2020-09-17 · 坐精致月子，首选御月居。
御月居月子中心
零件：独立的制造单元
构件：独立的运动单元体
机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统
机器：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息
机械：机器和机构的总称
机构运动简图：用简单的线条和符号来代表构件和运动副，并按一定比例确定各运动副的相对位置，这种表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图
运动副：由两个构件直接接触而组成的可动的连接
运动副元素：把两构件上能够参加接触而构成的运动副表面
运动副的自由度和约束数的关系f=6-s
运动链：构件通过运动副的连接而构成的可相对运动系统
高副：两构件通过点线接触而构成的运动副
低副：两构件通过面接触而构成的运动副
平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1；引入一个约束的运动副为高副，引入两个约束的运动副为平面低副
平面自由度计算公式：F=3n-2PL-PH
机构可动的条件：机构的自由度大于零
机构具有确定运动的条件：机构的原动件的数目应等于机构的自由度数目
虚约束：对机构不起限制作用的约束
局部自由度：与输出机构运动无关的自由度
复合铰链：两个以上构件同时在一处用转动副相连接
速度瞬心：互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点。若绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心
相对速度瞬心与绝对速度瞬心的相同点：互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的点；不同点：后者绝对速度为零，前者不是
三心定理：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上
机构的瞬心数：N=K(K-1)/2
机械自锁：有些机械中，有些机械按其结构情况分析是可以运动的，但由于摩擦的存在却会出现无论如何增大驱动力也无法使其运动
曲柄：作整周定轴回转的构件；
连杆：作平面运动的构件；
摇杆：作定轴摆动的构件；
连架杆：与机架相联的构件；
周转副：能作360相对回转的运动副
摆转副：只能作有限角度摆动的运动副。
铰链四杆机构有曲柄的条件：
1.最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和，称为杆长条件。
2.连架杆或机架之一为最短杆。
当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动副都是整转副。
铰链四杆机构的三种基本形式：
1.曲柄摇杆机构
取最短杆的邻边为机架
2.双曲柄机构
取最短杆为机架
3.双摇杆机构
取最短杆的对边为机架
在曲柄摇杆机构中改变摇杆长度为无穷大而形成曲柄滑块机构
在曲柄滑块机构中改变回转副半径而形成偏心轮机构
急回运动：当平面连杆机构的原动件（如曲柄摇杆机构的曲柄）等从动件（摇杆）空回行程的平均速度大于其工作行程的平均速度
极位夹角：机构在两个极位时原动件AB所在的两个位置之间的夹角θ
θ=180°（K-1）/(K+1)
行程速比系数：用从动件空回行程的平均速度V2与工作行程的平均速度V1的比值
K=V2/V1=（180°+θ）/(180°—θ)
平面四杆机构中有无急回特性取决于极为夹角的大小
θ越大，K就越大 急回运动的性质也越显著；θ=0，K=1时，无急回特性
具有急回特性的四杆机构：曲柄滑块机构、偏置曲柄滑块机构、摆动导杆机构
压力角：力F与C点速度v正向之间的夹角（锐角）α
传动角：与压力角互余的角（锐角）γ
曲柄摇杆机构中只有取摇杆为主动件时，才可能出现死点位置，处于死点位置时，机构的传动角γ为0
死点位置对传动虽然不利，但在工程实践中，有时也可以利用机构的死点位置来完成一些工作要求
刚性冲击：出现无穷大的加速度和惯性力，因而会使凸轮机构受到极大的冲击（如从动件为等速运动）
柔性冲击：加速度突变为有限值，因而引起的冲击较小（如从动件为简谐运动）
在凸轮机构机构的几种基本的从动件运动规律中等速运动规律使凸轮机构产生刚性冲击，等加速等减速，和余弦加速度运动规律产生柔性冲击，正弦加速度运动规律则没有冲击
在凸轮机构的各种常用的推杆运动规律中，等速只宜用于低速的情况；等加速等减速和余弦加速度宜用于中速，正弦加速度可在高速下运动
