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作者:佚名    机械原理来源:本站原创    点击数:    更新时间:2020-8-1    

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  成 2-3 机构活动简图 2-4 机构具有确定活动的前提 2-5 平面机构自在度的计较 2-6 计较平面机构自在度时应留意的事项 第一章 绪 论 “机械道理”(Mechanical Principle)研究的对象是机械机 械 原 理 武汉理工大学 目次 第一章 绪 论 1-1 本课程研究的对象及内容 l-2 进修本课程的目标 l-3 若何进行本课程的进修 第二章 平面机构的布局阐发 2-1 机构布局阐发的内容及目标 2-2 机构的组,hanism)的根基理论问题研究的内容是相关机械(mec。机构(mechanism)的总称机械是机械(machine)和。内燃机示企图右图所示为一,ecting rod)、曲轴和机架(frame)构成连杆机构次要由以下机构构成: 活塞(piston)、连杆(conn;齿轮和机架构成齿轮机构大齿轮(gear)、小;杆和机架构成凸轮机构凸轮(cam)、推。机械外除了,窗机构和如图1-3所示的千斤顶现实中具有如图1-2所示的开,现所需的活动或传送力它们借助于人力驱动实。们称之为机构这些安装我。零件报酬拆卸组合而成的实物体机械的特征: 1. 它们是由;具有确定的相对活动2.各实物体之间;机械功或转化机械能3. 能完成有用的。机械特征中的前两个特征机构的特征:机构具有。了机械与机构能够统称为机械机械与机械的共有特征决定。 常用机构的阐发与设想 5. 机构的选型及机械传动系统的设想 本课程研究的内容能够归纳综合为两个方面本课程研究的内容: 1. 机构布局阐发的根基学问 2. 机构的活动阐发 3. 机械动力学 4.,布局、活动和动力阐发的方式第一是引见对已无机械进行,能方面的要求设想新机械的路子第二是摸索按照活动和动力性。究现无机械的活动及工作机能和设想新机械的学问根本l-2 进修本课程的目标 本课程所学的内容乃是研。修的一门主要的手艺根本课程所以它成为机械类各专业必,程打下根本并为专业课。进修 在进修本课程的过程中l-3 若何进行本课程的,清晰根基概念要着重留意搞,本道理理解基,分析的根基方式控制机构阐发和。进修过程中在本课程的,方式去阐发和处理工程现实问题的能力要留意培育本人使用所学的根基理论和。和方式的合用范畴和前提为此要十分留意各类理论,准确而矫捷的使用以求能逐渐作到。的 研究内容: (1) 研究机构的构成及其具有确定活动的前提第二章 平面机构的布局阐发 2-1 机构布局阐发的内容及目;点进行机构的布局分类(2) 按照布局特;机构的构成道理(3) 研究。在机构设想中研究目标: ,如何组合起来的需要晓得机构是,才能实现确定的活动并且在什么前提下;认为新机构的缔造供给路子对机构构成道理的研究还可;布局阐发与分类通过对机构的,活动阐发和动力阐发供给便利可认为触类旁通地研究机构的。link)机械中每一个独立的活动单位体2-2 机构的构成 1. 构件 构件(。为活动副(kinematics pair)2. 活动副 由两个构件构成的可动的连接称。成活动副的概况称为活动副元素而把两构件上可以或许加入接触而构。共同(图2-1)例如轴与轴衬的,触(图2-2)滑块与导轨的接。构件1与2肆意两个,起活动副之前当它们尚未构,有6个相对活动的自在度构件1相对于构件2共。相连接而形成活动副当两构件以某种体例,动便遭到必然的束缚则两者间的相对运,等于该活动副所引入的束缚的数目其相对活动自在度削减的数目就。束缚数起码为1(如图2-3两构件形成活动副后所遭到的,活动副)b所示的,1) 按引入束缚的数目分:I级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、Ⅳ级副、Ⅴ级副而最多为5(如图2-1和2-2所示的活动副) 活动副的分类: (。