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1、 自由度：自由度：所以该简易机床设计方案的机构不能运动。所以该简易机床设计方案的机构不能运动。答：机构运动简图如图所示：答：机构运动简图如图所示：5 5第1页/共32页 修改措施：修改措施：（1）在构件）在构件3、4之间加一连杆及一个转动副之间加一连杆及一个转动副第2页/共32页 （2）在构件）在构件3、4之间加一滑块及一个移动副之间加一滑块及一个移动副第3页/共32页 （3）在构件）在构件3、4之间加一局部自由度滚子及一个平面高副。之间加一局部自由度滚子及一个平面高副。修改措施还可以提出几种，如杠杆修改措施还可以提出几种，如杠杆3可利用凸轮轮廓与可利用凸轮轮廓与推杆推杆4接触推动接触推动4杆
2、等。杆等。第4页/共32页2-13 2-13 图示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。其偏心轮图示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。其偏心轮1 1绕固绕固定轴心定轴心A A转动，与外环转动，与外环2 2固连在一起的滑阀固连在一起的滑阀3 3在可绕固定轴心在可绕固定轴心C C转动的圆柱转动的圆柱4 4中滑动。当偏心轮中滑动。当偏心轮1 1按图示方向连续回转时，按图示方向连续回转时，可将设备中的空气吸入，并将空气从阀可将设备中的空气吸入，并将空气从阀5 5中排出，从而形成中排出，从而形成真空。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。真空。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。第5页/共32页解（解（1）取比例尺作
3、）取比例尺作机构运动简图如图所示：机构运动简图如图所示：（2）自由度：自由度：第6页/共32页FD2-16 2-16 试计算图示各机构的自由度。图试计算图示各机构的自由度。图a a、d d为齿轮为齿轮-连杆组连杆组合机构；图合机构；图b b为凸轮为凸轮-连杆组合机构（图中连杆组合机构（图中D D处为铰接在一起处为铰接在一起的两个滑块）；图的两个滑块）；图c c为一精压机构。并问在图为一精压机构。并问在图d d所示机构中，所示机构中，齿轮齿轮3 3、5 5和齿条和齿条7 7与齿轮与齿轮5 5的啮合高副所提供的约束数目是的啮合高副所提供的约束数目是否相同，为什么？否相同，为什么？第7页/共32页F
4、D解解（a）A处为复合铰链，自由度为：处为复合铰链，自由度为：（b）B、E处为局部自由度，处为局部自由度，C和和F只能各算一个移动副，所以：只能各算一个移动副，所以：第8页/共32页（c）（d）A、B、C处为复合铰链，自由度为：处为复合铰链，自由度为：齿轮齿轮3，5和齿条和齿条7与齿轮与齿轮5的啮合高副所提供的约束数的啮合高副所提供的约束数目不同，因为目不同，因为3，5处只有一个高副，而齿条处只有一个高副，而齿条7与齿轮与齿轮5在齿在齿的两侧面均保持接触，故为两个高副。的两侧面均保持接触，故为两个高副。FD第9页/共32页3-1 3-1 何为速度瞬心？相对瞬心与绝对瞬心有何异同点？何为速度瞬心
5、？相对瞬心与绝对瞬心有何异同点？答：速度瞬心是互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的重合点，也就是具有同一瞬时绝对速度的重合点(即瞬时绝对速度速度相等的重合点)，简称瞬心。若瞬心处的绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心，否则称为相对瞬心。3-2 3-2 何为三心定理？何种情况下的瞬心需用三心定理来确何为三心定理？何种情况下的瞬心需用三心定理来确定？定？答：三心定理是指三个彼此作平面平行运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。对于不通过运动副直接相连的两构件间的瞬心位置，需用三心定理来确定。第10页/共32页3-3 3-3 试求图示机构在图示位置时全部瞬心的位置。试求图示机构在图示位置时全部瞬
6、心的位置。第11页/共32页答答 瞬心的位置如图所示：瞬心的位置如图所示：P13P12P14 P24P34P23 P12P23(P24)P13 P14 P34第12页/共32页P12 P34 P14 P13 P24 P23 P12 P14 P34 P23 P13 P24 第13页/共32页3-4 3-4 在图示的齿轮在图示的齿轮-连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1 1与与3 3的传动比的传动比1 1/3 3。第14页/共32页答：（答：（1）机构所有的瞬心数：）机构所有的瞬心数：K=（N-1）/2=6(6-1)/2=15。（2）求出如下三个瞬心）求出如下三个瞬心
7、P16，P36，P13，如下图所示。，如下图所示。K（P13）P23P36P16P12第15页/共32页3-11 3-11 速度多边形和加速度多边形有哪些特性？试标出图速度多边形和加速度多边形有哪些特性？试标出图中中V VABAB、V VBCBC、V VCACA及及V VA A、V VB B、V VC C的方向？的方向？答：速度多边形具有以下特点：答：速度多边形具有以下特点：（1）作图起点）作图起点p称为速度多边形的极点称为速度多边形的极点p，它代表机构中速，它代表机构中速度为零的点。度为零的点。（2）在速度多边形中，连接）在速度多边形中，连接p点和任一点的矢量代表该点点和任一点的矢量代表该点
