機械原理版學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1機械機械(jxi)原理版原理版第一頁，共306頁。第1頁/共305頁第二頁，共306頁。返回首頁返回首頁第2頁/共305頁第三頁，共306頁。返回首頁返回首頁第3頁/共305頁第四頁，共306頁。返回首頁返回首頁第4頁/共305頁第五頁，共306頁。返回返回(fnhu)上頁上頁第5頁/共305頁第六頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第6頁/共305頁第七頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第7頁/共305頁第八頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第8頁/共305頁第九頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第9頁/共305頁第十頁，共306頁。返回返回(f

2、nhu)首頁首頁第10頁/共305頁第十一頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第11頁/共305頁第十二頁，共306頁。返回首頁返回首頁第12頁/共305頁第十三頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第13頁/共305頁第十四頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第14頁/共305頁第十五頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第15頁/共305頁第十六頁，共306頁。運動運動(yndng)副元素：圓柱面、副元素：圓柱面、圓孔面圓孔面圖圖 2-1返回返回(fnhu)首頁首頁第16頁/共305頁第十七頁，共306頁。運動副元素運動副元素(yun s)：棱柱面、：棱柱面、棱

3、孔面棱孔面圖圖 2-2返回返回(fnhu)首頁首頁第17頁/共305頁第十八頁，共306頁。運動運動(yndng)副元素：兩齒廓副元素：兩齒廓曲面曲面運動副元素：球面運動副元素：球面(qimin)與平面與平面運動副元素：圓柱面與平面運動副元素：圓柱面與平面a）b）c）圖圖 2-3返回首頁返回首頁第18頁/共305頁第十九頁，共306頁。球面副：相對運動為球面運動的運動副球面副：相對運動為球面運動的運動副,如圖如圖2-5所示。所示。 4）.根據(jù)兩構(gòu)件的空間位置分類：根據(jù)兩構(gòu)件的空間位置分類：平面運動副：兩構(gòu)件間的相對運動為平面運動平面運動副：兩構(gòu)件間的相對運動為平面運動 的運的運動副。動副?？臻g

4、運動副：兩構(gòu)件間的相對運動為空間運動的運空間運動副：兩構(gòu)件間的相對運動為空間運動的運動副。動副。返回返回(fnhu)首頁首頁第19頁/共305頁第二十頁，共306頁。返回返回(fnhu)上頁上頁第20頁/共305頁第二十一頁，共306頁。運動副名稱運動副符號兩運動構(gòu)件構(gòu)成的運動副 兩構(gòu)件之一為固定時的運動副轉(zhuǎn)動副平面運動副移動副平面高副空間運動副級)（ 級）（ 級）（ 級）（級）（級）點接線觸接高觸副高與副（ 級）（ 級）（ 級）（ 級）圓柱副球面球副面及銷螺旋副（級）（級）（級）（級）（級）（級）（ 級）（ 級）常常用用(chn yn)運運動動副副的的簡簡化化符符號號（3）.表表 2-1返回

5、返回(fnhu)首頁首頁第21頁/共305頁第二十二頁，共306頁。運動副名稱運動副符號兩運動構(gòu)件構(gòu)成的運動副 兩構(gòu)件之一為固定時的運動副轉(zhuǎn)動副平面運動副移動副平面高副空間運動副級)（級）（級）（級）（級）（級）點接線觸接高觸副高與副（ 級）（級）（級）（ 級）圓柱副球面球副面及銷螺旋副（級）（級）（級）（級）（級）（級）（級）（級）常常用用(chn yn)運運動動副副的的簡簡化化符符號號表表 2-1返回返回(fnhu)首頁首頁第22頁/共305頁第二十三頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第23頁/共305頁第二十四頁，共306頁。yzxa)b)c)d)圖圖 2-6圖圖 2-7返回返

6、回(fnhu)上頁上頁第24頁/共305頁第二十五頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第25頁/共305頁第二十六頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第26頁/共305頁第二十七頁，共306頁。在支的架電上機帶傳動鏈傳動齒條輪傳齒動圓輪錐傳齒動圓桿柱傳蝸動摩擦傳輪動外圓輪嚙柱傳合齒動內(nèi)圓輪嚙柱傳合齒動凸傳輪動槽機輪構(gòu)棘機輪構(gòu)外嚙合內(nèi)嚙合外嚙合內(nèi)嚙合號號表表2-2返回返回(fnhu)上頁上頁第27頁/共305頁第二十八頁，共306頁。表 2-3 一般構(gòu)件的表示方法桿、軸類 構(gòu)件固定構(gòu)件同一構(gòu)件兩副構(gòu)件三副構(gòu)件返回返回(fnhu)首頁首頁表表 2-3第28頁/共305頁第二十九頁，

7、共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第29頁/共305頁第三十頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第30頁/共305頁第三十一頁，共306頁。動副動副O(jiān)O、A A、B B、C C、DD、E E、F F的位置，即可繪出的位置，即可繪出其機構(gòu)運動簡圖，如圖其機構(gòu)運動簡圖，如圖b b所示。所示。返回返回(fnhu)首頁首頁第31頁/共305頁第三十二頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第32頁/共305頁第三十三頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第33頁/共305頁第三十四頁，共306頁。尺，即不難繪出其機構(gòu)運動簡圖，如圖尺，即不難繪出其機構(gòu)運動簡圖，如圖b所示。所示。

8、返回返回(fnhu)首頁首頁第34頁/共305頁第三十五頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第35頁/共305頁第三十六頁，共306頁。返回首頁返回首頁第36頁/共305頁第三十七頁，共306頁。而如果再給定另一個獨立的運而如果再給定另一個獨立的運動參數(shù)，則此機構(gòu)的運動就完動參數(shù)，則此機構(gòu)的運動就完全全(wnqun)確定了。確定了。返回首頁返回首頁第37頁/共305頁第三十八頁，共306頁。，返回返回(fnhu)首頁首頁第38頁/共305頁第三十九頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第39頁/共305頁第四十頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第40頁/共305頁第四十