点或线接触而形成的活动副统称为高副(2) 按两构件的接触环境进行分:;成的活动副则称为低副(lower pair )面接触(surface contact)而构。sliding pair)、螺旋副、球面副、平面活动(plane motion)副、空间活动副(3) 按两构件之间的相对活动的分歧分:动弹副或反转展转副(revolute pair)、挪动副(。对可动的系统称为活动链(kinematics chin)3. 活动链 把两个以上的构件通度日动副的连接而形成的相。成了首末封锁的系统如活动链的各构件构,或简称闭链(图2-7则称其为闭式活动链,b)a和;形成首末封锁的系统如活动链的构件未,开式活动链则称其为,(图2-7或简称开链,d) c和。 在活动链中4. 机构,以固定而成为机架若是将某一构件加,链便成为机构则这种活动。律独立活动的构件称为原动件机构中按给定的已知活动规;件则称为从动件而其余勾当构。动件的活动纪律和机构的布局从动件的活动纪律决定于原。划定的符号暗示构成机构的构件和活动副2-3 机构活动简图 用简单的线条和,(kinematic sketch of mechanism)并按必然的比例尺暗示活动副的相对位置的简单图形称为机构活动简图。) 阐发机构的活动环境绘制步调如下: (1,分、工作部门定出其原动部,传动部门搞清晰。原动件恰当的投影瞬时位置(2) 合理选择投影面及。比例尺(scale)(3) 选择恰当的。条和划定的符号画图(4) 用简单的线。 查验(5)。确定活动时所必需给定的独立活动参数的数目2-4 机构具有确定活动的前提 机构具有,的自在度称为机构。构的自在度必需大于或等于l机构具有确定活动的前提:机,等于机构的自在度的数目且机构原动件的数目应。-10如图2,确定活动纪律后只要在给构件4,才成为机构此时系统。自在度时应留意的事项 1. 复合搭钮:两个以上的构件同在一处以动弹副相连接2-5 平面机构自在度的计较 平面机构自在度计较公式 2-6 计较平面机构,11所示如图2-。(joint)相连接时如有m个构件以复合搭钮,应等于(m-1)个其形成的动弹副数。度 在有些机构中2. 局部自在,生的局部活动某些构件所产,他构件的活动并不影响其。自在度称为局部自在度我们把这种局部活动的,所示如图。的自在度时在计较机构,公式中将局部自在度减去应从机构自在度的计较。×3+1)-1=1 3. 虚束缚 在机构中对于图示凸轮机构自在度为 F=3×3-(2,带入的束缚有些活动副,际上不起束缚感化对机构的活动实,束称为虚束缚我们把这类约。时应将这类虚束缚除去在计较机构的自在度。中若是两构件用动弹副连接其连接点的活动轨迹重合机构中的虚束缚常发生鄙人列环境: 1) 在机构,入1个虚束缚则该连接将带。示的机构简图如图214所。Ph = 3*32*4 = 1 对 2) 若是两构件在多处接触而形成挪动副F = 3*n2PlPh = 3*42*6= 0 错 F = 3*n2Pl,(如图2-14所示)且挪动标的目的相互平行,一个挪动副则只能算。相共同而形成动弹副若是两构件在多处,线所示)且动弹轴,一个动弹副则只能算。接触而形成平面高副若是两构件在多处相,的公法线所示)且各接触点处,个平面高副则只能算一。活动的过程中3)在机构,间的距离一直连结不变若两构件上某两点之,杆将此两点相联则如用双动弹副,1个虚束缚也将带入,17所示图2-。机构中4)在,复部门所带入的束缚亦为虚束缚某些不影响机构活动传送的重,18所示如图2-。 1 对 F = 3*n2PlPh = 3*32*32= 2 对 第三章 平面机构的活动阐发 3-1 机构活动阐发概述 机构的活动阐发:按照原动件的已知活动纪律F = 3*n2PlPh = 3*42*6= 0 错 F = 3*n2PlPh = 3*52*56= -1 错 F = 3*n2PlPh = 3*32*4 =,lacement )、轨迹、速度和加快度求该机构其他构件上某些点的位移(disp,移、角速度和角加快度以及这些构件的角位。次要有图解法息争析法机构活动阐发的方式。