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1、病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程21机构的结构分析 一、一、机构的组成机构的组成 是是机机构构中中每每一一个个独独立立运运动动的的单单元元体体 ，组组成成机机构构的的每每一一个个相对运动部分；相对运动部分；机机构构由由多多个个（两两个个以以上上）构构件件组组成成，它它是是机机构构组组成成的的基基本本要素之一。要素之一。1 1、构件：、构件：从运动的观点，构件为机械中最小运动单元体。从运动的观点，构件为机械中最小运动单元体。构件构件为机械中最小的为机械中最小的运动单元体运动单元体。零零件件为为机机械械中中最最小小的的制
2、制造造加加工工单单元元体体，拆拆卸卸后后不不可可再再拆拆的的最最小小单元。单元。构件由一个或多个零件组成。构件由一个或多个零件组成。第二章第二章 平面机构的结构分析平面机构的结构分析病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程一个作平面运动的自由构件有一个作平面运动的自由构件有3 3个自由度。个自由度。2 2、平面机构中构件的自由度及约束、平面机构中构件的自由度及约束构件受一约束，失去一个自由度。构件受一约束，失去一个自由度。约束约束是由机构中各构件的相互接触引起的，使得构件的独立运动受是由机构中各构件的相互接触引起的，使得构件
3、的独立运动受到限制。接触方式不同到限制。接触方式不同约束不同。约束不同。相对于参考系，构件所具有的独立运动的数目。相对于参考系，构件所具有的独立运动的数目。自由度自由度机构的组成213.3.运动副运动副 运动副运动副两个构件直接接触组成的仍能产生各自相对运动的联接。两个构件直接接触组成的仍能产生各自相对运动的联接。组成运动副的三个条件（缺一不可）：组成运动副的三个条件（缺一不可）：a)a)两个构件、两个构件、b)b)直接接触、直接接触、c)c)有相对运动有相对运动病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程运动副的分类：运动副的
4、分类：1)1)按运动副元素接触情况：按运动副元素接触情况：低副低副两构件通过两构件通过面接触面接触而构成的运动副称为低副；而构成的运动副称为低副；（运动副元素为面）（运动副元素为面）机构的组成21转动副：转动副：只允许两构件作只允许两构件作相对转动相对转动，又称作铰链。，又称作铰链。移动副：移动副：只允许两构件作只允许两构件作相对移动相对移动。转动副、移动副都是低副。转动副、移动副都是低副。低副提供约束及自由度情况：低副提供约束及自由度情况：只保留了某一个方向的只保留了某一个方向的相对运动。相对运动。1 1个低副，引入个低副，引入2 2个约束，保留个约束，保留1 1个自由度。个自由度。病原体侵
5、入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 点接触点接触凸轮副凸轮副齿轮副齿轮副线接触线接触高副提供约束及自由度情况：高副提供约束及自由度情况：限制了沿公法线限制了沿公法线n-n n-n 方向的相对移动，保留了沿接触处切线方向的相对移动，保留了沿接触处切线t-tt-t方向的相对方向的相对移动和在平面内的相对转动。移动和在平面内的相对转动。1 1个高副，受到个高副，受到1 1个约束，保留个约束，保留2 2个自由度。个自由度。机构的组成21高副高副两构件通过两构件通过点或线接触点或线接触而构成的运动副称为高副；而构成的运动副称为高副；（运
6、动副元素为点或线）（运动副元素为点或线）病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程将运动链中某一构件固定，其成为将运动链中某一构件固定，其成为机架机架（一般相对地面固定不动）；（一般相对地面固定不动）；输入给定运动的构件，成为输入给定运动的构件，成为原动件原动件；其他各构件间具有确定的相对运动成为其他各构件间具有确定的相对运动成为从动件从动件；此时，运动链此时，运动链机构。机构。机架机架相对固定构件相对固定构件原动件原动件按给定的运动规律独按给定的运动规律独立运动的构件立运动的构件从动件从动件其余活动构件其余活动构件其活动取决