9、一頁，共306頁。如果兩構(gòu)件在多處相配合而構(gòu)成轉(zhuǎn)動如果兩構(gòu)件在多處相配合而構(gòu)成轉(zhuǎn)動(zhun dng)副，且轉(zhuǎn)動副，且轉(zhuǎn)動(zhun dng)軸線重合（圖軸線重合（圖2-17），則只能算一個轉(zhuǎn)動），則只能算一個轉(zhuǎn)動(zhun dng)副。副。圖圖2-17AA返回首頁返回首頁第41頁/共305頁第四十二頁，共306頁。a)b)圖圖 2-19返回返回(fnhu)首頁首頁第42頁/共305頁第四十三頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第43頁/共305頁第四十四頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第44頁/共305頁第四十五頁，共306頁。F=3n-(2Pl+Ph)-F返回首頁返回首

10、頁第45頁/共305頁第四十六頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第46頁/共305頁第四十七頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第47頁/共305頁第四十八頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第48頁/共305頁第四十九頁，共306頁。解：解：n=9； Ph=3； Pl=11(復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈D含兩個轉(zhuǎn)動含兩個轉(zhuǎn)動(zhun dng)副副)； F=2（C、H兩處為局部自由度兩處為局部自由度）；）； P=1（運動時（運動時F、I間距離不變間距離不變）；）；由式（由式（2-6）可得：）可得： F=3n-(2Pl+ Ph-P)-F =39-(211+3-1)-2=1機構(gòu)的自

11、由度數(shù)機構(gòu)的自由度數(shù)=原動件數(shù)，原動件數(shù)，故該機構(gòu)具有確定的運動。故該機構(gòu)具有確定的運動。 返回返回(fnhu)首頁首頁第49頁/共305頁第五十頁，共306頁。保證機械順利通過某些特殊位置保證機械順利通過某些特殊位置 等。等。返回首頁返回首頁第50頁/共305頁第五十一頁，共306頁。則則 F0=63-54=-2 可見：存在可見：存在F-F0=3個個虛約束，叫族別虛約虛約束，叫族別虛約束。束。a)b)圖圖 2-25返回首頁返回首頁第51頁/共305頁第五十二頁，共306頁。圖圖 2-27返回返回(fnhu)首頁首頁第52頁/共305頁第五十三頁，共306頁。圖圖 2-28返回返回(fnhu)

12、首頁首頁第53頁/共305頁第五十四頁，共306頁。返回首頁返回首頁第54頁/共305頁第五十五頁，共306頁。返回首頁返回首頁第55頁/共305頁第五十六頁，共306頁。K=N(N-1)/2 （3-1）返回返回(fnhu)首頁首頁第56頁/共305頁第五十七頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第57頁/共305頁第五十八頁，共306頁。a)b)c)d)圖圖 3-212221P112PVM1M2t12tM21nn2P12M121返回返回(fnhu)首頁首頁第58頁/共305頁第五十九頁，共306頁。P13。同理可得瞬心同理可得瞬心P24. 圖圖 3-3432P24P2312P12P13

13、P344返回返回(fnhu)首頁首頁第59頁/共305頁第六十頁，共306頁。、度之比，稱為機構(gòu)的傳動比（或度之比，稱為機構(gòu)的傳動比（或傳遞函數(shù)）。傳遞函數(shù)）。圖圖 3-3432P24P2312P12P13P344返回返回(fnhu)首頁首頁第60頁/共305頁第六十一頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第61頁/共305頁第六十二頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第62頁/共305頁第六十三頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第63頁/共305頁第六十四頁，共306頁。p(o)d5cbd(d4)b)p(o)d5cb d(d4)knnsc)圖圖 3-5返回返回(fnh

14、u)首頁首頁第64頁/共305頁第六十五頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第65頁/共305頁第六十六頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第66頁/共305頁第六十七頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第67頁/共305頁第六十八頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第68頁/共305頁第六十九頁，共306頁。aE5,角速度角速度2、3及角加及角加速度速度2、3。返回返回(fnhu)首頁首頁第69頁/共305頁第七十頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第70頁/共305頁第七十一頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第71頁/共305頁第七十二頁，

15、共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第72頁/共305頁第七十三頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第73頁/共305頁第七十四頁，共306頁。cpe2be4,e5b) 速度速度(sd)分析分析c) 加速度分析加速度分析(fnx)banCDccce4,e5e2e2anCBatCBatCDP返回返回(fnhu)首頁首頁第74頁/共305頁第七十五頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第75頁/共305頁第七十六頁，共306頁。g2g3b g1,p(o,d,e)ckab)返回返回(fnhu)首頁首頁第76頁/共305頁第七十七頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第77頁/

16、共305頁第七十八頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第78頁/共305頁第七十九頁，共306頁。pcbedb) 速度速度(sd)多多邊形邊形P14ABCDEFG11234562a) 圖圖 3-9返回返回(fnhu)首頁首頁第79頁/共305頁第八十頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第80頁/共305頁第八十一頁，共306頁。圖圖3-10pc2c1b)a)123412MADC(C1,C2)B返回返回(fnhu)首頁首頁第81頁/共305頁第八十二頁，共306頁。xOyAetenel圖圖3-5 用解析法作機構(gòu)用解析法作機構(gòu)(jgu)的運動分析的運動分析1.矢量方程解析法矢量方程