瞬心 二、 机构中瞬心的数目 由于每两个构件就有一个瞬心3-2 速度瞬心及其在平面机构速度阐发中的使用 一、速度,含机架)构成的机构所以由N个构件(, 三、机构中瞬心位置简直定 如上所述其总的瞬心数K由陈列组合的学问可得:,之间就有一个瞬心计心情构中每两个构件,动副间接连接在一路的若是两个构件是通过运,心的位置那末其瞬,以很容易地加以确定按照瞬心的定义可。环境下而一般,所谓“三心定理”来确定两构件的瞬心则需藉助于。引见如下现别离。瞬心 1) 以动弹副相连接的两构件1. 通度日动副间接相联的两构件的,3-2如图,所示a,为其瞬心P12动弹副的核心即。相连接的两构件2) 以挪动副,3-2如图,所示b,对活动速度标的目的均平行于导路因两构件间任一重合点的相,导路的垂直标的目的上的无限远处故其瞬心P12必位于挪动副。副相连接的两构件3) 以平面高,3-2如图,d所示c、。两元素的接触点M即为瞬心P12若是高副两元素之间为纯滚动则其;之间既作相对滚动若是高副两元素,对滑动又有相,素在接触点处的公法线nn上则瞬心P12必位于高副两元,据其他前提来确定具体位置尚需根。rorem):三个相互作平面平行活动的构件的瞬心必位于同不断线所示2. 用三心定理确定两构件的瞬心 三心定理(Kennedys th。构速度阐发中的使用 1)求构件的角速度 2)求构件上某点的速度 如图3-5所示的凸轮机构四、 速度瞬心(instantaneous center of velocity)在机。的尺寸已知设各构件,角速度为2原动件2的。动件3的挪动速度操纵瞬心来确定从,分简洁同样十。所示如图,速度阐发 矢量方程图解法所根据的根基道理是理论力学中学过的活动合成的道理得从动件的挪动速度的大小为: 3-3 用矢量方程图解法作机构的速度和加。度和加快度阐发时在对机构进行速,列出机构活动的矢量方程起首要按照活动合成道理,程进行作图求解然后再按照该方。系 1. 速度阐发 图3-6 在如图3-6一、 统一构件上两点间的速度、加快度的关,柄滑块机构中a所示的曲,平面活动的构件连秆BC为一作。成道理可知由活动合,如点B)的平动(连累活动)与绕该点(点B)的动弹(相对活动)所合成此构件上任一点(如点c)的活动可认为是由其伴同该构件上另一肆意点(。此因,设点B的速度为已知点c的速度为: 现,的速度求点c。机构进行活动阐发步调: 1)对,量方程式列出矢;度比例尺2)取速,顶点定;作图法作图3)按矢量。、E两点和C、E两点间的速度关系可别离列出矢量方程并将它们联立起来(从已知到未知) 其大小别离为: 现如求连杆上点E的速度则操纵B, 用图解法求解可得矢量方程:,速度矢量形成的图形称为速度多边形得: VE = 图b所示的由各。多边形的顶点p点称为速度。顶点P向外放射的矢量其特点如下: 1)由,应点的绝对速度代表构件上相;两绝对速度矢端的矢量2)相对速度是连接,母相反下标字;的速度为零3)顶点;记忆道理4)速度。可见由图,E的对应边彼此垂直因△bce与△BC,者类似故知两,的挨次也是分歧的且其角标字母符号,的标的目的转过了900罢了只是前者的位置是后者沿。以所,件图形BCE的速度影像我们把图形bce称为构。: 为求E点的加快度与进行速度阐发类似2. 加快度阐发 同理点c的加快度为,点的加快度关系联立求解需操纵点E与B、C两,矢量形成的图形称为加快度多边形即得: 图C所示的由各加快度。度多边形的顶点p点称为加快。顶点P向外放射的矢量其特点如下: 1)由,点的绝对加快度代表构件上响应;两绝对加快度矢端的矢量2)相对加快度是连接,母相反下标字;加快度为零3)顶点的;度记忆道理4)加快。可见由图,△BCE类似因△bce与,的挨次也是分歧的且其角标字母符号。以所,件图形BCE的加快度影像我们把图形bce称为构。) 标的目的:将相对速度VC1C2沿角速度1的转向转过900所得的标的目的分歧3. 两构件重合点间的速度、加快度的关系 哥氏加快度大小为: (3-7。的和方式 一、感化在机械上的力 感化在机械上的力第四章 平面机构的力阐发 4-1机构力阐发的目,力和活动构件遭到的空气和油液等的介质阻力包罗由外部施于机械的原动力、出产阻力、重;时发生的惯性力构件在变速活动;活动副中所惹起的反力以及因为上述诸力在。活动的影响的分歧按照各力对机械, 凡是差遣机械产糊口动的力统称为驱动力可将它们概分为两大类: (1) 驱动力。