1,、自由度的计算,2,、机构运动简图,3,、高副低代,4,、机构的结构分析,第一章,一、绘制机构运动简图步骤,分析机械的动作原理、组成情况和运动情况，确定其组成的各构件，何为原动件、机架、执行部分和传动各部分,沿着运动传递路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目,测量各运动副之间的尺寸，恰当地选择运动简图的视图平面，按比例绘制运动简图简图比例尺：,l,=,实际尺寸,m/,图上长度,mm,检验机构是否满足运动确定的条件,二、机构自由度的计算,运动链成为机构的条件：,运动链相对于机架的自由度大于零，且原动件数目等于运动链的自由度数自由度计算公式：,F=3n,2P,L,P,H,计算时应正确识别和处理机构中存在的复合铰链、局部自由度和虚约束复合铰链：,若有,k,个构件在同一处形成复合铰链，则其转动副的数目应为（,k,1,）局部自由度：,计算时将其去除虚约束：,计算时首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后再计算三、机构的组成原理及其结构分析,1,、平面机构的高副低代,高副低代的条件是：,代替前后机构的自由度完全相同：最简单的方法是用一个含有两个低副的虚拟构件来代替一个高副。
代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度不变高副低代的方法是：,用两个转动副和一个构件来代替一个高副，这两个转动副分别处在高副两轮廓接触点的曲率中心如果两接触轮廓之一为直线，那么因直线的曲率中心趋于无穷远，所以该转动副演化成移动副如果两接触轮廓之一为一点，那么因点的曲率中心为零，所以曲率中心与该点重合A,C,B,O,1,O,2,n,n,综上所述可知，高副低代的方法是：,用两个转动副和一个构件来代替一个高副，这两个转动副分别处在高副两轮廓接触点的曲率中心如果两接触轮廓之一为直线，那么因直线的曲率中心趋于无穷远，所以该转动副演化成移动副O,2,A,B,O,1,1,2,A,B,O,1,如果两接触轮廓之一为一点，那么因点的曲率中心为零，所以曲率中心与该点重合A,O,1,C,(,O,2,),A,O,1,O,2,2,、机构组成原理与结构分析,机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次连接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类例题,试计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。
并指出杆组的数目与级别以及机构级别注：若自由度为,1,，则取,A,为主动副；若自由度为,2,，则取,A,和,E,为主动副）,F=3n,2P,L,P,H,=38,211,1=1,1、速度瞬心的求法,2、利用速度瞬心进行速度和角速度分析,第二章,1,2,3,1,试用瞬心法求机构在图示位置时的,2,1、速度瞬心的求法,2、利用速度瞬心进行速度和角速度分析,第三章,一、平面四杆机构的基本形式及其演化,1,、名词,曲柄、摇杆、连架杆、连杆、整转副、摆转副,2,、平面铰链四杆机构基本形式,曲柄摇杆机构,双曲柄机构,双摇杆机构,3,、演化,通过改变构件的形状及运动尺寸,通过改变运动副尺寸,通过取不同构件为机架,通过运动副元素逆换,1,、曲柄存在的条件：,(1),最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度和（,杆长之和的条件,）,(2),连架杆或机架之一为最短杆,二、平面四杆机构的一些基本知识,条 件,机 架,l,min,+,l,max,l,1,+,l,2,l,min,+,l,max,l,1,+,l,2,最短杆,双曲柄机构,双摇杆机构,最短杆的邻杆,曲柄摇杆机构,最短杆的对面杆,双摇杆机构,2,、极位夹角、急回运动、行程速比系数,3,、压力角、传动角、死点,实现已知运动规律,三、平面四杆机构的设计,图解法,实现构件给定位置,给定连杆两组位置,给定连杆三组位置,给定任意标志线的三组对应位置,给定的行程速比系数K设计曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构,给定两连架杆三组对应位置,在铰链四杆机构中，杆长如图所示，构件,1,为原动件。