7、于原动件的运动规律及机构的组成情况。其活动取决于原动件的运动规律及机构的组成情况。4 4、运动链成为机构、运动链成为机构机构的组成21病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、绘制机构运动简图的方法步骤：步骤：1 1、先确定出其原动件和执行构件（最后输出运动的构件）、先确定出其原动件和执行构件（最后输出运动的构件）2 2、沿传递路线，确定构件的数目，及各构件间运动副的类型和数目、位置。、沿传递路线，确定构件的数目，及各构件间运动副的类型和数目、位置。3 3、恰当选择运动简图的视图平面（投影面）。（一般选大多数构件的、恰当选
8、择运动简图的视图平面（投影面）。（一般选大多数构件的运动平面）。运动平面）。4 4、选取比例尺（、选取比例尺（l l），），定出各运动副的相对位置，开始绘制。定出各运动副的相对位置，开始绘制。l构件的实际长度（m）图长（mm）如l110，若构件实长为2m，则图长20mm注意问题：构件要编号；运动副要有代号；原动件要用箭头表示运动方向。22 平面机构运动简图定义：定义：运用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件，运用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一定比例尺表示机构各构件间相对运动关系并按一定比例尺表示机构各构件间相对运动关系（运动副间的相对位置）的简图。的简图。病原体侵入机体，
9、消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程F F0 0，且，且 F F=原动件的数目原动件的数目机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件：1 1、当、当F 0F 0，且原动件数，且原动件数=机构的自由度时，则机构机构的自由度时，则机构具有确定相对运动；具有确定相对运动；2 2、当、当F 0F 0，但原动件数，但原动件数机构的自由度时，则机机构的自由度时，则机构不具有确定的相对运动；构不具有确定的相对运动；4、当、当F F 0 0，机构不能产生相对运动，机构不能产生相对运动(静止不动）。静止不动）。24 平面机构具有确定性运动的条件3 3、
10、当、当F 0F 0，但原动件数，但原动件数机构的自由度时，则机机构的自由度时，则机构易被破坏；构易被破坏；三、机构具有确定运动的条件：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程25 计算平面机构自由度时的注意事项 平面机构自由度的计算公式平面机构自由度的计算公式 F=3n-（2PL+PH PP）FF设：设：有有 n 个活动构件，个活动构件，PL个低副，个低副，PH个高副，个高副，则则F个局部自由度，个局部自由度，P个虚约束，个虚约束，四、平面机构自由度的计算 设：设：平面机构自由度的计算公式平面机构自由度的计算公式 F=3n-
11、（2PL+PH）有有 n 个活动构件，个活动构件，PL个低副，个低副，PH个高副，个高副，则则可见：平面机构自由度与组成机构的可见：平面机构自由度与组成机构的活动构件数目活动构件数目、运动副的数目运动副的数目及及运动副的性质运动副的性质有关。有关。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程两构件在多处接触而构成多个运动副两构件在多处接触而构成多个运动副25 计算平面机构自由度时的注意事项两构件组成多个移动副，两构件组成多个移动副，相对运动方向相对运动方向重合或平行重合或平行：处理：只能作为一个移动副记入计算。（2 2）（1 1
12、）复合铰链）复合铰链处理：处理：m个构件同一处以转动副相连接时，有个构件同一处以转动副相连接时，有m 1个转动副。个转动副。两个以上的构件在同一处以转动副相连接。自由度计算时应注意的事项自由度计算时应注意的事项病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程两构件构成高副，两构件构成高副，两处接触，法线重合：两处接触，法线重合：处理：只能作为一个高副记入计算。两构件组成多个转动副，两构件组成多个转动副，回转轴线回转轴线同轴同轴：处理：只能作为一个转动副记入计算。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部