17、解析法 1.1矢量分析的有關(guān)矢量分析的有關(guān)(yugun)知識知識如圖如圖3-11，設(shè)已知構(gòu)件，設(shè)已知構(gòu)件OA的的l，l為桿矢量，為桿矢量，分別用分別用e、et、en表示：單位矢、切向單位矢及法向單位表示：單位矢、切向單位矢及法向單位矢。矢。返回返回(fnhu)首頁首頁第82頁/共305頁第八十三頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第83頁/共305頁第八十四頁，共306頁。xOye2e12112圖圖- e1 e2=cos12=cos(2-1) (3-13) e i=ei=cos, e j=ej=sin (3-14) e e=e2=1, e et=0, e en=-1 (3-15) e1

18、 e2t=-sin(2-1) e1e2n=-cos(2-1)矢量方程解析矢量方程解析(ji x)法還用到下列關(guān)系（圖法還用到下列關(guān)系（圖3-12）：）：(3-16)返回返回(fnhu)首頁首頁第84頁/共305頁第八十五頁，共306頁。AxyDCB1234l l1 1l l2 2l l3 3l l4 4a ab bP 1 1 2 2 3 3 1 1圖圖- -1.2 平面平面(pngmin)機構(gòu)的運動分析機構(gòu)的運動分析如圖如圖3-13所示的四桿機構(gòu)：所示的四桿機構(gòu)：設(shè)已知：各構(gòu)件設(shè)已知：各構(gòu)件(gujin)的尺寸的尺寸，等角速度，等角速度1，原動件，原動件1的方位的方位角角1。對其進行位置、速度

19、和加速度的對其進行位置、速度和加速度的分析。分析。返回返回(fnhu)首頁首頁第85頁/共305頁第八十六頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第86頁/共305頁第八十七頁，共306頁。3= 2= （3-25）（3-26）返回返回(fnhu)首頁首頁第87頁/共305頁第八十八頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁AxyDCB1234l l1 1l l2 2l l3 3l l4 4a ab bP 1 1 2 2 3 3 1 1圖圖- -第88頁/共305頁第八十九頁，共306頁。返回返回(fnhu)首頁首頁第89頁/共305頁第九十頁，共306頁。 l1sin1l1cos1 （-

20、）（-）返回返回(fnhu)首頁首頁第90頁/共305頁第九十一頁，共306頁。- 2l2cos2 3l3cos32 l2sin2 3l3sin3 = - 1l1sin1 1l1cos1+ 1返回返回(fnhu)首頁首頁第91頁/共305頁第九十二頁，共306頁。第92頁/共305頁第九十三頁，共306頁。第93頁/共305頁第九十四頁，共306頁。第94頁/共305頁第九十五頁，共306頁。第95頁/共305頁第九十六頁，共306頁。第96頁/共305頁第九十七頁，共306頁。第97頁/共305頁第九十八頁，共306頁。第98頁/共305頁第九十九頁，共306頁。第99頁/共305頁第一百頁

21、，共306頁。第100頁/共305頁第一百零一頁，共306頁。第101頁/共305頁第一百零二頁，共306頁。第102頁/共305頁第一百零三頁，共306頁。 動代換其優(yōu)點是在代換后，構(gòu)件的慣性力和慣性力偶都不會發(fā)生改變。但其代換點K的位置不能隨意選擇，給工程計算(j sun)帶來不便。第103頁/共305頁第一百零四頁，共306頁。 因靜代換不滿足代換的第三個條件，故在代換后構(gòu)件的慣性力偶會產(chǎn)生一定的誤差，但此誤差能為一般工程計算所接受。因其使用(shyng)上的簡便性，更常為工程上所采納。第104頁/共305頁第一百零五頁，共306頁。第105頁/共305頁第一百零六頁，共306頁。第10

22、6頁/共305頁第一百零七頁，共306頁。(2)移動副中總反力及其方向確定 我們把運動副中的法向反力和摩擦力的合力，稱為運動副中的總反力(如圖)，以FR21表示。第107頁/共305頁第一百零八頁，共306頁。第108頁/共305頁第一百零九頁，共306頁。再根據(jù)力平衡，作力三角形，可得F=Gtan(+） (4-9) 如圖，設(shè)已知作用在滑塊1上的鉛垂載荷G,現(xiàn)需求使滑塊1沿斜面2等速上升（正行程）時所需的水平驅(qū)動力F。 求解時應(yīng)先做出總反力FR21的方向；第109頁/共305頁第一百一十頁，共306頁。根據(jù)滑塊的力平衡條件，可得F,=Gtan(-) (4-10)分析結(jié)果：斜面機構(gòu)考慮(kol)

23、摩擦?xí)r驅(qū)動力與阻抗力的關(guān)系為正行程（滑塊沿斜面上升的過程): F =Gtan(+)反行程（滑塊沿斜面下降的過程)：F = Gtan(-)第110頁/共305頁第一百一十一頁，共306頁。矩形螺紋 螺母1和螺桿2構(gòu)成矩形螺旋副?？珊喕癁榛瑝K1沿斜面2的滑動關(guān)系。第111頁/共305頁第一百一十二頁，共306頁。 它可看作與矩形(jxng)螺紋的當量摩擦系數(shù)不同。其當量摩擦系數(shù)為 fv=f/sin(90-）=f/cos 當量摩擦角為 v=arctanfv擰緊和放松螺母所需的力矩(l j)分別為 M =Gd2tan(+v)/2 (4-13) M =Gd2tan(-v)/2 (4-14)三角形螺紋第1

24、12頁/共305頁第一百一十三頁，共306頁。軸頸與軸承構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。當軸頸在軸承中回轉(zhuǎn)時，必將產(chǎn)生摩擦力來阻止其回轉(zhuǎn)。下面討論(toln)如何計算這個摩擦力對軸頸所形成的摩擦力矩。 具體內(nèi)容第113頁/共305頁第一百一十四頁，共306頁。第114頁/共305頁第一百一十五頁，共306頁。(2)軸端的摩擦 軸用以承受軸向力的部分稱為軸端。(如圖）當軸端1在止推軸承2上旋轉(zhuǎn)時，接觸面間也將產(chǎn)生摩擦力。摩擦力對軸回轉(zhuǎn)軸線之矩即為摩擦力矩Mf , 其大小可如下求出。第115頁/共305頁第一百一十六頁，共306頁。取出環(huán)形微面積ds=2d，設(shè)ds上的壓強p為常數(shù)，(如圖) 則其面積上的正壓力為 dF