8、在机构图中同名点的绝对速度，其指向是从在机构图中同名点的绝对速度，其指向是从p点指向该点。点指向该点。（3）在速度多边形中，连接其他任意两点的矢量代表该两）在速度多边形中，连接其他任意两点的矢量代表该两点在机构图中同名点间的相对速度，其指向与速度的下角标点在机构图中同名点间的相对速度，其指向与速度的下角标相反。相反。(4）BCEbce，图形bce称为图形BCE的速度影像。（5）在速度多边形中，当已知同一构件上两点的速度时，）在速度多边形中，当已知同一构件上两点的速度时，利用速度影像原理可求得此构件上其余各点的速度。利用速度影像原理可求得此构件上其余各点的速度。加速度多边形与速度多边形特性相似。
9、加速度多边形与速度多边形特性相似。第16页/共32页加速度多边形具有以下特点：1）在加速度多边形中，连接极点和任一点的矢量代表该点在机构图中的同名点的绝对加速度，其指向是从极点p指向该点。2）每个加速度的两个分量必须衔接着画，不能分开。3）在加速度多边形中，连接两绝对加速度矢端的矢量代表该两点在机构图中的同名点的相对加速度，其指向和加速度的角标相反，例如：矢量 代表加速度 而不是 ，方向由b 指向c。4）极点p代表机构所有构件上加速度为零的影像点。5）BCEbce，图形bce称为构件图形BCE的加速度影像，字母BCE的顺序与字母bce的顺序相同。也就是说，在加速度关系中也存在和速度影像原理一致
10、的加速度影像原理。所以，若要求E点的加速度aE,可以bc为边作bce BCE，且其角标字母顺序的绕行方向相同，即可求得e点和aE。第17页/共32页第18页/共32页3-12 3-12 在图示各机构中，设已知各构件的尺寸，原动件在图示各机构中，设已知各构件的尺寸，原动件1 1以以等角速度等角速度1 1顺时针方向转动，试以图解法求机构在图示位顺时针方向转动，试以图解法求机构在图示位置时构件置时构件3 3上上C C点的速度及加速度（比例尺任选）。点的速度及加速度（比例尺任选）。A第19页/共32页解解 分别如图分别如图（a）、（）、（b）、）、（c）所示：）所示：b(c3)p(c2,c4,a)A第
11、20页/共32页p(b3,d,c3,a)b(b2,b1)第21页/共32页p(a,d)b(b2,b1,b3)c3(c)第22页/共32页3-14 3-14 图示曲柄摇块机构中，已知图示曲柄摇块机构中，已知lAB=30mm,l,lAC=100mm，lBD=50mm,lDE=40mm,曲柄以曲柄以等角速度等角速度1 1=10rad/s=10rad/s回转。试用图解法求机构在回转。试用图解法求机构在 位置时，位置时，D D点和点和E E点的速度和加速度，以及点的速度和加速度，以及构件构件2 2的角速度和角加速度。的角速度和角加速度。第23页/共32页答答 （1）以）以 作机构运动简图，如下图所示作机
12、构运动简图，如下图所示：（2）速度分析）速度分析 以以C为重合点，有为重合点，有?vC2C2大小大小=vC2BC2B+vC2C3C2C3vC3C3方向方向vB B=+？1lAB？0？BCC(C2,C3,C4)第24页/共32页C2peC3C(C2,C3,C4)?vC2C2大小大小=vC2BC2B+vC2C3C2C3vC3C3方向方向vB B=+？1lAB？0？BC 以以 作作速度多边形如图（速度多边形如图（b）所示）所示第25页/共32页C(C2,C3,C4)C2peC3 再根据速度影像原理，作再根据速度影像原理，作bde BDE求得求得d及及e，由图可得由图可得第26页/共32页 （3）加速
13、度分析）加速度分析 以以C为重合点，有为重合点，有=+=+大小大小方向方向？0 0BC其中其中C(C2,C3,C4)第27页/共32页以以 作加速度多边形如图作加速度多边形如图（c c）所示，由图可得：）所示，由图可得：C(C2,C3,C4)第28页/共32页3-15 3-15 图示机构中，已知图示机构中，已知lAE=70mm，l lAB=40mm，lEF=60mm,lDE=35mm,lCD=75mm,lBC=50mm,原动件以等角速原动件以等角速度度1 1=10rad/s=10rad/s回转。试以图解法求机构在回转。试以图解法求机构在 =50=50位置时位置时,C,C点的速度点的速度v vC
14、和加速度和加速度a aC。第29页/共32页解解 （1）速度分析：以）速度分析：以F为重合点，有：为重合点，有：以以v v作速度多边形图如图（作速度多边形图如图（b b）得）得f4(f5)点，再利用速点，再利用速度影像求得度影像求得b b及及d d点。点。根据根据vC=vB+vCB=vD+vCD继续作速度图，矢量继续作速度图，矢量 就代表了就代表了vC。234615(a)(F1,F5,F4)d dp pb bc c第30页/共32页 （2）加速度分析：根据）加速度分析：根据 以以a a作加速度多边形图如图（作加速度多边形图如图（c c）得）得f4(f5)点，再利点，再利用加速度影像求得用加速度影像求得b b及及d d点。点。(C)234615(a)(F1,F5,F4)根据根据继续作图，则矢量继续作图，则矢量就代表了就代表了aC，则求得，则求得第31页/共32页感谢观看！第32页/共32页