功为正功所作的,驱动功称为,入功或输。械产糊口动的力统称为阻抗力(2) 阻抗力 凡是阻遏机。功为负功所作的,阻抗功称为。害阻力两种: 1) 无效阻力阻抗力又可分为无效阻力和有,作阻力即工。物的外形、位置或形态等所遭到的阻力它是机械在出产过程中为了改变工作,完成了无效的工作降服了这些阻力就。功称为无效功或输出功降服无效阻力所完成的。无害阻力2) ,所遭到的非出产阻力即机械在运转过程中。做的功是一种纯粹的华侈机械为了降服这类阻力所。作的功称为丧失功降服无害阻力所。法 因为感化在机械上的力二、机构力阐发的目标和方,和动力机能的主要参数不只是影响机械的活动,寸及布局外形等的主要根据并且也是决定响应构件尺。析的使命机构力分,1. 确定活动副中的反力次要有以下两部门内容: 。动时需加于机械上的均衡力(或均衡力偶)2. 确定为了使机构原动件按给定纪律运。平面复合活动的构件 由理论力学可知4-2构件惯性力简直定 一、 作,的构件(例如图41所示搭钮四杆机构中的连杆BC)对于作平面复合活动并且具有平行于活动平面的对称面,心上的惯性力和一个惯性力偶矩其惯性力系可简化为一个加在质。为了阐发的便利它们别离为: ,又能够用一大小等于P1上述惯性力和惯性力偶矩,h的总惯性力来取代(图6)感化线由质心S偏移一距离L,挪动的构件 对于作平面挪动的构件此时距离的值Lh为: 二、作平面,角加快度因为没有,生惯性力偶故不会产。为变速挪动时只是当构件,的惯性力P1=-ms 持有一个加在其质心S上。 对于绕定轴动弹的构件三、绕定轴动弹的构件,矩简直定又有两种环境其惯性力和惯性力偶。齿轮、飞轮等构件) 因其质心的加快度为零(1) 绕通过质心的定轴动弹的构件(如,力为零故惯性。为变速动弹时只是当构件,矩M1=-Jss将发生一惯性力偶。轮等构件) 若是构件是变速动弹(如图4-2所示)(2) 绕欠亨过质心的定抽动弹的构件(如曲柄、凸,及惯性力偶矩M1=-Jss 则将发生惯性力P1=-ms 。样同,质心的总惯性力来取代两者可用一个欠亨过其。的和研究内容 我们晓得活动副中的摩擦力是一种次要的无害阻力第五章 机械中的摩擦和机械效率 5-1研究机械中摩擦的目,的效率降低它会使机械,素遭到磨损使活动副元,机械的精度和工作寿命因此降低零件的强度、;发烧膨胀使零件,运转不矫捷将导致机械,卡死以至,滑环境恶化并使机械润。机械中的摩擦又是有用的而另一方面在某些环境下,机械中在不少,摩擦来工作的就恰是操纵。种最常见的活动副中的摩擦的阐发研究的次要内容有: 1) 几;机会构的受力阐发2) 考虑摩擦;效率的计较3) 机械;发生的所谓机械的“自锁”现象4) 因为摩擦的具有而可能,发生的前提等以及自锁现象。: 式中fv称为当量摩擦系数图(c)摩擦力F21的大小为。 在进行机械的受力阐发时二、挪动副中总反力简直定,件2感化于构件1上的反力因为N21及F21都是构,成为一个总反力故可将它们合,如图5-2所示)以R21暗示(。反力N21之间的夹角为设总反力R21和法向,称为摩擦角则: 角。感化线 + )总反力R21的。图5-3例如:,中a,角为的斜面2上设滑块1置于升,1上的铅垂载荷Q为感化在滑块。称此行程为正行程) 时所需的程度驱动力P求: (1)滑块1沿斜面等速上行(凡是。知: 作出力的三角形按照力的均衡前提可,b所示如图。凡是称此行程为反行程) 时所需的程度驱动力P由图可得: (2)滑块1是沿斜面2等速下滑(。5-4如图,所式a。知: 作出力的三角形按照力的均衡前提可,b所示如图。矩形螺纹螺旋副中肋摩擦 图5-5由图可得: 三、螺旋副中的摩擦 ,screw pair)a为一矩形螺纹螺旋副(,旋副的摩擦时凡是在研究螺,系集中感化在此中径的圆柱面上都假定螺母与螺杆间的感化力。一斜面卷绕在圆柱体上构成的因螺杆的螺纹能够设想为由。此因,d2的圆柱面展开如将螺杆沿中径,展成一个斜面则其螺纹将,中径d2上的螺纹的导程角该斜面的升角即为螺杆在其,感化力系集中感化在一小段螺纹上于是得: 假定螺母与螺杆间的,副中摩擦的研究如许就把对螺旋,平面的摩擦来研究了简化为对滑块与斜。 