25、N=pds，摩擦力為dFf=fdFN=fpds，dFf對回轉(zhuǎn)軸線(zhu xin)的摩擦力矩dMf為 dMf= dFf= fpds軸端所受的總摩擦力矩Mf為 Mf= (4-18)RrRrsdpffpd22上式的解可分下述兩種情況(qngkung)來討論。第116頁/共305頁第一百一十七頁，共306頁。2)跑合軸端 即經(jīng)過一段時間工作后的軸端。 由于磨損的關(guān)系，這時軸端與軸承接觸面各處的壓強假設(shè)為處處等磨損，即近似符合(fh)p常數(shù)的規(guī)律。則 根據(jù)p常數(shù)的關(guān)系，知在軸端中心部分的壓 強非常(fichng)大，極易壓潰，故對于載荷較大的軸端應(yīng)作成空心的。 (4-20)(4-19)第117頁/共3

26、05頁第一百一十八頁，共306頁。 通常也將平面高副中摩擦力和法向反力合成一個總反力來研究?？偡戳R21的方向也與法向反力偏斜一摩擦角，傾斜的方向與構(gòu)件1相對于構(gòu)件2的相對速度12的方向相反。第118頁/共305頁第一百一十九頁，共306頁。第119頁/共305頁第一百二十頁，共306頁。第120頁/共305頁第一百二十一頁，共306頁。第121頁/共305頁第一百二十二頁，共306頁。第122頁/共305頁第一百二十三頁，共306頁。第123頁/共305頁第一百二十四頁，共306頁。第124頁/共305頁第一百二十五頁，共306頁。 需將各運動副中的反力表示為統(tǒng)一規(guī)定(gudng)的形式，

27、將作用于構(gòu)件上任一點的力矩也應(yīng)表示為規(guī)定(gudng)的形式； 為便于列出矩陣(j zhn)方程，應(yīng)注意一下幾點：應(yīng)將平衡方程式寫成如下矩陣形式第125頁/共305頁第一百二十六頁，共306頁。第126頁/共305頁第一百二十七頁，共306頁。第127頁/共305頁第一百二十八頁，共306頁。第128頁/共305頁第一百二十九頁，共306頁。45實際驅(qū)動力矩理想驅(qū)動力矩實際驅(qū)動力理想驅(qū)動力第129頁/共305頁第一百三十頁，共306頁。如圖，串聯(lián)(chunlin)機組的機械效率為第130頁/共305頁第一百三十一頁，共306頁。)95(121Pr211kkkdPPPPPdPPhhhhLL第13

28、1頁/共305頁第一百三十二頁，共306頁。（5-10）由上圖得，并聯(lián)機組(jz)的機械效率為)115(PPr/dh第132頁/共305頁第一百三十三頁，共306頁。一，要設(shè)法減小運動(yndng)副中的摩擦；二，是在能夠滿足運動及工作要求的前提(qint)下應(yīng)盡可能簡短機械的傳動系統(tǒng)，使機械的功率傳遞通過的運動副數(shù)盡可能少第133頁/共305頁第一百三十四頁，共306頁。第134頁/共305頁第一百三十五頁，共306頁。 將力F分解為沿接觸面切向和法向的兩個(lin )分力Ft、Fn。 Ft=Fsin=Fntan是推動滑塊1運動的有效分力；而Fn只能使滑塊1壓向平臺(pngti)2，其所能引

29、起的最大摩擦力為 Ffmax=Fntan，圖5-1第135頁/共305頁第一百三十六頁，共306頁。第136頁/共305頁第一百三十七頁，共306頁。圖5-2所以力F任意增大（力臂a保持(boch)不變），也不能驅(qū)使軸頸轉(zhuǎn)動，即出現(xiàn)了自鎖現(xiàn)象。轉(zhuǎn)動副自鎖的條件轉(zhuǎn)動副自鎖的條件(tiojin)：作用在軸頸上的驅(qū)動力為單力，且作用于摩擦圓之：作用在軸頸上的驅(qū)動力為單力，且作用于摩擦圓之內(nèi)。內(nèi)。 第137頁/共305頁第一百三十八頁，共306頁。第138頁/共305頁第一百三十九頁，共306頁。(1)螺旋千斤頂 為了保證(bozhng)圖5-3（如下）所示手搖螺旋千第139頁/共305頁第一百四十頁

30、，共306頁。圖5-3M =Gd2tan(-v)/2令M0（驅(qū)動力G為任意(rny)值），則得tan(-v) 0，即 v 此即該螺旋(luxun)千斤頂?shù)淖枣i條件。第140頁/共305頁第一百四十一頁，共306頁。第141頁/共305頁第一百四十二頁，共306頁。第142頁/共305頁第一百四十三頁，共306頁。第143頁/共305頁第一百四十四頁，共306頁。第144頁/共305頁第一百四十五頁，共306頁。 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡(pnghng)就是利用在剛性轉(zhuǎn)子上加減平衡(pnghng)質(zhì)量的方法，使其質(zhì)心回到回轉(zhuǎn)軸線上，從而使轉(zhuǎn)子的慣性力得以平衡(pnghng)的一種平衡(pnghng)措施