凸轮的基圆：以凸轮轮廓的最小向径r0为半径所绘的圆称为基圆
凸轮的基圆半径是从转动中心到凸轮轮廓的最短距离，凸轮的基圆的半径越小，则凸轮机构的压力角越大，而凸轮机构的尺寸越小
凸轮机构的压力角α：从动件运动方向v与力F之间所夹的锐角
偏距e：从动件导路偏离凸轮回转中心的距离
偏距圆：以e为半径，以凸轮回转中心为圆心所绘的圆
推程：从动件被凸轮轮廓推动，以一定运动规律由离回转中心最近位置到达最远位置的过程
升程h：推程从动件所走过的距离
回程：从动件在弹簧或重力作用下，以一定运动规律，由离回转中心最远位置回到起始位置的过程
运动角：凸轮运动时所转的角度
齿廓啮合的基本定律：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线O1O2被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两线段长成反比
渐开线：当直线BK沿一圆周作纯滚动时直线上任一一点K的轨迹AK
渐开线的性质：
1、 发生线上BK线段长度等于基圆上被滚过的弧长AB
2、 渐开线上任一一点的发线恒于其基圆相切
3、 渐开线越接近基圆部分的曲率半径越小，在基圆上其曲率半径为零
4、 渐开线的形状取决于基圆的大小
5、 基圆以内无渐开线
6、 同一基圆上任意弧长对应的任意两条公法线相等
渐开线齿廓的啮合特点：
1、能保证定传动比传动且具有可分性
传动比不仅与节圆半径成反比，也与其基圆半径成反比，还与分度圆半径成反比
I12=ω1/ω2=O2P/O1P=rb2/rb1
2、渐开线齿廓之间的正压力方向不变
渐开线齿轮的基本参数：模数、齿数、压力角、（齿顶高系数、顶隙系数）
模数：人为规定：m=p/π只能取某些简单值。
分度圆直径：d=mz， r = mz/2
齿顶高：ha=ha*m
齿根高：hf=(ha* +c*)m
齿顶圆直径：da=d+2ha=(z+2ha*)m
齿根圆直径：df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m
基圆直径：db= dcosα= mzcosα
齿厚和齿槽宽： s=πm/2 e=πm/2
标准中心距：a=r1+ r2=m(z1+z2)/2
一对渐开线齿轮正确啮合的条件：两轮的模数和压力角分别相等
一对渐开线齿廓啮合传动时，他们的接触点在实际啮合线上，它的理论啮合线长度为两基圆的内公切线N1N2
渐开线齿廓上任意一点的压力角是指该点法线方向与速度方向间的夹角
渐开线齿廓上任意一点的法线与基圆相切
切齿方法按其原理可分为：成形法（仿形法）和范成法。
根切：采用范成法切制渐开线齿廓时发生根切的原因是刀具齿顶线超过啮合极限点N1（标准齿轮不发生根切的最少齿数直齿轮为17、斜齿轮为14）
重合度：B1B2与Pb的比值ε；
齿轮传动的连续条件：重合度ε大于等于1
变位齿轮：
以切削标准齿轮时的位置为基准，刀具的移动距离xm称为变位量，x称为变为系数，并规定刀具远离轮坯中心时x为正值，称正变位；刀具趋近轮坯时x为负值，称负变位。
变位齿轮的齿距、模数、压力角、基圆和分度圆保持不变，但分度线上的齿厚和齿槽宽不在相等
齿厚：s=πm/2+ 2xmtgα
齿槽宽：e=πm/2－2xmtgα
斜齿轮：
一对斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件：
mn1=mn2，αn1 =αn1外啮合: β1＝-β2
或mt1=mt2，αt1＝αt2外啮合: β1＝-β2
法面的参数取标准值，而几何尺寸计算是在端面上进行的
模数：mn=mtcosβ
分度圆直径： d=zmt=z mn / cosβ
斜齿轮当量齿轮定义：与斜齿轮法面齿形相当的假想的直齿圆柱齿轮称为斜齿轮当量齿轮
当量齿数：Zv=Z/cos3β
轮系：一系列齿轮组成的传动系统
定轴轮系：如果在轮系运转时其各个轮齿的轴线相对于机架的位置都是固定的
周转轮系：如果在连续运转时，其中至少有一个齿轮轴线的位置并不固定，而是绕着其它齿轮的固定轴线回转
复合轮系：定轴轮系+周转轮系
自由度为1的周转轮系称为行星轮系，自由度为2的周转轮系称为差动轮系
定轴轮系的传动比等于所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积的比值
i1m＝ (-1)m所有从动轮齿数的乘积/所有主动轮齿数的乘积
周转轮系传动比：
或
中介轮：不影响传动比的大小而仅起着中间过渡和改变从动轮转向的作用
复合轮系传动比的计算：