轴颈摩擦 如图5-6所示四、动弹副中的摩擦 1.,Q感化的轴颈1设受有径向载荷,Md的感化下在驱动力偶矩,中等速动弹在轴承2。总和为N21设法向反力的,前所述则如,21=f*N21=fv*Q轴承2对轴颈1的摩擦力F。前提可知: R21 = -Q则摩擦力矩Mr为: 按照均衡;力R21对轴颈核心O的力矩即为摩擦阻力矩Mf Md = - R21*r = - Mf 即总反, 对于一个具体的轴颈而由式(56)知:,r均为定值因为fv及,固定长度所以是一。心O为圆心以轴颈中,径作圆认为半,为摩擦圆则称其,擦圆半径称为摩。确定: 1) 在不考虑摩擦的环境下动弹副总反力的方位可按照如下三点来,均衡前提按照力的,反力的标的目的初步确定总;应与摩擦圆相切2) 总反力;的标的目的必与相对角速度12的标的目的相反3) 总反力R 21对轴颈核心之矩。代入式(a)故得: 将其, 同理得:,矩之比的形式来表达机械效率也能够用力, 对于由很多机械构成的机组而言即 分析式(c)与(d)可得:,机械的机械效率只需晓得了各台,也能够由计较求得则该机组的总效率。示为几种 机械串联构成的机组(1) 串联 如图5-8所。械效率为: 该机组的机。递的过程中而功率在传,为后一机械的输入功率前一机械的输出功率即。K则得: 将1、2K连乘起来设各机械的效率别离为1、2,即表白得 此,机组的各个机械的效率的连乘积串联机组的总效率等于构成该。可见由此,一机械的效率很低只需串联机组中任,组的效率极低就会使整个机。示为几种机械并联构成的 机组(2) 并联 如图5-9所。式表白并联机组的总效率不只与各机械的效率相关总输入功率为 总输出功率为 所以总效率为 上,传送的功率大小相关并且也与各机械所。机组的效率要提高并联,所示为兼有串联和并联的混联机组应着重提高传送功率大的传动路线。其总效率为了计较,输出功的路线弄清可先将输入功至 ,输入功率和总的输出功率然后别离计较出总的 ,计较其总机械效率最初可按下式 。自锁 有些机械5-4 机械的,式以及摩擦影响因为其布局的形,论多大的驱动力(矩)时导致当沿某一标的目的施加无,活动的现象都无法使它,作机械的自锁这种现象就叫。件 由图5-11可知一.挪动副的自锁条,P*cos (无害分力) 最大摩擦力为: 其时Pt = P*sin (无效分力) Pn = , 此式申明由上述可知,环境下在的,P如 何增大不管驱动力,力本身所可能惹起的最大摩擦力驱动力的无效分力老是小于驱动,不会发糊口动因此滑块1总,谓的自锁现象即发生了所。的合外力感化线落在挪动副摩擦角以内平面挪动副自锁前提:感化于滑块上, 即。点 连杆机构(linkages)是一种使用十分普遍的机构第六章 平面连杆机构及其设想 6-1 连杆机构及其传动特,颠末一个不间接与机架相联的两头构件2才能传动从动件3图6-1中所示机构的配合特点是其原动件1的活动都要,联的两头构件称为连杆这个不间接与机架相,机构统称为连杆机构而把具有连杆的这些。活动副为低副面接触长处: 1) 其,较小压强,较大的载荷能够承受。润滑便于,大的磨损不易发生,状较简单几何形,工制造便于加。各类预期的活动纪律2) 从动件能实现。的轨迹是各类分歧外形的3) 连杆上各分歧点,种分歧外形的曲线从而能够获得各,来满足分歧轨迹的要求我们能够操纵这些曲线。有较长的活动链错误谬误: 1) ,较大的堆集误差使连杆机构发生,械效率降低机。质心都在作变速活动2) 连杆及滑块的,用一般的均衡方式加以消弭它们所发生的惯性力难于,的动载荷添加机构。不宜用于高速传动所以连杆机构一般。际顶用处较多连杆机构在实,6-2如图,手驱动机构a中的机械,-2图6,车机构和图6-2b 中的滑冰鞋刹,子驱动机构c中的夹。变构件的外形和活动尺寸 在图6-10二、平面四杆机构的演化型式 1. 改,是由图a所示的曲柄摇杆机构中所演化而来图b所示的曲线导轨的曲柄滑块机构可当作。沿轨道活动的滑块3所替代此中摇杆DC可由饶D点。长度增至无限大当将摇杆3的,轨迹将变为直线则搭钮c活动的,曲线导轨将变为直线导轨而与之响应的图b中的,成为常见的曲柄滑块机构于是搭钮四杆机构将演化,-10如图6,所示d。