31、。第145頁/共305頁第一百四十六頁，共306頁。 圖6-1 當轉(zhuǎn)子以角速度回轉(zhuǎn)時，各偏心(pinxn)質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力為 Fi=mi2ri i=1,2 (6-1)式中ri表示第i個偏心(pinxn)質(zhì)量的矢徑。 為了平衡這些離心慣性力，可在轉(zhuǎn)子上加一平衡質(zhì)量mb。使其產(chǎn)生的離心慣性力Fb與第146頁/共305頁第一百四十七頁，共306頁。 圖6-1F= FI+Fb=0 (6-2) 設(shè)平衡(pnghng)質(zhì)量mb的矢徑為rb,則上式可化為m1r1+m2r2+mbrb=0 (6-3)式中miri稱為(chn wi)質(zhì)徑積，為矢量。 平衡質(zhì)徑積mbrb的大小和方位，可用下述方法求得。如圖6

32、-1所示建立直角坐標系，根據(jù)力平衡條件，由Fx=0及Fy=0可得第147頁/共305頁第一百四十八頁，共306頁。 圖6-1方向(fngxing)為正）。則平衡質(zhì)徑積的大小為 mbrb= （mbrb）2x+(mbrb) 2y1/2 (6-6) 第148頁/共305頁第一百四十九頁，共306頁。當轉(zhuǎn)子的寬徑比(B/D)大于0.2時，其質(zhì)量(zhling)就不能視為分布在同一平面內(nèi)了。這時，其偏心質(zhì)量(zhling)分布在幾個不同的回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，如圖6-2所示。m3m1m2圖6-2第149頁/共305頁第一百五十頁，共306頁。FIFIS圖 6-3第150頁/共305頁第一百五十一頁，共306頁。圖

33、 6-4半徑(bnjng)分別為r1、r2、r3，方位如圖所示。當轉(zhuǎn)子以等角速度回轉(zhuǎn)時，它們產(chǎn)生的慣性力FI1、第151頁/共305頁第一百五十二頁，共306頁。圖 6-4F=0, M=0 (6-8) 由理論(lln)力學(xué)可知，一個力可以分解為與它相平行的兩個分力。 如圖b所示，可將力F分解成FI、FI兩個分力，其大小分別為第152頁/共305頁第一百五十三頁，共306頁。 再將各離心慣性力按上述方法分別分解到平衡基面(j min)及內(nèi)，即將FI1、FI2、FI3分解為FI1I 、 FI2I 、 FI3I(在平衡基面(j min)I內(nèi)）和FI1 、 FI2 、 FI3（在平衡基面(j min)

34、內(nèi)）。 這樣就把空間(kngjin)力系的平衡問題，轉(zhuǎn)化為兩個平面匯交力系的平衡問題了。第153頁/共305頁第一百五十四頁，共306頁。第154頁/共305頁第一百五十五頁，共306頁。第155頁/共305頁第一百五十六頁，共306頁。第156頁/共305頁第一百五十七頁，共306頁。第157頁/共305頁第一百五十八頁，共306頁。圖 7-1第158頁/共305頁第一百五十九頁，共306頁。第159頁/共305頁第一百六十頁，共306頁。圖7-2第160頁/共305頁第一百六十一頁，共306頁。圖所示的機械特性曲線可以用一條(y tio)通過N點和C點的直線近似代替。 N點的轉(zhuǎn)矩Mn為電動

35、機的額定轉(zhuǎn)矩，它所對應(yīng)(duyng)的角速度n為電動機的額定角速度；C點所對應(yīng)(duyng)的角速度0為電動機的同步角速度，這時的電動機的轉(zhuǎn)矩為零。 第161頁/共305頁第一百六十二頁，共306頁。(hnsh)，曲柄壓力機的生產(chǎn)阻力是位移的函數(shù)(hnsh)等等。第162頁/共305頁第一百六十三頁，共306頁。第163頁/共305頁第一百六十四頁，共306頁。第164頁/共305頁第一百六十五頁，共306頁。dE=d(J121/2+m2v2S2/2+JS222/ 2 + m3v23/2) 第165頁/共305頁第一百六十六頁，共306頁。niiiiiiinisisiidtMvFJvmd121

36、2)cos()2/2/( （7-2） 式中i 為作用(zuyng)在構(gòu)件i上的外力Fi與該力作用(zuyng)點的速度vi 間的夾角，而“”號的選取決定于作用(zuyng)在構(gòu)件i上的力矩Mi與該構(gòu)件的角速度為i的方向是否相同，相同時取“+”號，反之取“-”號。第166頁/共305頁第一百六十七頁，共306頁。第167頁/共305頁第一百六十八頁，共306頁。dtvFMvmvmJJdSS)()()()(213311213321222122121 （7-3）第168頁/共305頁第一百六十九頁，共306頁。令2133212221221)()()(vmvmJJJSSe（7-4）第169頁/共305

37、頁第一百七十頁，共306頁。第170頁/共305頁第一百七十一頁，共306頁。dtFvMvmvvmvJvJvdSS)()()(233113323222322231123 (7-7)第171頁/共305頁第一百七十二頁，共306頁。若令3232223222311)()()(mvvmvJvJmSSe （7-8）)()(221SiiiSinievmJJ （7-11）第172頁/共305頁第一百七十三頁，共306頁。等效力矩的一般計算式為)()(cos1iiiiinieMvFM（7-12）)()(221vvmvJmSiiiSinie（7-13）等效力的一般(ybn)計算式為)()(cos1vMvvFF

38、iiiiinie（7-14）第173頁/共305頁第一百七十四頁，共306頁。第174頁/共305頁第一百七十五頁，共306頁。第175頁/共305頁第一百七十六頁，共306頁。adMWdd)()(（7-15）adMWrr)()(（7-16）a)b)第176頁/共305頁第一百七十七頁，共306頁。2/)(2/)()()(22aeaerdrdJJdMMWWEa（7-17） 由上式計算(j sun)得到機械動能E()的變化曲線，如上圖b。 在ab區(qū)間，系統(tǒng)出現(xiàn)了盈功，在這一段運動過程中，等效構(gòu)件(gujin)的角速度由于動能的增加而上升；在bc區(qū)間，系統(tǒng)出現(xiàn)了虧功，在這一段運動過程中，等效構(gòu)件(