13、位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2 2、局部自由度、局部自由度不影响其它构件相对运动的自由度，只与局部运动有关。不影响其它构件相对运动的自由度，只与局部运动有关。方法方法1 1：F F3 3 2 2（2 2 2+12+1）1 1（）225 5 计算平面机构自由度时的注意事项计算平面机构自由度时的注意事项处理：处理：法法1：在计算机构自由度前，在计算机构自由度前，先要将局部自由的构件排先要将局部自由的构件排除；除；法法2：在自由度计算公式中在自由度计算公式中减去局部自由度减去局部自由度F：F=3n-（2PL+PH）F 方法方法2 2：F=3n-F=3n-（2P 2PL L+P+PH H ）
14、FF F F3 3 3 3（2 2 3+13+1）1 11 1（）1 1个局部自由个局部自由度度病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3 3、虚约束、虚约束对机构的运动对机构的运动不起实际约束作用的约束（重复约束）不起实际约束作用的约束（重复约束）。出现虚约束的情况：出现虚约束的情况：（1 1）机构运动时，两构件上两点间的距离始终保持不变，）机构运动时，两构件上两点间的距离始终保持不变，将此两点用将此两点用1 1个构件和个构件和2 2个低副个低副联接，则会引入联接，则会引入1 1个个虚约束虚约束。25 计算平面机构自由度时
15、的注意事项处理处理：法法1 1：将引入虚约束的将引入虚约束的构件与运动副排除构件与运动副排除，再进行计算。，再进行计算。法法2 2：自由度计算公式中减去虚约束自由度计算公式中减去虚约束PP：F=3n-F=3n-（2P 2PL L+P+PH H PP ）FF病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 例如：椭圆仪。例如：椭圆仪。（2 2）用）用1 1个构件和个构件和2 2个低副个低副联接两构件上联接两构件上运动轨迹相同的点运动轨迹相同的点，会，会引入虚约束。引入虚约束。D DA AC CB B25 计算平面机构自由度时的注意事项
16、方法方法1 1：F F3 3 3 32 2 4 4 1 1（）方法方法2 2：F F=3n-=3n-（2P 2PL L+P+PH HPP）FFF F3 3 4 4(2(2 6+0-1)-0 6+0-1)-0 1 1（）病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程机构中重复运动的部分引入多少虚约束PP？25 计算平面机构自由度时的注意事项重复运动的部分：活动构件活动构件n=2n=2低副低副P PL L=2=2高副高副P PH H=4=4PP=2PL+PH 3n3n引入虚约束 P P 数目：P=22+4P=22+43232 =2 =
17、2例如：行星齿轮传动，对运动不起作用的对称部分。例如：行星齿轮传动，对运动不起作用的对称部分。3）机构中重复运动的部分。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 任何机构都是由若干任何机构都是由若干基本杆组基本杆组依次联接于依次联接于机架和机架和原动件原动件而形成的。而形成的。机构组成原理五、平面机构组成原理及平面机构的结构分析五、平面机构组成原理及平面机构的结构分析1、杆组的定义：、杆组的定义：基本杆组基本杆组自由度为零，并且不可再拆的最简单的运动链。自由度为零，并且不可再拆的最简单的运动链。2、杆组分类及级别、杆组分类及
18、级别按杆组中按杆组中某一某一构件所含运动副最多的数目构件所含运动副最多的数目命名杆组的级别。命名杆组的级别。级杆组的结构特征（记住）：级杆组的结构特征（记住）：由两个各含有由两个各含有1个外接低副个外接低副的构件之间，用的构件之间，用1个内接低副个内接低副联联接组成。接组成。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程级杆组的结构特征（记住）：级杆组的结构特征（记住）：由一由一 个中心构件与三个各含有个中心构件与三个各含有1个外接低副的构件之间，个外接低副的构件之间，用用3个内接低副联接组成。个内接低副联接组成。2、机构的级别、
19、机构的级别按组成机构中按组成机构中最高的最高的杆组级别杆组级别来命来命 名机构的级别。名机构的级别。3、机构的分析、机构的分析正确拆分杆组，判别杆组的级别正确拆分杆组，判别杆组的级别;判断机构级别。判断机构级别。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程平面机构结构分析步骤：平面机构结构分析步骤：试拆时需注意验证：试拆时需注意验证：每拆出一个基本杆组后，余下部分必每拆出一个基本杆组后，余下部分必须是一个自由度与原机构相同的机构。并且构件不落单。须是一个自由度与原机构相同的机构。并且构件不落单。（1 1）计算机构的自由度）计算机