set slider-crank mechanism)此中图c所示为具有一偏距e的偏置曲柄滑块机构(off;的对心曲柄滑块机构图b所示为没有偏距。-10在图6,柄滑块机构中d所示的曲,链c活动的轨迹为圆弧因为搭钮B相对于铰,2作成滑块形式所以如将连杆,导轨活动(如图6-11并使之沿滑块3上的圆弧,示)a所,有两个滑块的四杆机构此时已演化成为一种具。6-10设将图,度增至无限长.则圆弧导轨将成为直线d所示曲柄滑块机构中的连杆2的长,化成为图6-11于是该机构将演,谓正弦机构b所示的所。尺寸 在图6-122. 改变活动副的,柄滑块机构中a所示的曲,的尺寸较小时当曲柄AB,构的需要因为结,几何核心不与反转展转核心相重合的圆盘常将曲柄改作成如图b所示的一个,为偏疼轮此圆盘称,为偏疼轮机构这种机构则称。 图619 在图6-133.选用分歧的构件为机架,柄滑块机构中a所示的曲,AB为机架若改选构件,b所示如图,导杆机构则称为。机构中在导杆,作整周动弹若是导杆能,转导杆机构则称为回。角度范畴内来去摆动若是导杆仅能在某一,动导杆机构则称为摆。6-13若是在图,柄滑块机构中a所示的曲,机架(如图c)改选构件BC为,曲柄摇块机构则将演化成为。-13在图6,改选滑块为机架(图d)a所示的曲柄滑块机构中,直动滑杆机构则将演化为。、平面四杆机构有曲柄的前提 如图6-14所示6-3 相关平面四杆机构的一些根基学问 一,示搭钮四杆机构各杆的长度设别离以a、b、c、d表,为机架AD杆,动副A为周转副)的前提会商能作整周反转展转(即转。能绕A点作整周反转展转时设a<d 当AB杆,AB与AB两个位AB杆应能占领。可见由图,能转至位置AB为了使AB杆,AB杆可以或许转至位置AB 各杆的长度应满足 为了使,)、(62)、(63)别离两两相加各杆的长度应满足 或 将式(61,B杆为最短秆则得 即A。c 由此可得曲柄具有前提(Crashoffs law): 1) 最短杆是机架或连架杆d + a b+ c da d + b a+ c d b d + c b+ a d 。应小于或等于其他两杆的长度和2) 最短杆与最长杆的长度和。图6-15所示为一曲柄摇杆机构二、急回活动和行程速比系数 ,B为原动件设曲柄A,顺时针动弹以等角速度,周的过程中在其动弹一,连杆共线有两次与,于两极限位置C1D和C2D这时从动件摇杆CD别离位。两极限位置时从动件活动到,angle between extreme position)原动件AB所处两个位置之间所夹的锐角称为极位夹角(crank 。(quick_return motion)明显:12 摇杆的这种活动性质称为急回活动。活动的急回程度为了表白急回,return-time ratio)来权衡常用行程速比系数(advance-to ,ind简直定 由图633可见即 (3) 最小传动角 m,BCD相关与机构的。和BCD中在ABD,2 +c2-2bccosBCD 由余弦定理得: BD2 = b;s 则: 会商: 当BCD 900时BD2 = a2 +d2-2adco,CD=B,BCDmin 则min =,式可知由公, 00时当 =,min 有BCD。 900时当BCD,0BCD=180,00BCDmax 则min =18,式可知由公,1800时当 = ,max 有BCD。min = [1min故机构的最小动弹角是 ,(1) 死点 在图6-17中2min ] 2. 死点 ,D为自动件设摇杆C,柄共线的两个位置(虚线位置)时则当机构处于图示连杆与从动曲,o的环境传动角=。动件AB上的力刚好通过其反转展转核心这时自动件CD通过连杆感化于从,动而呈现“顶死”现象所以不克不及使构件AB转。(dead point)机构的此种位置称为死点。的位置称为机构的死点位置机构中从动件与连杆共线。以呈现死点机构之所,作来去活动的构件是由于原动件是,线) 死点的操纵 在工程现实中导致机构必然呈现连杆与从动件共,来实现特定的工作要求常常操纵机构的死点。构和图6-19所示的工件夹紧机构如图6-18所示的飞机升降架机。 连杆机构设想的根基问题是按照给定的活动要求选定机构的型式6-4 平面四杆机构的设想 一、 连杆机构设想的根基问题,件的标准参数并确定其各构。