1,）判断构件,1,能否成为曲柄；,（,2,）用作图法求出构件,3,的最大摆角；,（,3,）用作图法求出最小传动角；,（,4,）当分别固定构件,1,、,2,、,3,、,4,时，各获得何种机构？,4,、试作图求出图示飞机起落架机构,ABCD,的铰链点,B,的具体位置已知,A,、,B1,、,C1,三点共线，当,AB,处于,AB2,位置时，,CD,处于,C,2,D,位置1,、凸轮机构的基本参数：基圆、偏距圆、位移、行程、转角、压力角、推程运动角、回程运动角、远休止运动角、近休止运动角,2,、凸轮轮廓曲线的设计：反转法原理,第四章,1、渐开线的性质,2、直齿圆柱齿轮的基本计算公式：d、d,a,、d,、d,f,、d,b,、,p,、,p,b,、s、e、,a,3、重合度的概念及重合度的计算,4、根切原因、不发生根切的最小齿数,5、变位齿轮的变位原理、最小变位系数,6、斜齿圆柱齿轮的尺寸计算,第五章,【例】,一对正常齿制渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动中，已知：,d,f1,=38.75mm,，,m=2.5mm,，,=20,h,a,*=1,，,C*=0.25,，,i,12,=2.5,，求：,1,）齿数,z,1,、,z,2,；,2,）基圆半径,r,b1,、,r,b2,；,3,）轮,2,齿顶圆半径,r,a2,；,4,）当实际安装中心距,a,=80.5mm,时，啮合角,及节圆半径,r,1,、,r,2,。
1,、定轴轮系的传动比计算,2,、周转轮系的传动比计算,3,、复合轮系的传动比计算,第六章,轮系：,由一系列彼此啮合的齿轮组成的传动机构，用于原动机和执行机构之间的,运动和动力,传递1,、轮系的分类,定轴轮系、周转轮系和混合轮系周转轮系又分为差动轮系（自由度为,2,）和行星轮系（自由度为,1,）2,、定轴轮系的传动比,传动比大小,主、从动轮的转向关系,轮系中各轮几何轴线均互相平行：用(,1),m,来确定，m为外啮合对数若计算结果为正，则说明主、从动轮转向相同；否则说明相反轮系中齿轮的几何轴线不都平行，但首尾两轮的轴线互相平行：用箭头法表示各轮转向，但在计算结果中仍然用“”、“”表示主、从动轮的转向关系,轮系中首尾两轮的几何轴线不平行：转向关系只能用箭头表示在图上3,、周转轮系的传动比,基本思路：假想给整个轮系加上一个公共的角速度,H,，根据相对运动原理可知，各构件之间的相对运动关系并不改变，但此时系杆的角速度为零，周转轮系就转化成了定轴轮系计算公式,注：,周转轮系转化机构的传动比,i,1n,H,计算结果中的正负号，仅仅表明在该轮系的转化机构中，中心轮,1,和,n,的转向之间的关系，绝不反映该周转轮系中,1,轮和,n,轮的绝对转向之间的关系。
即,周转轮系中各轮的实际转向关系,，既不能用,(-1),m,来判定，也不能用画箭头的方法来判定，,只能根据计算结果来判定,4,、混合轮系的传动比,计算复合轮系传动比的,步骤,是：,（,1,）分轮系：将复合轮系分解为基本轮系,关键是将周转轮系分离出来，其方法是：先找,行星轮,再找,系杆,（支承行星轮,),最后找,中心轮,（与行星轮啮合）,复合轮系中可能有多个周转轮系，剩余的就是定轴轮系2,）列公式：分别列出基本轮系的传动比计算公式,（,3,）找联系：找基本轮系之间的联系,（,4,）联立求解：联立求解方程组,【例】,图示轮系中，已知：,z,1,=24,，,z,2,=,z,2,=18,，,z,3,=,z,3,=21,，,z,4,=63,，,z,5,=18,，,z,6,=,z,6,=18,，,z,7,=54,求传动比,i,17,1,2,3,4,5,6,7,2,3,6,1,、了解机械平衡的目的及其分类，掌握机械平衡的方法,2,、熟练掌握刚性转子的平衡设计方法，了解平衡实验的原理和方法,第十章,一、静平衡,适用条件：,轴向宽度很小的回转件（结构平衡和结构不平衡的讨论）径宽比,D/b,5,的转子（砂轮、飞轮、齿轮），可近似地认为其不平衡质量分布在同一回转平面内。