20、构的自由度F F（去掉虚约束、局部自由度，注（去掉虚约束、局部自由度，注意复铰），并明确机架、原动件。意复铰），并明确机架、原动件。（2 2）根据杆组的结构特征对从动构件组合依次拆杆分组：）根据杆组的结构特征对从动构件组合依次拆杆分组：一般从远离原动件的构件开始拆分杆组；一般从远离原动件的构件开始拆分杆组；先按先按级杆组试拆，不成，再按级杆组试拆，不成，再按级杆组试拆。级杆组试拆。（3 3）最后可确定各个杆组的级别、机构级别。）最后可确定各个杆组的级别、机构级别。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程速度瞬心速度瞬心(瞬心
21、瞬心):两两个个互互相相作作平平面面相相对对运运动动的的刚刚体体（构构件件）上上绝绝对对速速度度相相等等（相相对对速速度度为为0）的的重重合点。合点。12A2(A1)B2(B1)P21 VA2A1VB2B1相对瞬心相对瞬心重合点绝对速度不为零。重合点绝对速度不为零。绝对瞬心绝对瞬心重合点绝对速度为零。重合点绝对速度为零。瞬心的表示瞬心的表示构件构件i 和和 j 的瞬心用的瞬心用Pij表示。表示。特点：特点：该点涉及两个构件。该点涉及两个构件。绝对速度相同，相对速度为零。绝对速度相同，相对速度为零。相对回转中心。相对回转中心。两构件的两构件的瞬时等速重合点瞬时等速重合点一、用瞬心法进行机构速度分
22、析一、用瞬心法进行机构速度分析 第三章第三章 平面机构的运动分析平面机构的运动分析病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 2、机构中瞬心的数目、机构中瞬心的数目每两个构件就有一个瞬心每两个构件就有一个瞬心根据排列组合有根据排列组合有若机构中有若机构中有N个个构件构件（包括机架）（包括机架），则，则1）以）以转动副转动副相联相联的两构件的瞬心的两构件的瞬心12P12转动副的中心。转动副的中心。转动副的中心。转动副的中心。2）以）以移动副移动副相联的相联的两构件的瞬心两构件的瞬心移动副导路的移动副导路的移动副导路的移动副导路的
23、垂直方向上的无穷垂直方向上的无穷垂直方向上的无穷垂直方向上的无穷远处。远处。远处。远处。12P12 3、机构中瞬心位置的确定、机构中瞬心位置的确定 通过运动副直接相联的两构件的瞬心位置确定通过运动副直接相联的两构件的瞬心位置确定 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3）以以平面高副平面高副相联的两构件的瞬心相联的两构件的瞬心 当两高副元素作当两高副元素作纯滚动纯滚动时时瞬心在接触点上。瞬心在接触点上。瞬心在接触点上。瞬心在接触点上。t12nnt当当两两高高副副元元素素之之间间既既有有相相对对滚滚动动，又有相对滑动又有相对
24、滑动时时瞬瞬瞬瞬心心心心在在在在过过过过接接接接触触触触点点点点的的的的公公公公法法法法线线线线 n n n n-n n n n 上上上上，具体位置需要根据其它条件确定。具体位置需要根据其它条件确定。具体位置需要根据其它条件确定。具体位置需要根据其它条件确定。V1212P12病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程不直接相联两构件的瞬心位置确定不直接相联两构件的瞬心位置确定三心定理三心定理三心定理三心定理三心定理三心定理三个作平面运动的构件应有三个瞬心，这三个作平面运动的构件应有三个瞬心，这三个瞬心必位于同一直线上三个瞬心必
25、位于同一直线上。2321P12P13P23VP23 3只有只有P23在在P12和和P13的连线上时，该两构件的重合点的的连线上时，该两构件的重合点的绝对绝对速度方向才能一致速度方向才能一致.所以，瞬心所以，瞬心P23必位于必位于P12和和P13的连线上。的连线上。且：且：3个构件中的个构件中的2个活动构件的绝对个活动构件的绝对角速度角速度之比，等于这之比，等于这2构件上构件上相对瞬相对瞬心到绝对瞬心距离心到绝对瞬心距离的反比。的反比。P23相对速度瞬心；相对速度瞬心；P12 绝对速度瞬心；绝对速度瞬心；P13 绝对速度瞬心。绝对速度瞬心。机构中，机构中，1 1为机架，为机架，2 2、3 3为为
