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1、机械原理总结课教案主讲 焦映厚2011年6月10日,1. 机构的组成要素；2. 机构自由度的计算；3. 机构自由度的意义及机构具有确定运动的 条件；4. 平面机构的组成原理。本章重点要求掌握的内容机构自由度的计算,第二章 机构的结构分析,一、基本知识与概念 1、研究机构结构的目的 2、机构的组成要素 3、构件 4、构件与零件的区别 5、运动副 6、运动副元素 7、约束 8、运动链 9、开式运动链与闭式运动链 10、机构,一、基本知识与概念 11、机架 12、主动件（原动件） 13、从动件 14、运动副的分类 15、机构运动简图 16、机构示意图 17、机构自由度的含义 18、平面机构自由度计算
2、公式（平面 机构的结构公式） 19、机构自由度、机构原动件的数目 与机构运动的关系,一、基本知识与概念 20、机构具有确定运动的条件21、计算机构自由度时应注意的事项 22、基本杆组（阿苏尔杆组） 23、平面机构的组成原理 24、基本杆组的分类 25、平面机构的结构分类 26、平面机构的结构分析,二、例题分析,例1 如图所示，已知： DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。计算此机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。,局部自由度,复合铰链,虚约束,二、例题分析例2 计算下图所示机构自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。
3、,二、例题分析,例3 计算下图所示机构的自由度。 并确定机构的杆组及机构的级别。,二、例题分析,二、例题分析,例4 计算下图所示机构自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。,局部自由度,虚约束,二、例题分析,例5 如图所示, 已知HG=IJ，且相互平行；GL=JK，且相互平行。计算此机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。,局部自由度,复合铰链,虚约束,二、例题分析例6 计算图示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出）。,1）平面机构速度分析的速度瞬心法；2）运动副中的摩擦、机械效率的计算、 机械 的自锁；3）平面四杆机构的基本形式、演化 及
4、其基本知识；4）平面四杆机构的设计。,第三章 连杆机构分析与设计,本章重点要求掌握的内容 瞬心法；四杆机构基本概念；考虑摩擦机构的受力分析；四杆机构设计。,一、基本知识与概念 1、平面四杆机构的基本类型 2、平面四杆机构的演化方法 3、铰链四杆机构中有曲柄的条件,一、基本知识与概念 4、压力角与传动角,一、基本知识与概念 5、极位夹角,一、基本知识与概念 6、急回运动,一、基本知识与概念 7、行程速比系数 8、机构的死点位置 9、速度瞬心的定义 10、机构中速度瞬心 数目 11、机构中速度瞬心 位置的确定 12、三心定理,一、基本知识与概念 13、移动副的摩擦和自锁,一、基本知识与概念 14、
5、转动副轴颈的摩擦和自锁,15、平面四杆机构的设计,（1）函数机构的设计,（2）按从动件急回运动设计四杆机构,（2）轨迹机构的设计,二、例题分析例1 如图所示铰链四杆机构中，已知各杆长度为：,1、说明该机构为什么有曲柄，指明哪个构件为曲柄；2、以曲柄为原动件作等速转动时，是否存在急回运动，若存在，确定其极位夹角，计算行程速比系数；3、若以构件AB为原动件，试画出该机构的最小传动角和最大传动角的位置；4、回答：在什么情况下此机构有死点位置？,二、例题分析,二、例题分析例题 设计如图所示一曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数K=1.5，滑块的冲程lc1c2=50mm，导路的偏距e=20mm，求曲柄的
6、长度lAB和连杆的长度lBC 。,二、例题分析,例题 如图所示，设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的行程速比系数K=1，摇杆的长度,150mm，摇杆的极限位置与机架所成的角度,=,和,，求曲柄的长度,和连杆的长度,二、例题分析,例4 图示的曲柄滑块机构，已知各杆件的尺寸和各转动副的半径r，以及各运动副的摩擦系数f，作用在滑块上的水平阻力为Q，试通过对机构图示位置的受力分析（不计各构件重量及惯性力），确定作用在点B并垂直于曲柄的平衡力P的大小和方向。,二、例题分析,例5 如下图所示的齿轮连杆机构中，已知构件1的角速度为1，利用速度瞬心法求图示位置构件3的角速度3。,二、例题分析,二、例题分析,例