静平衡条件：,分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的合力为零或质径积的向量和为零,对于静不平衡的转子，无论有多少个偏心质量，都可以适当地增加一个平衡质量即可获得平衡经过平衡后，总质心便与回转轴线重合，即,e=0,因此该回转体可以在任何位置保持静止，不会自己转动这种情况叫,“,静平衡,”,二、动平衡,适用对象：,轴向尺寸较大（,B/d,5,）的转子，如内燃机中的曲轴和凸轮轴、电机转子、机床主轴等都必须按动平衡来处理动平衡原理：,预先选定两个平面，根据力系等效原理，分别向两平面分解，然后在两平面内作平衡，则惯性力和惯性力矩都得到平衡这两个平面称为,平衡面,I,II,L,F,2,F,3,F,1,m,1I,m,3I,m,2I,m,1II,m,3II,m,2II,m,2,m,3,m,1,l,1,l,2,l,3,r,1,r,2,r,3,不平衡质量分解结果：,m,3I,r,3,m,1I,r,1,m,2I,r,2,m,bI,r,bI,m,3II,r,3,m,1II,r,1,m,2II,r,2,m,bII,r,bII,F,bI,m,bI,r,bI,作图法求解,空间力系的平衡,两个平面汇交力系的平衡问题,F,bII,m,bII,r,bII,I,II,L,F,2,F,3,F,1,F,1I,F,3I,F,2I,m,1I,m,3I,m,2I,F,1II,F,3II,F,2II,m,1II,m,3II,m,2II,m,2,m,3,m,1,l,1,l,2,l,3,r,1,r,2,r,3,作图法求解,结 论,动平衡的条件：当转子转动时，转子上分布在不同平面内的各个质量所产生的空间离心惯性力系的合力及合力矩均为零。
这种平衡称为,“,动平衡,”对于动不平衡的转子，无论有多少个偏心质量，都可以在任选的两个平衡平面内各加或减一个合适的平衡质量即可使转子获得平衡由于动平衡同时满足静平衡条件，所以动平衡的转子一定静平衡；反之，经过静平衡的转子不一定是动平衡的例题1】,有四个回转质量,m,1,=3kg,、,m,2,6kg,、,m,3,7kg,、,m,4,9kg,，它们位于同一回转面,A,内，矢径分别为,r,1,20mm,，,r,2,12mm,，,r,3,10mm,，,r,4,8mm,，其间夹角依次互为,90,，如图所示今要求在回转半径,r,b,10mm,处加一平衡质量,m,b,，试求,m,b,及其矢径,r,b,与,r,1,间的夹角大小m,1,m,2,m,3,m,4,r,1,r,2,r,3,r,4,质量,1,的质径积为：,【解】,质量,2,的质径积为：,质量,3,的质径积为：,质量,4,的质径积为：,m,1,r,1,m,2,r,2,m,3,r,3,m,4,r,4,m,b,r,b,量得,m,b,r,b,10kgmm,平衡质量,m,b,1kg,，与,r,1,的夹角为,0,1,、等效力矩或等效力的求法,2,、等效转动惯量或等效质量的求法,3,、飞轮转动惯量的求法,第十二章,一、等效动力学模型的建立,对于单自由度的机械系统，只要知道其中一个构件的运动规律，其余所有构件的运动规律就可随之求得。
因此，可把复杂的机械系统简化成一个构件（称为,等效构件,），建立最简单的等效动力学模型，将使研究机械真实运动的问题大为简化转化原则：,该系统转化前后的动力学效果保持不变即：,等效构件的质量或转动惯量所具有的动能，应等于整个系统的总动能等效构件上的等效力、等效力矩所做的功或所产生的功率，应等于整个系统的所有力、所有力矩所做功所产生的功率之和1,、等效力矩和等效力,若等效构件为绕定轴转动的构件，则,若等效构件为移动件，则,若计算出的,M,e,、,F,e,为正，则表示,M,e,和,、,F,e,和,v,的方向一致。