26、活动构件：活动构件：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、二、用用矢量方程图解法矢量方程图解法进行机构的速度和加速度进行机构的速度和加速度(2)(2)理论力学理论力学运动合成原理运动合成原理绝对运动绝对运动绝对运动绝对运动=牵连运动牵连运动牵连运动牵连运动+相对运动相对运动相对运动相对运动绝对运动：绝对运动：动点相对静系的运动。动点相对静系的运动。相对运动：相对运动：动点相对动系的运动。动点相对动系的运动。例如：人在行驶的汽车里走动。例如：人在行驶的汽车里走动。牵连运动：牵连运动：动系相对于静系的运动。动系相对于静系的
27、运动。例如：行驶的汽车相对于地面的运动。例如：行驶的汽车相对于地面的运动。在任一瞬时动点的在任一瞬时动点的绝对运动等于其牵连运动与相对运动绝对运动等于其牵连运动与相对运动的矢量和的矢量和，这就是，这就是点的运动合成定理点的运动合成定理。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v 速度多边形的特性：速度多边形的特性：速度多边形的特性：速度多边形的特性：1）在在速速度度多多边边形形中中，由由极极点点 p 向向外外放放射射的的有有向向线线段段代代表表构构件上相应点的绝对速度，方向由极点件上相应点的绝对速度，方向由极点 p 指向对应
28、字母。指向对应字母。2）在速度多边形中，）在速度多边形中，联接绝对速度末端两点的有向线段联接绝对速度末端两点的有向线段，代表构件上相应字母表示的两点的相对速度。代表构件上相应字母表示的两点的相对速度。cb速度多边形速度多边形p极点极点极点极点 p 代表机构中速度为零的点代表机构中速度为零的点病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程cbp极点极点e速度影像原理：速度影像原理：同同一一构构件件上上若若干干点点形形成成的的几几何何图图形形与与其其速度矢量多边形速度矢量多边形相似相似;速速度度矢矢量量多多边边形形与与构构件件几几何何
29、图图形形对对应应边边互相垂直互相垂直，即沿构件即沿构件方向转过方向转过90可可见见：已已知知某某一一构构件件上上两两点点的的速速度度，可可用用速速度度影影象象法法求求该该构构件件上上第第三三点点的的速速度。度。bce BCE,叫做叫做BCE 的的速度速度影像影像，字母的顺序方向一致。，字母的顺序方向一致。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v 加速度多边形的特性：加速度多边形的特性：加速度多边形的特性：加速度多边形的特性：b ncp acbtacbn1）在在加加速速度度多多边边形形中中，由由极极点点 p 向向外外放放射射
30、的的矢矢量量代代表表构构件件上上相相应应点点的的绝绝对对加加速速度度，方方向向由极点由极点 p 指向该点。指向该点。2）在在加加速速度度多多边边形形中中，联联接接绝绝对对加加速速度度末末端端两两点点的的矢矢量量，代代表构件上相应两点的相对加速度，例如表构件上相应两点的相对加速度，例如:代表代表 。哥氏加速度存在的条件：哥氏加速度存在的条件：1 1）两构件牵连运动为转动；）两构件牵连运动为转动；2 2）两构件相对运动为相对移动。）两构件相对运动为相对移动。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程加加速度影像原理：速度影像原理：
31、同同一一构构件件上上若若干干点点形形成成的的几几何何图图形形与与其其加加速速度度矢矢量量多多边边形形中中对对应应点点构构成成的的多多边边形形相相似似；其其位位置置为为构构件件上上的的几几何何图形沿该构件的图形沿该构件的 方向转过方向转过(180(180-)。n e b ncp(-)acbtacbnbce BCE,叫叫做做BCE 的的加加速速度度影影像像，字字母母的的顺顺序序方向一致。方向一致。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第八章第八章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计一、铰链四杆机构的基本型式及其演化一、铰
32、链四杆机构的基本型式及其演化移动副移动副可以认为是一种特殊的转动副，即可以认为是一种特殊的转动副，即转动中心在导转动中心在导向垂直方向无限远处的一个转动副。向垂直方向无限远处的一个转动副。曲柄与偏心轮在机构中是完全等效的！曲柄与偏心轮在机构中是完全等效的！选机构中不同的构件为机架，各构件的绝对运动被改变了，选机构中不同的构件为机架，各构件的绝对运动被改变了，但各构件之间的相对运动没有改变。但各构件之间的相对运动没有改变。机构的倒置机构的倒置病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、周转副、曲柄存在的条件二、周转副、曲柄存在
