪制的簡(jiǎn)圖。2.2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制運(yùn)動(dòng)副的表示方法表2-1運(yùn)動(dòng)副的表示方法常用機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖表示方法表2-2常用機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖表示方法一般構(gòu)件的的表示方法表2-3一般構(gòu)件表示方法繪制步驟：1、分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。目的：確定構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型及數(shù)目。2、恰當(dāng)選擇投影面。3、適當(dāng)選擇比例尺μl=4、繪圖。2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.1平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式設(shè)某機(jī)構(gòu)共有n個(gè)構(gòu)件、PL個(gè)低副、PH個(gè)高副，則該機(jī)構(gòu)的自由度應(yīng)為：例2-1試計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度a)b)n=3、pL=4、pH=0n=2、pL=3、pH=0F=3n-(2pL+pH)F=3n-(2pL+pH)=3×3-(2×4+0)=1=3×2-(2×3+0)=0c)d)n=2、pL=3、pH=0n=4、pL=6、pH=0F=3n-(2pL+pH)F=3n-(2pL+pH)=3×2-(2×3+0)=0=3×4-(2×5+0)=2e)n=2、pL=2、pH=1F=3n-(2pL+pH)=3×2-(2×2+1)=12.3.2機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件1、什么是確定運(yùn)動(dòng)2、構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)。例2-2試計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷其運(yùn)動(dòng)是否確定。a)n=5、pL=7、pH=0F=3n-(2pL+pH)=3×5-(2×7+0)=1b)n=4、pL=5、pH=1F=3n-(2pL+pH)=3×4-(2×5+1)=1c)n=3、pl=3、ph=1F=3n-(2pL+pH)=3×3-(2×3+1)=2e)n=5、pL=6、pH=0F=3n-(2pL+pH)=3×5-(2×6+0)=32.3.3計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度應(yīng)注意的事項(xiàng)1、復(fù)合鉸鏈——兩個(gè)以上的構(gòu)件同在一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接,如圖2-7所示。圖2-7復(fù)合鉸鏈pl=N-1例2-3計(jì)算圖2-8所示直線(xiàn)機(jī)構(gòu)的自由度。解：n=7，pL=10，pH=0F=3n-(2pL+pH)=3×7-(2×10+0)=1圖2-8直線(xiàn)機(jī)構(gòu)2、局部自由度——某些不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的自由度，如圖2-9所示。圖2-9滾子從動(dòng)件平面凸輪結(jié)構(gòu)3、虛約束——在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中，有些約束對(duì)機(jī)構(gòu)自由度的影響是重復(fù)的。平面機(jī)構(gòu)中的虛約束常出現(xiàn)要下列場(chǎng)合：1）兩構(gòu)件在多處構(gòu)成移動(dòng)副，且導(dǎo)路重合或平行，如圖2-10(a)所示。圖2-10(a)2）兩構(gòu)件在多處構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，且軸線(xiàn)重合,如圖2-10(b)所示。圖2-10(b)法線(xiàn)始終重合的高副,如圖2-10(c)所示。圖2-10(c)4）構(gòu)件在相聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合,如圖2-10(d)所示。圖2-10(d)機(jī)構(gòu)中對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱(chēng)部分,如圖2-10(e)所示。圖2-10(e)例2-4計(jì)算圖2-11機(jī)構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。圖2-11例2-4圖解：本章小結(jié)1．機(jī)器的組成一般分為動(dòng)力源、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)四部分；2．常用機(jī)構(gòu)的主要作用是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式或速度的轉(zhuǎn)變；3．機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的組合體；轉(zhuǎn)動(dòng)副4．運(yùn)動(dòng)副是兩構(gòu)件之間的可動(dòng)聯(lián)接；低副平面運(yùn)動(dòng)副移動(dòng)副5．運(yùn)動(dòng)副分為平面運(yùn)動(dòng)副高副空間運(yùn)動(dòng)副6．機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的自由度，計(jì)算公式為F=3n－2PL－PH7．計(jì)算自由度應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題；（1）復(fù)合鉸鏈（2）局部自由度（3）虛約束8．機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是自由度數(shù)等于主動(dòng)構(gòu)件數(shù)。