39、gujin)的角速度由于動能的減少而下降。在等效力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量變化的公共周期內(nèi)，驅(qū)動力所做的功等于阻抗力所做得功，則機械動能的增量等于零。第177頁/共305頁第一百七十八頁，共306頁。minmaxTO圖7-5第178頁/共305頁第一百七十九頁，共306頁。 機械速度波動(bdng)的程度可用速度不均勻系數(shù)來表示： （7-18）2minmaxm（7-19）mminmax第179頁/共305頁第一百八十頁，共306頁。（7-20）第180頁/共305頁第一百八十一頁，共306頁。 dMMEEWcberedminmaxmax（7-21）第181頁/共305頁第一百八十二頁，共306頁。22

40、min2maxminmaxmax2/meeJJEEW第182頁/共305頁第一百八十三頁，共306頁。第183頁/共305頁第一百八十四頁，共306頁。emFJWJ)/(2max（7-23） 如果JeJF，則Je可以(ky)忽略不計，上式可近似寫為 )/(2maxmFWJ (7-24) 也可寫為用平均(pngjn)轉(zhuǎn)速n（r/min）表示的 )/(90022maxnWJF (7-25)第184頁/共305頁第一百八十五頁，共306頁。上的可能性。第185頁/共305頁第一百八十六頁，共306頁。 設(shè)輪緣的寬度(kund)為b,材料單位體積的重量為（N/m3),則 GA=DHb于是(ysh) H

41、b=GA/(D) (7-27)第186頁/共305頁第一百八十七頁，共306頁。第187頁/共305頁第一百八十八頁，共306頁。圖 7-6第188頁/共305頁第一百八十九頁，共306頁。第189頁/共305頁第一百九十頁，共306頁。第190頁/共305頁第一百九十一頁，共306頁。第191頁/共305頁第一百九十二頁，共306頁。第192頁/共305頁第一百九十三頁，共306頁。 承載能力高，易潤滑，不易磨損(m sn)； 制造容易，易獲較高精度。 設(shè)計計算較復(fù)雜 不易精確實現(xiàn)復(fù)雜的（任意的）運動規(guī)律； 常產(chǎn)生動載荷。第193頁/共305頁第一百九十四頁，共306頁。第194頁/共305

42、頁第一百九十五頁，共306頁。第195頁/共305頁第一百九十六頁，共306頁。第196頁/共305頁第一百九十七頁，共306頁。第197頁/共305頁第一百九十八頁，共306頁。第198頁/共305頁第一百九十九頁，共306頁。第199頁/共305頁第二百頁，共306頁。第200頁/共305頁第二百零一頁，共306頁。第201頁/共305頁第二百零二頁，共306頁。第202頁/共305頁第二百零三頁，共306頁。第203頁/共305頁第二百零四頁，共306頁。在三角形ADC1中：l2-l1+l3l4l2-l1+l4l3即： l1+l4l2+l3 l1+l3l2+l4在三角形ADC2中l(wèi)1+l

43、2l3+l4由上三式(sn sh)兩兩相加，得：l1l2 ; l1l3 ; l1l4第204頁/共305頁第二百零五頁，共306頁。第205頁/共305頁第二百零六頁，共306頁。取最短桿1相鄰(xin ln)的桿2或桿4為機架時，得到曲柄搖桿機構(gòu)取最短桿1為機架，得到雙曲柄(qbng)機構(gòu)；取最短桿1相對(xingdu)的桿3為機架時，得到雙搖桿機構(gòu)。 若最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，不論取哪根桿為機架，都得到雙搖桿機構(gòu)。第206頁/共305頁第二百零七頁，共306頁。 ，F(xiàn)t=F cos ,傳力效果(xiogu)越好。 傳動角 ：=90- ， ， 傳力效果越好。 第207頁/

44、共305頁第二百零八頁，共306頁。第208頁/共305頁第二百零九頁，共306頁。第209頁/共305頁第二百一十頁，共306頁。第210頁/共305頁第二百一十一頁，共306頁。3、連桿機構(gòu)的急回特性（見圖）曲柄(qbng)AB11AB2 ,搖桿C1DC2D,V1=C1C2t1曲柄(qbng)AB22AB1 ,搖桿C2DC1D,V2=C1C2t2因為(yn wi)1=180+ 2 ， 所以t1 t2 ， 則V2 V1。設(shè)搖桿從C1D至C2D為工作行程，則搖桿從C2D至 C1D為空回行程， 空回行程的速度大于工作行程的速度 急回特性第211頁/共305頁第二百一十二頁，共306頁。 我們把空

45、回行程平均速度V2與工作行程平均速度V1之比，稱為行程速度變化系數(shù)(xsh)，用K表示，則K=V2V1=C1C2/t2C1C2/t1=t1t2=12=180+ 180-或 =180K-1K+1式中 為搖桿位于兩極限位置時，曲柄在兩相應(yīng)(xingyng)位置 間所夾的銳角，稱為極位夾角。說明：由上述分析可知(k zh)：若K1，說明機構(gòu)有急回特性，其值越大，急回性質(zhì) 越顯著，有無急回，取決于，（只要0就有急回運動）有急回運動，可節(jié)省回程時間，提高工效。第212頁/共305頁第二百一十三頁，共306頁。第213頁/共305頁第二百一十四頁，共306頁。 自鎖（卡死） 踏不動死點的特點 如縫紉機 運