计得合理、靠得住为了使机构设,副布局合理等)、动力前提(如最小传动角)和活动持续前提等凡是还需要满足布局前提(如要求具有曲柄、杆长比恰当、活动。机能要求等的分歧按照机械的用处和,要求是多种多样的对连扦机构设想的,计要求但设,(1) 满足预定的活动纪律要求一般可归纳为以下三类问题: 。定的连杆位置要求(2) 满足预。预定的轨迹要求(3) 满足。位置设想四杆机构 当四杆机构的四个搭钮核心确定后二、 用作图法设想四杆机构 1. 按连杆预定的,也就响应确定了其各杆的长度,求确定各杆的长度所以按照设想要,搭钮的位置来处理能够通过确定四个。20所示如图6-,核心B、C的位置己确定假设连杆上两勾当搭钮的,活动过程中而在机构的,1、B2C2两个位置要求连杆占领B1C,机构的作图设想方式此刻来会商此四杆。确定两固定搭钮A和D点的位置阐发:该机构设想的次要问题是。的活动轨迹是圆因为B、C两点,固定搭钮的位置该圆的核心就是,2和C1C2的垂直等分线)选比例尺因而A、D的位置应别离位于B1B,的已知位置作出连杆;、B2B3的垂直等分线(2)别离作B1B2,为固定搭钮点A其两线交点即;理作出D点(3)同;、C、D即为所求(4)毗连A、B。连杆三个位置留意:若给定,一的解有唯,置有无限多个解若给定两个位。置设想四扦机构 如图6-222. 按两连架杆预定的对应位,四杆机构中a所示的,为机架AD,为连杆BC,D为连架杆则AB、C。改取CD为机架现若如图b所示,D为连架杆则BC、A,变成了连杆而AB却。末那, inversion)的理论按照机构倒置(linkage,问题转化为按连杆预定的位置设想四杆机构的问题我们能把按连架杆预定的对应位置设想四杆机构的。会商这个问题下面我们就来。3所示的四杆机构平分析:在如图6-2,在第二位置时设想当机构,一个反转活动给整个机构,反向转过12角使它绕轴心D。活动的道理按照相对,件间的相对活动这并不影响各构,到位置DC1而与之重合但这时构件DC2却转。到了DC1B2A位置机构的第二位置则转。时此,以认为我们可,以CD为“机架”机构已转化成了,杆”的机构AB为“连。是于,位置设想四杆机构的问题按两连架杆预定的对应,位置设想四杆机构的问题也就转化成了按连杆预定。化反转法或转化机构法上述这种方式称为刚。24所示如图6-,(1) 机构倒置作图步调如下: 。例尺选比,机架的已知位置作出两连架杆及,当拔取AB的长度按照布局前提适,“机架”并选定新;刚化动弹(2) 。化动弹到与“机架”重和将其它位置的四杆机构刚,D点反向转12即将B2D绕,2点得B;2的垂直等分线(3) 作BB,一位置C1必位于垂直等分线上则连杆上另一搭钮核心C的第。无限多解此时将有。辅助前提确定C1的位置可按照布局前提或其他;C1、D即为所求四杆机构(4) 毗连A、B1、。机构 按照行程速比系数设想四杆机构时3. 按给定的行程速比系数K设想四杆,位时的几何干系可操纵机构在极,助前提进行设想再连系其他辅。的长度CD、摆角及行程速比系数K1) 曲柄摇杆机构 设已知摇杆,曲柄摇杆机构要求设想此。)计较出对应于所给行程速比系数的机构极位夹角阐发:起首按公式=1800(K-1/K+1;例尺l 拔取比,前提图形化并将已知,腰三角形C1DC2(如图6-26)如:任取一点D并以此点为极点作等,等于lCD使两腰之长,C2=C1D。-25可见对比图6,BC+lAB)/2由于lAC2=(l,C-lAB)/2lAC2=(lB,定搭钮点A的位置所以只需确定了固,出各构件的尺寸就能便利地求。寻找固定搭钮点A的问题即此种机构的设想转化为。凸轮(cam):具有曲线轮廓或凹槽(notch)的构件第七章 凸轮机构及其设想 7-1凸轮机构的使用和分类 。三个次要构件所构成的高副机构凸轮机构:由凸轮、推杆和机架。作等速动弹时当凸轮活动,)完成某种预期的活动迫使推杆(或称从动件。使用 在各类机械一、凸轮机构的,和主动节制安装中出格是主动机械,种形式的凸轮机构普遍的使用着各。构件少长处:,链短活动,单紧凑布局简;r)获得各类预期的活动纪律易使从动件(followe。、线接触错误谬误:点,于磨损故易。传送动力不大的场所所以凸轮机构多用在。