作業(yè)2-1一個(gè)在平面內(nèi)自由遠(yuǎn)東的構(gòu)件有多少個(gè)自由度？2-2在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)副所產(chǎn)生的約束數(shù)與自由度有何關(guān)系？2-3如何判別有構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副組成的系統(tǒng)是否具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)？2-4在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)應(yīng)注意哪幾個(gè)問(wèn)題？2-5繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，用什么來(lái)表示機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)副？第3章平面連桿機(jī)構(gòu)基本要求：了解平面連桿機(jī)構(gòu)的組成及其主要優(yōu)缺點(diǎn)；了解平面連桿機(jī)構(gòu)的基本形式——平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；了解其演化和應(yīng)用；對(duì)曲柄存在條件、急回運(yùn)動(dòng)、行程速比系數(shù)、傳動(dòng)角、壓力角、止點(diǎn)等有明確的概念。掌握按給定行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)和按給定連桿位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的方法。重點(diǎn)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式、特性、演化及曲柄存在的條件；平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化；平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。學(xué)時(shí)：課堂教學(xué)：4學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)：2學(xué)時(shí)。教學(xué)方法：多媒體結(jié)合板書(shū)。概述平面連桿機(jī)構(gòu)：許多剛性構(gòu)件用低副聯(lián)接組成的平面機(jī)構(gòu)。特點(diǎn)：1、承載能力大，耐磨損，且便于潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)；2、便于制造，成本低，且易達(dá)到較高的精度；3、運(yùn)動(dòng)鏈較長(zhǎng)，所以運(yùn)動(dòng)累積誤差大；4、連桿產(chǎn)生的慣性力難以生產(chǎn)平衡；5、設(shè)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜。連桿機(jī)構(gòu)的分類(lèi)：1、根據(jù)連桿機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)范圍分：平面連桿機(jī)構(gòu)空間連桿機(jī)構(gòu)2、根據(jù)連桿機(jī)構(gòu)所含構(gòu)件數(shù)分：四桿機(jī)構(gòu)多桿機(jī)構(gòu)3.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型及運(yùn)動(dòng)特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)——全部回轉(zhuǎn)副組成的平面四桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成：3.1.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)圖3-1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)2、雙曲柄機(jī)構(gòu)圖3-2雙曲柄機(jī)構(gòu)3、雙搖桿機(jī)構(gòu)圖3-3雙搖桿機(jī)構(gòu)3.1.2平面四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件如圖3-4所示，設(shè)l1、l2、l3、l4為各桿長(zhǎng)度。且設(shè)l1<l4，A為周轉(zhuǎn)副。圖3-4平面四桿機(jī)構(gòu)在△AC'D中，l4≤(l2-l1)+l3，即：l1+l4≤l2+l3l3≤(l2-l1)+l4，即：l1+l3≤l2+l4在△AC''D中，l1+l2≤l4+l3l1≤l2、l1≤l3、l1≤l4所以，l1為最短桿，且l1與任意一桿長(zhǎng)度之和都小于其他兩桿長(zhǎng)度之和。結(jié)論：1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件是：最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和。2、整轉(zhuǎn)副是由最短桿與其鄰邊組成。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本形式的判別依據(jù)：1、當(dāng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件時(shí)，若：（1）最短桿為連架桿時(shí)——曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（2）最短桿為機(jī)架時(shí)——雙曲柄機(jī)構(gòu)（含平行四邊形機(jī)構(gòu)）（3）最短桿為連桿時(shí)——雙搖桿機(jī)構(gòu)2、當(dāng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)不滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件時(shí)——雙搖桿機(jī)構(gòu)3.1.3平面連桿機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)1、名詞解釋1）極限位置——C1D和C2D；2）擺角——兩極限位置所夾的銳角，用φ表示。