46、動不確定 倒車 對傳動機構(gòu)來說，有死點是不利(bl)的，應(yīng)采取措施使其順利通過。若以夾緊、增力等為目的，則機構(gòu)的死點位置可以加以利用。 加裝飛輪，增大慣性，使之闖過死點； 措施 安裝輔助連桿； 幾組機構(gòu)錯位安裝。利用死點：例飛機(fij)起落架機構(gòu)第214頁/共305頁第二百一十五頁，共306頁。第215頁/共305頁第二百一十六頁，共306頁。第216頁/共305頁第二百一十七頁，共306頁。一、改變桿件的長度比或運動(yndng)副的形式偏心(pinxn)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄(qbng)滑塊機構(gòu)第217頁/共305頁第二百一十八頁，共306頁。對心曲柄(qbng)滑塊機構(gòu)思考：對心曲柄滑塊機構(gòu)

47、(jgu)有無急回運動？第218頁/共305頁第二百一十九頁，共306頁。 當曲柄較短時，把鉸鏈B擴大，使其包含(bohn)A，這時曲柄演化為一幾何中心不與回轉(zhuǎn)中心相重合的圓盤，此盤稱為偏心輪，兩中心間距稱偏心距，等于曲柄之長，這種機構(gòu)稱為偏心輪機構(gòu)。第219頁/共305頁第二百二十頁，共306頁。第220頁/共305頁第二百二十一頁，共306頁。1、導(dǎo)桿機構(gòu)(jgu) 當l2l1，稱為(chn wi)回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu)當l2l1，稱為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的特點：傳力性能好； =90， =0 具有急回運動。 = 第221頁/共305頁第二百二十二頁，共306頁。2、搖塊機構(gòu)(jgu)第222頁/

48、共305頁第二百二十三頁，共306頁。n實驗法：簡便第223頁/共305頁第二百二十四頁，共306頁。步驟(bzhu)：計算 =180K-1K+1 按已知條件(tiojin)畫C1D、C2D連C1C2作其垂直平分線交于mn, 作角（90-）與mn相交于點O, 以O(shè)為圓心，OC1為半徑作圓, 鉸鏈中心A點應(yīng)在該圓弧上。 在該圓弧上任取一點作為鉸鏈中心A點， 由 AC1= l2-l1， AC2= l2+l1得： l1=（ AC2- AC1）/2， l2=（ AC2+ AC1）/2，由此求出曲柄和連桿的長度。驗算傳動角或壓力角。 第224頁/共305頁第二百二十五頁，共306頁。第225頁/共305

49、頁第二百二十六頁，共306頁。第226頁/共305頁第二百二十七頁，共306頁。第227頁/共305頁第二百二十八頁，共306頁。第228頁/共305頁第二百二十九頁，共306頁。第229頁/共305頁第二百三十頁，共306頁。第230頁/共305頁第二百三十一頁，共306頁。第231頁/共305頁第二百三十二頁，共306頁。直動從動件圓柱凸輪機構(gòu)第232頁/共305頁第二百三十三頁，共306頁。第233頁/共305頁第二百三十四頁，共306頁。第234頁/共305頁第二百三十五頁，共306頁。第235頁/共305頁第二百三十六頁，共306頁。第236頁/共305頁第二百三十七頁，共306頁。

50、第237頁/共305頁第二百三十八頁，共306頁。第238頁/共305頁第二百三十九頁，共306頁。第239頁/共305頁第二百四十頁，共306頁。第240頁/共305頁第二百四十一頁，共306頁。第241頁/共305頁第二百四十二頁，共306頁。第242頁/共305頁第二百四十三頁，共306頁。則有很大的沖擊。這種沖擊稱剛性沖擊。實質(zhì)材料有彈性變形不可能達到，但仍然有強烈的沖擊。只適用于低速(d s)輕載。nhs hv 0a-,tav0,tv,ths第243頁/共305頁第二百四十四頁，共306頁。2ks 22222442hahvhs9Aa0BC,ta,t211Ov46543,th1s40第

51、244頁/共305頁第二百四十五頁，共306頁。222224)(4)(2hahvhhs第245頁/共305頁第二百四十六頁，共306頁。av,t,t,tsh1O2345612345sSS,SS,cos2sin)cos1 (2222hahvhs第246頁/共305頁第二百四十七頁，共306頁。這種規(guī)律(gul)沒有加速度突變，則即不存在剛性沖擊，又不存在柔性沖擊，適用高速輕載。2sin2)2cos1 ()2sin21(22hahvhs2 ,2 2hrrh 正弦加速度運動規(guī)律7654321h/,ttsh3457O12688621O7543v,t,ta3457O1268第247頁/共305頁第二百四

52、十八頁，共306頁。maxv)/(0hwmaxa)/(202hwmaxj)/(303hw第248頁/共305頁第二百四十九頁，共306頁。第249頁/共305頁第二百五十頁，共306頁。第250頁/共305頁第二百五十一頁，共306頁。第251頁/共305頁第二百五十二頁，共306頁。第252頁/共305頁第二百五十三頁，共306頁。第253頁/共305頁第二百五十四頁，共306頁。3.2.1 直動尖頂推桿盤形凸輪(tln)機構(gòu)第254頁/共305頁第二百五十五頁，共306頁。第255頁/共305頁第二百五十六頁，共306頁。第256頁/共305頁第二百五十七頁，共306頁。第257頁/共30

53、5頁第二百五十八頁，共306頁。第258頁/共305頁第二百五十九頁，共306頁。第259頁/共305頁第二百六十頁，共306頁。第260頁/共305頁第二百六十一頁，共306頁。第261頁/共305頁第二百六十二頁，共306頁。第262頁/共305頁第二百六十三頁，共306頁。第263頁/共305頁第二百六十四頁，共306頁。第264頁/共305頁第二百六十五頁，共306頁。ddsVOPBDP2200tanerSeddsSSeddsdds/220)tan/(eSeddsr第265頁/共305頁第二百六十六頁，共306頁。arrrar第266頁/共305頁第二百六十七頁，共306頁。rar第2