滚子推杆2) 。、d所示如图c,轮轮廓之间为滚动摩擦这种推杆因为滚子与凸,损较小所以磨,递较大的动力故可用来传,用较广因此应。平底推杆3) 。、f所示如图e,一直垂直于推杆的底边(不计摩擦时)这种推杆的长处是凸轮对推杆的感化力,比力平稳故受力。触面间容易构成油膜并且凸轮与平底的接,较好润滑,高速传动中所以常用于。杆作来去直线活动(心直动推杆、偏置直动推杆)3. 按推杆活动形式分 1) 直动推杆:推。推杆作来去摆动活动2) 摆动推杆:。根基道理 图7-8所示为一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构7-3 凸轮轮廓曲线的设想 一、凸轮廓曲线设想方式的。度绕袖O动弹时当凸轮以角速,曲线)的鞭策下实现预期的活动推杆在凸轮的高副元素(轮廓。加上一个公共角速度-现设想给整个凸轮机构,心O动弹使其绕轴。间的相对活动并未改变明显这时凸轮与推杆之,将静止不动但此时凸轮,轨以角速度绕轴心O动弹而推杆则一方面随其导,作预期的来去挪动一方面又在导轨内。然显,复合活动中推杆在这种,即为凸轮轮廓曲线其尖顶的活动轨迹。述阐发按照上,轮廓线时在设想凸,轮静止不动可假设凸,凸轮作反转活动而使推杆相对于;轨内作预期活动同时又在其导,活动中的一系各位置作出推杆在这种复合,是所要求的凸轮廓线则其尖顶的轨迹就。计方式的根基道理这就是凸轮廓线设,反转法称之为。直动尖顶推杆盘形凸轮机构 图7-9二、用作图法设想凸轮廓线. 对心,尖顶推杆盘形凸轮机构a所示为一对心直动。半径r0=15已知凸轮的基圆,沿逆时针标的目的反转展转凸轮以等角速度,律如下表所示推杆的活动规。动件的位移线) 按统一比例尺作出凸轮的基圆作图步调如下: (1)按必然比例尺绘制从,动件的起始位置表白转向和从;在反转中占领的位置(3) 作出推杆。的横坐标和基圆等分位移线图,转法道理按照反,射线 沿-作;量取位移1l、22(4) 由基圆外,、2得1;曲线(理论廓线 pitch curve)(5) 滑腻毗连1、2 即得凸轮的轮廓。 作图步调如下: 如图7-10所示2. 对心直动滚子推杆盘形凸轮机构,为尖顶推杆的尖点将滚子核心A视,)作出其理论轮廓曲线按上述(1)~(5;示为一尖顶直动推杆盘形凸轮机构在推程中任一位置的受力环境一、凸轮机构中的感化力与凸轮机构的压力角 如图7-14所。杆的感化力P凸轮对推;推杆的自重和弹簧压力等)Q推杆所受的载荷(包罗;侧感化于推杆上的总反力R1、R2别离为导轨两;摩擦角1、2。均衡前提按照力的,式消去R1和R2可得: 由以上三,) 由式(7-18)能够看出颠末拾掇后得 阐发: (1,不异的环境下在其它前提,角愈大压力,母愈小则分,的感化力P将愈大因此凸轮机构中;上式中的分母为零若是压力角大到使,增至无限大则感化力将,将发生自锁此机会构,称为临界压力角C而此时的压力角特。轮机构能一般运转(2) 为包管凸,x小于临界压力角C应使最大压力角ma。增大导轨长度b(3) 通过,臀尺寸l削减悬,角的数值得以提高能够使临界压力,锁的机能以削减自。角不克不及太大但临界压力,构的传动机能不然将影响机。此因,用压力角 推程:直动推杆 []=300一般划定: max≦[]≦C []许;350一450摆动推杆[]=。 700800回程:[] =。受力不大(推杆,滚子推杆滚子半径的选择和平底推杆平底尺寸简直定 1. 滚子推杆滚子半径的选择 采用滚子推杆时凡是不具有自锁的问题) (2) 基圆半径简直定 由式(7-21)导出基圆半径的计较公式 三、,径的选择滚子半,轮廓曲线的外形等多方面的要素要考虑滚子的布局、强度及凸轮。-16如图7,凸轮轮廓曲线a所示内凹的。现实廓线图中:a;论廓线b理;的曲率半径a现实廓线;的曲率半径理论廓线;子半径rr滚。 0 则:。半径大小若何即非论滚子,是能够滑润地作出凸轮的现实廓线总。b所示如图,轮轮廓曲线外凸的凸。rr若=,曲率半径为零则现实廊线的,点(如图c所示)现实廓线将呈现尖,为变尖现象这种现象称。点处很容易磨损凸轮轮廓在尖。若

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