33、的条件周转副存在的条件：周转副存在的条件：满足杆长条件，最短杆两边的转动副为周转副。满足杆长条件，最短杆两边的转动副为周转副。而其余则为摆转副。而其余则为摆转副。最短杆与最长杆的长度之和最短杆与最长杆的长度之和其他两杆长度之和。其他两杆长度之和。杆长条件杆长条件1 1、满足杆长条件，最短杆两边的转动副为周转副。、满足杆长条件，最短杆两边的转动副为周转副。2.2.最短杆必须为连架杆或机架。最短杆必须为连架杆或机架。曲柄存在的条件曲柄存在的条件 （曲柄：绕定轴旋转一周的构件）（曲柄：绕定轴旋转一周的构件）病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程
34、度的病理生理过程 极位角、急回运动和行程速比系数极位角、急回运动和行程速比系数 在在曲曲柄柄摇摇杆杆机机构构中中，当当曲曲柄柄与与连连杆杆两两次次共共线线时时，摇摇杆杆位位于于两个极限位置，简称两个极限位置，简称极位极位。此两处此两处共线位置共线位置的夹角的夹角 称为称为极位夹角极位夹角。为摇杆的行程角。为摇杆的行程角。三、四杆三、四杆机构的运动特性机构的运动特性180-180-B1C1ADC2B2180180 摇摇杆杆的的这这种种特特性性称称为为急急回回运运动动。用用行行程程速速比比系系数数表示表示急回程度急回程度：行程速比系数行程速比系数且且越大，越大，K K值越大，急回程度越明显。值越大
35、，急回程度越明显。只要只要 0，就有急回运动，且就有急回运动，且K K1。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程PPt PnABCD 四杆机构的压力角与传动角四杆机构的压力角与传动角切向分力切向分力:P:Pt t=Pcos=Pcos法向分力法向分力:P:Pn n=Pcos=Pcos P Pt t可可用用的的大大小小来来衡衡量量机机构构传传动力性能的好坏！动力性能的好坏！=Psin=Psin传动角：传动角：压力角：压力角：为为了了保保证证机机构构良良好好的的传传力力性性能，设计时要求能，设计时要求:minmin 405050
36、执行构件执行构件摇杆摇杆DCDC上的点上的点C C受到的力受到的力P P P P（方向沿（方向沿BCBC）：）：C C点的受力点的受力F F方向与速度方向与速度VcVc方向方向所夹的锐角所夹的锐角。对传动有利对传动有利。与与互为余角。互为余角。连杆连杆BCBC与与执行构件执行构件(摇杆摇杆DC)DC)所夹的锐角。所夹的锐角。VC病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程C2B21 1C1B1abcd2 2D注意：注意：机机构构的的传传动动角角，一一般般是是对对运运动动链链最最终终一一个个从从动动件件（执执行构件）来度量。行构件
37、）来度量。出现出现min位置一定是：位置一定是：主动件与机架共线两处之一主动件与机架共线两处之一:P 四杆机构的死点四杆机构的死点摇杆为主动件，且连杆与曲摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有：柄两次共线时，有：此时，曲柄受力此时，曲柄受力P P的方向通过其的方向通过其回转中心，回转中心，机构不能运动（顶机构不能运动（顶死）！死）！P此此2 2位置称其为：位置称其为：机构的机构的“死点死点”。minmin0 0病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程多项式运动规律多项式运动规律 一次多项式运动规律一次多项式运动规律等速运动
38、等速运动 二次多项式运动规律二次多项式运动规律等加速等减速运动等加速等减速运动 五次多项式运动规律五次多项式运动规律三角函数运动规律三角函数运动规律 余弦加速度运动规律余弦加速度运动规律简谐运动规律简谐运动规律 正弦加速度运动规律正弦加速度运动规律摆线运动规律摆线运动规律组合运动规律组合运动规律重重点点掌掌握握各各种种运运动动规规律律的的特特性性及及适适用用场合。场合。推杆常用运动规律推杆常用运动规律 第九章第九章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计一、从动件的运动规律以及特性一、从动件的运动规律以及特性病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同