54、67頁/共305頁第二百六十八頁，共306頁。rr第268頁/共305頁第二百六十九頁，共306頁。rra第269頁/共305頁第二百七十頁，共306頁。minminrr0)5 . 01 . 0(rrr第270頁/共305頁第二百七十一頁，共306頁。maxllmmll)75(2max第271頁/共305頁第二百七十二頁，共306頁。第272頁/共305頁第二百七十三頁，共306頁。第273頁/共305頁第二百七十四頁，共306頁。第274頁/共305頁第二百七十五頁，共306頁。第275頁/共305頁第二百七十六頁，共306頁。 11-1 11-1 輪系及分類輪系及分類(fn li)(fn

55、li)第276頁/共305頁第二百七十七頁，共306頁。調(diào)出電腦(dinno)動畫片：行星與定軸定軸輪系定軸輪系1 1定軸齒輪系：齒輪系傳動過程定軸齒輪系：齒輪系傳動過程(guchng)中，其各齒中，其各齒輪的軸線相對于機架的位置都是固定不變的。輪的軸線相對于機架的位置都是固定不變的。第277頁/共305頁第二百七十八頁，共306頁。周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)(zhuzhun)輪系輪系2.2.第278頁/共305頁第二百七十九頁，共306頁。OH321H321231太陽太陽(tiyng)輪輪(sun gear)行星行星(xngxng)輪輪(planet gear) 行星架行星架第279頁/共305頁第二百八十頁

56、，共306頁。141HO1HOHO33O22413OO133HHOO221O1H232OHO B. 行星行星(xngxng)輪系輪系 (planetary speed train)，其自由度，其自由度 為為l （如圖（如圖B所示）所示）圖a圖b第280頁/共305頁第二百八十一頁，共306頁。3421H23K型周轉(zhuǎn)型周轉(zhuǎn)(zhuzhun)輪系輪系OH312H3122k-H型周轉(zhuǎn)型周轉(zhuǎn)(zhuzhun)輪系輪系第281頁/共305頁第二百八十二頁，共306頁。復(fù)合復(fù)合(fh)輪系輪系2.2.第282頁/共305頁第二百八十三頁，共306頁。1223445第283頁/共305頁第二百八十四頁，共3

57、06頁。第284頁/共305頁第二百八十五頁，共306頁。121221ziz 322 332ziz 343443ziz 544 554ziz 234511551234z z z ziz z z z 43 2154325 4433 2215 4343 212zzzzzzzziiii 所有主動輪齒數(shù)連乘積所有從動輪齒數(shù)連乘積定軸輪系的傳動比 第285頁/共305頁第二百八十六頁，共306頁。2）空間）空間(kngjin)輪系輪系 (d)2112(a)(b)2112(e)21（A）用箭頭標注；）用箭頭標注；（B）用）用“+”或或“”表示，表示，“+”首末首末兩輪轉(zhuǎn)向相同，兩輪轉(zhuǎn)向相同，“”則相反；則

58、相反；（C）在公式前用（）在公式前用（1）m表示，表示，m 外嚙合次數(shù)外嚙合次數(shù) 只能用箭頭來表示只能用箭頭來表示 (c)第286頁/共305頁第二百八十七頁，共306頁。如圖，中間紅色如圖，中間紅色(hngs)的齒輪齒數(shù)的多少并不的齒輪齒數(shù)的多少并不影響傳動比的大小，而僅僅起著中間過渡和改變從影響傳動比的大小，而僅僅起著中間過渡和改變從動輪轉(zhuǎn)向的作用。輪系中的這種齒輪稱為惰輪（動輪轉(zhuǎn)向的作用。輪系中的這種齒輪稱為惰輪（idler gear）（過輪或中介輪）（過輪或中介輪） 結(jié)論：結(jié)論：（1）主從動輪）主從動輪(dngln)間加奇數(shù)個惰輪，主、從動輪間加奇數(shù)個惰輪，主、從動輪(dngln)旋轉(zhuǎn)

59、方向相同。旋轉(zhuǎn)方向相同。（2）主從動輪）主從動輪(dngln)間加偶數(shù)個惰輪，主、從動輪間加偶數(shù)個惰輪，主、從動輪(dngln)旋轉(zhuǎn)方向相反。旋轉(zhuǎn)方向相反。第287頁/共305頁第二百八十八頁，共306頁。12HH3第288頁/共305頁第二百八十九頁，共306頁。根據(jù)相對運動的原理，假若我們給整個周轉(zhuǎn)輪系加上一個公共角根據(jù)相對運動的原理，假若我們給整個周轉(zhuǎn)輪系加上一個公共角速度速度“H”，使它繞行星架的固定軸線回轉(zhuǎn)，這時各構(gòu)件之間，使它繞行星架的固定軸線回轉(zhuǎn)，這時各構(gòu)件之間的相對運動仍將保持不變，但行星架的角速度卻變成的相對運動仍將保持不變，但行星架的角速度卻變成HHo，即行星架成為，即行星

60、架成為“靜止不動靜止不動”的了。于是，周轉(zhuǎn)輪系便轉(zhuǎn)化的了。于是，周轉(zhuǎn)輪系便轉(zhuǎn)化(zhunhu)成了定軸輪系。這種經(jīng)過轉(zhuǎn)化成了定軸輪系。這種經(jīng)過轉(zhuǎn)化(zhunhu)所得的假所得的假想的定軸輪系，特稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化想的定軸輪系，特稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化(zhunhu)輪系或轉(zhuǎn)化輪系或轉(zhuǎn)化(zhunhu)機構(gòu)機構(gòu) 第289頁/共305頁第二百九十頁，共306頁。由于由于 HH = 0，該周轉(zhuǎn)輪系已轉(zhuǎn)化為，該周轉(zhuǎn)輪系已轉(zhuǎn)化為定軸輪系定軸輪系 13313113zziHHHHH - H 1 H 3 2第290頁/共305頁第二百九十一頁，共306頁。周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)(zhuzhun)輪系傳動比的一般關(guān)系式：輪系