7、6 在下图所示夹具中，已知偏心盘半径R，其回转轴颈直径d，楔角，尺寸a，b及l，各接触面间的摩擦系数f，轴颈处当量摩擦系数f v。试求： 1、当工作面需加紧力Q时，在手柄上需加的力P； 2、夹具在夹紧时的机械效率； 3、夹具在驱动力P作用下不发生自锁，而在夹紧力Q为驱动力时要求自锁的条件。,二、例题分析,1) 从动件运动规律的选择和凸轮轮廓的设 计原理； 2) 尖顶、滚子直动从动件盘形凸轮设计； 3) 尖顶、滚子摆动从动件盘形凸轮设计； 4) 平底直动从动件盘形凸轮设计； 5) 盘形凸轮基本尺寸的确定。,本章重点要求掌握的内容反转法及凸轮机构的设计,第四章 凸轮机构及其设计,一、基本知识与概念
8、 1、凸轮基圆 2、偏距 3、偏距圆 4、从动件行程 5、从动件推程 6、从动件回程 7、从动件远(近)休程 8、刚性冲击 9、柔性冲击 10、无冲击,一、基本知识与概念,11、凸轮轮廓设计的基本原理 12、凸轮的理论轮廓 13、凸轮的工作轮廓（实际轮廓） 14、凸轮机构的压力角及其许用值 15、直动从动件盘形凸轮机构 16、摆动从动件盘形凸轮机构 17、平底直动从动件盘形凸轮机构 18、凸轮机构的压力角与基圆半径的 关系 19、偏置凸轮机构的偏置方向的确定,二、例题分析,例1 图示直动滚子盘形凸轮机构，其凸轮实际廓线为一以C点为圆心的圆形，O为其回转中心，e为其偏距，滚子中心位于B0点时为该
9、凸轮的起始位置。试画图（应有必要的说明）求出：,1、凸轮的理论轮廓；2、凸轮的基圆；3、凸轮的偏距圆；,二、例题分析,4、当滚子与凸轮实际廓线在B1 点接触时，所对应的凸轮转角1； 5、当滚子中心位于B2点时，所对应的凸轮机构的压力角2及从动件推杆的位移（以滚子中心位于B0点时为位移起始参考点）； 6、凸轮的最大压力角max。,二、例题分析,1.,2.,二、例题分析,3.,4.,二、例题分析,5.,6.,1)齿廓啮合基本定律、共轭齿廓的形成、渐 开线的性质； 2)渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺 寸计算； 3) 渐开线齿廓的加工原理、根切与变位； 4) 一对渐开线齿轮的啮合传动； 5) 斜
10、齿圆柱齿轮传动。,本章重点要求掌握的内容直齿圆柱齿轮传动的几何参数的计算,第五章 齿轮机构及其设计,一、基本知识与概念 1、齿廓啮合基本定律 2、节点 3、节圆 4、共轭齿廓 5、渐开线的形成 6、渐开线的性质 7、渐开线的方程 8、渐开线函数,一、基本知识与概念 9、渐开线齿廓啮合传动的特点 10、齿轮的各部分名称 齿顶圆，齿根圆，齿厚，齿槽宽，齿距(周节)，分度圆，齿顶高，齿根高，全齿高。,一、基本知识与概念 11、渐开线齿轮的基本参数 齿数Z； 模数m； 分度圆压力角； 齿顶高系数 ； 径向间隙系数 。,正常齿标准 ：,短齿标准 ：,一、基本知识与概念 12、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何
11、尺寸 可参见CAI或教材中的渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸公式表。,一、基本知识与概念 13、渐开线齿廓的加工原理,一、基本知识与概念 13、渐开线齿廓的加工原理 b）变位齿轮加工：,一、基本知识与概念 14、渐开线齿轮加工中的几个问题 根切产生的原因：,一、基本知识与概念 14、渐开线齿轮加工中的几个问题 用齿条刀加工渐开线标准齿轮不产生根切的最少齿数zmin为：当 、=20时，zmin=17。因此，齿数小于17的渐开线标准齿轮会产生根切。,一、基本知识与概念 14、渐开线齿轮加工中的几个问题 避免根切的方法： 不产生根切的最小变位系数xmin： 避免根切的方法可有： a）选用 的齿数； b）采用 的变位齿轮； c）改变齿形参数，如减小 或加大均可使zmin减小，以避免根切，但是这要更换刀具，增加生产成本，故不宜采用。,一、基本知识与概念 14、渐开线齿轮加工中的几个问题 避免根切的方法可有： 1. 当z0； 2. 当zzmin时，允许有一定的负变位(x1。重合度值越大，齿轮传动的连续性和平稳性越好，一般齿轮传动的许用重合度=1.31.4，即要求。 重合度的基本概念 ：实际啮合线 与基圆齿距Pb的比值称为重合度，用表示：,