39、程度的病理生理过程h 0s Ov O 0h/0 a O 0+-推推杆杆在在起起始始和和终终止止点点速速度度有有突突变变，在在这这一一瞬瞬间间，速速度度变变化化量量是是v，加加速速时时间间几几乎乎为为零零，所所以以使使瞬瞬时时加加速速度度趋趋于于无无穷穷大大，从从而而产产生生无无限限值值惯惯性性力，并由此对外产生力，并由此对外产生极大的冲击力极大的冲击力。刚性冲击刚性冲击一次多项式运动规律，一次多项式运动规律，即：等速运动规律即：等速运动规律运动特性：运动特性：推杆在运动起始和终止点存在刚性冲击。推杆在运动起始和终止点存在刚性冲击。适用于：适用于：低速场合低速场合病原体侵入机体，消弱机体防御机能
40、，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程hs O 0 0/2h/2v O 0 0/22h/0a O 0/24h 2/02 0 4h 2/02推推杆杆在在推推程程起起点点、中中点点和和终终点点，因因加加速速度度发发生生瞬瞬时时有有限限值值突突变变，而而引引起起推推杆杆有有限限值值的的惯惯性性力力，并并由由此此对对外外产产生生有限值冲击有限值冲击柔性冲击柔性冲击二次多项式运动规律，即：二次多项式运动规律，即：等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律其运动特性：其运动特性：推杆在运动起始、中点和终止点存在推杆在运动起始、中点和终止点存在柔性冲击柔性冲击适用于：适
41、用于：中、低速场合中、低速场合病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程s Oh 0 0/2 h/2 0 0 0/2v Oa O 0 0/2 2 2 h/2 02-2 2 h/2 02余弦加速度运动规律的运动特性：余弦加速度运动规律的运动特性：推杆加速度在起点和终点存在有限推杆加速度在起点和终点存在有限值突变，故值突变，故有柔性冲击有柔性冲击若推杆作无停歇的升降升连续若推杆作无停歇的升降升连续往复运动，加速度曲线变为连续曲往复运动，加速度曲线变为连续曲线，可以避免柔性冲击线，可以避免柔性冲击返回适用于：适用于：中、低速场合中、
42、低速场合1.57h/04.93h 2/02病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程s svah0 0五次多项式运动规律五次多项式运动规律运动特性：运动特性：即无刚性冲击即无刚性冲击也无柔性冲击也无柔性冲击五次多项式运动规律五次多项式运动规律适用于：适用于：高速场合高速场合推程推程 运动方程：运动方程：1.88h/05.77h 2/02 vmax=2h/0amax=6.28h2/2R=h/2正弦加速度运动规律运动特性：正弦加速度运动规律运动特性：推杆加速度、速度没有突变，因而推杆加速度、速度没有突变，因而将不产生任何冲击将不产
43、生任何冲击适用于：适用于：中、高速场合中、高速场合病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程r0T(360o)h基圆，基圆半径基圆，基圆半径r0；推杆行程推杆行程 h近休止，近休止角近休止，近休止角回程，回程运动角回程，回程运动角远休止，远休止角远休止，远休止角推程运动角推程运动角推程，推程，0 000201凸轮机构几个基本概念、术语凸轮机构几个基本概念、术语推杆的位移曲线推杆的位移曲线 s病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、二、凸轮轮廓曲线的设计凸
44、轮轮廓曲线的设计 凸轮廓线设计方法的基本原理凸轮廓线设计方法的基本原理反转原理反转原理反转原理反转原理-给整个凸轮机构施以给整个凸轮机构施以-时，时，不影响各构件之间的相对运动；不影响各构件之间的相对运动；此时，此时，将将凸轮静止，而推杆尖凸轮静止，而推杆尖顶顶作复合运动作复合运动的轨迹即凸轮的的轨迹即凸轮的轮廓曲线轮廓曲线。根据这个原理可以用几何作图的根据这个原理可以用几何作图的方法设计凸轮的轮廓曲线。方法设计凸轮的轮廓曲线。推杆尖顶作复合运动：推杆尖顶作复合运动：与导向一起作反转的匀速旋转运动；与导向一起作反转的匀速旋转运动；沿导向作直线移动沿导向作直线移动病原体侵入机体，消弱机体防御机能