3）極位——當(dāng)搖桿處于兩極限位置時(shí)，機(jī)構(gòu)所處的這兩個(gè)位置。4）極位夾角——當(dāng)機(jī)構(gòu)在兩極限位置時(shí)，原動(dòng)件AB所處兩個(gè)位置之間所夾的銳角，用表示。2、急回運(yùn)動(dòng)當(dāng)曲柄以等角速度ω1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，我們來(lái)分析一下?lián)u桿擺動(dòng)的情況(如圖3-5所示)：圖3-5曲柄搖桿機(jī)構(gòu)a）曲柄AB1→AB2轉(zhuǎn)過(guò)α1=180°+搖桿C1D→C2D擺過(guò)φ,C點(diǎn)經(jīng)過(guò)所用時(shí)間：b）曲柄AB2→AB1轉(zhuǎn)過(guò)α2=180°-搖桿C2D→C1D擺過(guò)φ,C點(diǎn)經(jīng)過(guò)所用時(shí)間：∵α1＞α2∴t1＞t2c）設(shè)兩過(guò)程的平均速度分別為v1、v2，則v1=/t1；v2=/t2∵=，t1＞t2∴v2＞v1（說(shuō)明搖桿擺回的速度大于工作行程的速度）搖桿的這種運(yùn)動(dòng)性質(zhì)稱(chēng)為急回運(yùn)動(dòng)。3、行程速比系數(shù)：用來(lái)表明急回運(yùn)動(dòng)的急回程度，用K表示。上式表明，K隨的增大而增大。所以，可以通過(guò)分析機(jī)構(gòu)中是否存在極位夾角及極位夾角的大小來(lái)判定是否存在急回運(yùn)動(dòng)及急回運(yùn)動(dòng)的程度。例3-1：對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(如圖3-6所示)圖3-6對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)∴K=1（滑塊在正反行程中平均速度相等），故，沒(méi)有急回運(yùn)動(dòng)。例3-2：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(如圖3-7所示)圖3-7偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)∴K≠1有急回運(yùn)動(dòng)。例3-3：導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(如圖3-8所示)圖3-8導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有急回運(yùn)動(dòng)。3.1.4平面連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角與止點(diǎn)1、壓力角與傳動(dòng)角壓力角——作用于C點(diǎn)的力與C點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角，用表示(如圖3-9所示)。Pt=PcosPn=Psin圖3-9鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的壓力角2）傳動(dòng)角——壓力角的余角，用表示。=90°-越大，Pt越小、傳力性越差，同時(shí)亦越小。所以，為了保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力性，通常取γmin≥40°，力矩較大時(shí)，要求γmin≥50°。3）最小傳動(dòng)角的位置圖3-10曲柄搖桿機(jī)構(gòu)止點(diǎn)位置圖由圖3-10可見(jiàn)，2、止點(diǎn)A.機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角為零的位置。1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：搖桿為主動(dòng)件，曲柄與連桿共線(xiàn)的位置。2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu):滑塊為主動(dòng)件。3）擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：導(dǎo)桿為主動(dòng)件。B.克服止點(diǎn)：①靠慣性。②附加桿組，使得止點(diǎn)位置錯(cuò)開(kāi)。C.利用止點(diǎn):①飛機(jī)起落架如圖3-11飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)。②夾緊機(jī)構(gòu)。如圖3-12快速夾具機(jī)構(gòu)。圖3-11飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)圖3-12連桿式快速夾具機(jī)構(gòu)3.2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化1、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖3-13c所示。偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖3-13d所示。(a)(b)(c)(d)圖3-13曲柄滑塊結(jié)構(gòu)2.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)如圖3-14b、c所示。擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)如圖3-14d所示。(a)(b)(c)(d)圖3-14導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)3、搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)（如圖3-15所示）圖3-15搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)4、雙滑塊機(jī)構(gòu)（如圖3-16所示）圖3-16雙滑塊結(jié)構(gòu)5、偏心輪機(jī)構(gòu)（如圖3-17所示）圖3-17偏心輪結(jié)構(gòu)3.3平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題：按給定運(yùn)動(dòng)要求選定機(jī)構(gòu)的類(lèi)型，并確定其各構(gòu)件的尺度