45、，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程三、凸轮机构基本尺寸的确定三、凸轮机构基本尺寸的确定压力角压力角压力角压力角 :某瞬时凸轮对推杆正压力方向（接触点凸轮轮廓的法线方向）与 推杆速度方向之间所夹的锐角。FVFF1、压力角压力角 与许用值与许用值一般一般当当增大到某一个数值时（增大到某一个数值时（F”F”引起的摩引起的摩擦阻力超过擦阻力超过F F时），机构将发生时），机构将发生自锁自锁 。压力角压力角越小，传动越有利。越小，传动越有利。不利不利有利有利F临界压力角病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同
46、程度的病理生理过程tg=s+r20-e2ds/d e综合考虑两种情况：综合考虑两种情况：“+”用于导路和瞬心位于凸轮回转中心的两侧；用于导路和瞬心位于凸轮回转中心的两侧；“-”用于导路和瞬心位于凸轮回转中心的同侧；用于导路和瞬心位于凸轮回转中心的同侧；压力角将减小压力角将减小有利传力有利传力正确偏置（正偏置）：正确偏置（正偏置）：“-”导路和瞬心位于凸轮回转中心的同侧；导路和瞬心位于凸轮回转中心的同侧；导路从对心到偏置的方向与凸轮旋转方向导路从对心到偏置的方向与凸轮旋转方向相反时。相反时。负偏置负偏置正偏置正偏置病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖
47、，引起不同程度的病理生理过程P点为相对瞬心：点为相对瞬心：由由BCPBCP得得:2.2.凸轮基圆半径凸轮基圆半径r0的确定的确定nnPeOCBOP=v/vv=ds/dt/d/dt=ds/dr r0 0凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角与基圆半径与基圆半径r r0 0是否有什么联系？是否有什么联系？=(ds/d-e)=(ds/d-e)/(r(r0 02 2-e-e2 2)1/21/2+s+ss0sDtgtg=(OP-e)/BC=(OP-e)/BC基圆半径基圆半径r0越大，压力角越大，压力角越小，对传动越有利。越小，对传动越有利。但，基圆半径但，基圆半径r0越大，造成凸轮结构尺寸较大。越大，造成凸轮
48、结构尺寸较大。ds/dr r0 0 应在满足应在满足max的条件下，的条件下，合理地确定凸轮的基圆半径，使凸轮机构的尺寸不至过大。合理地确定凸轮的基圆半径，使凸轮机构的尺寸不至过大。凸轮基圆半径凸轮基圆半径r0的确定的确定原则：原则：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3.滚子半径的确定滚子半径的确定a工作轮廓的曲率半径，工作轮廓的曲率半径，理论轮廓的曲率半径，理论轮廓的曲率半径，rr滚子半径。滚子半径。对于外凸轮廓，要保证正常工作，应使：对于外凸轮廓，要保证正常工作，应使：滚子半径滚子半径rr minmin病原体侵入机
49、体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程vPO1 1 2O2nnKP齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律:互相啮合的一对齿轮，在任一位置互相啮合的一对齿轮，在任一位置时的瞬时传动比，都与连心线时的瞬时传动比，都与连心线O O1 1O O2 2被其被其啮合齿廓在接触处的公法线所分成的两啮合齿廓在接触处的公法线所分成的两线段长成反比。线段长成反比。该定律表明了齿轮传动比与齿廓曲线的关系。该定律表明了齿轮传动比与齿廓曲线的关系。=常数常数 凡能凡能满足齿廓啮合基本定律满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓的一对齿廓曲线称为
50、曲线称为共轭齿廓曲线共轭齿廓曲线共轭齿廓曲线共轭齿廓曲线。两齿轮作两齿轮作定传动比传动定传动比传动，则其齿廓曲线必须满足，则其齿廓曲线必须满足:不不论论两两齿齿廓廓在在何何位位置置接接触触，过过接接触触点点所所作作的的齿齿廓廓公公法法线线必必须须与与两两齿齿轮轮的的连连心心线线相交于一相交于一固定点固定点P。第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计一、齿廓啮合基本定律一、齿廓啮合基本定律:病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 相关基本概念相关基本概念1.啮合节点啮合节点(节点节点)两齿廓接触点公法线两齿廓接触点公法