1. 分清轮系：先找轴线位置不固定的齿轮即行星轮，其轴就是行星架，与该齿轮直接啮合且轴线位置固定的齿轮是中心轮，这就是一个基本周转轮系，把所有周转轮系分出后。剩下的就是定轴轮系
2. 对周转轮系和定轴轮系分别列传动比计算公式及周转轮系与定轴轮系的联系方程式
3. 联立上述公式求解
间歇运动机构：
止回棘爪作用：防止棘轮反转
槽轮机构运动特性系数：
为了保证槽轮运动，槽轮机构的槽数应大于等于3
机械运转速度波动的调节：
机械运转速度波动的调节目的：是使机械的转速在允许范围内波动，而保证正常工作。
调节周期性速度波动的常用方法是在机械中加上一个转动惯量很大的回转件—飞轮。
装在主轴上飞轮的转动惯量：
机械运转速度不均匀系数：
由于J≠∞，而Amax和ωm又为有限值，故δ不可能
为“0”，即使安装飞轮，机械运转速度总是有波动的。
非周期性速度波动的调节，不能依靠飞轮进行调节，而用调节器进行调节。
回转件的平衡：
平衡的目的：研究惯性力分布及其变化规律，并采取相应的措施对惯性力进行平衡，从而减小或消除所产生的附加动压力、减轻振动、改善机械的工作性能和提高使用寿命。
静平衡：回转件可在任何位置保持静止，不会自行转动。
静平衡条件：回转件上各个质量的离心力的合力等于零。
动平衡：静止和运动状态回转件都平衡。
动平衡条件：回转件上各个质量离心力的合力等于零且离心力所引起的力偶距的合离偶距等于零。
需要指出的是动平衡回转件一定也是静平衡的，但静平衡的回转件却不一定是动平衡的。
对于圆盘形回转件，当D/b＞5（或b/D≤0.2）时通常经静平衡试验校正后，可不必进行动平衡。当D/b＜5（或b/D≥0.2）时或有特殊要求的回转件，一般都要进行动平衡。
D—圆盘直径 b—圆盘厚度
深圳市白狐工业设计
2024-06-12 广告
第1章平面机构的自由度和速度分析
第一节 平面机构的组成
基本概念
1、平面机构的定义：所有构件都在互相平行的平面内运动的机构
2、自由度：
构件所具有的独立运动个数
一个平面构件有三个自由度，在空间内，一个构件有几个自由度？
3、运动副：两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接
如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。
第二节 平面机构的运动简图
平时观察机构的组成及运动形式时，不可能将复杂的机构全部绘制下来观看，应该将不必要的零件去掉，用简单的线条表示机构的运动形式：机构的运动简图、机构简图。
步骤
1、运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目；
2、测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面）；
3、按比例绘制运动简图；简图比例尺： μl =实际尺寸 m / 图上长度mm
4、检验机构是否满足运动确定的条件。
举例：绘制图示颚式破碎机的运动简图
第三节 平面机构的自由度
一、平面机构自由度计算公式
机构的自由度保证机构具有确定运动，机构中各构件相对于机架的独立运动数目。
一个原动件只能提供一个独立运动
机构具有确定运动的条件为
自由度=原动件的个数
平面机构的每个活动构件在未用运动副联接之前，都有三个自由度
经运动副相联后，构件自由度会有变化：
二、计算平面机构自由度的注意事项
1、复合铰链：两个以上的构件在同一处以转动副相联
2、局部自由度：与输出件运动无关的自由度出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp
3、虚约束：对机构的运动实际不起作用的约束计算自由度时应去掉虚约束
第2章 平面四杆机构
第一节 铰链四杆机构的基本型式和特性
1）曲柄摇杆机构:两连架杆中，一个为曲柄，而另一个为摇杆。
2）双曲柄机构 两连架杆均为曲柄。
3）双摇杆机构 两连架杆均为摇杆。
急回特性：
行程速比系数
K = 输出件空回行程的平均速度 输出件工作行程的平均速度
θ=180°（K-1）/（K+1）
机构的死点位置
摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有:γ＝0
此时机构不能运动，称此位置为：“死点”
避免措施：两组机构错开排列，如火车轮机构;靠飞轮的惯性
第二节 铰链四杆机构有整转副的条件
平面四杆机构具有整转副可能存在曲柄
整转副存在的条件最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和
整转副是由最短杆（曲柄）与其邻边组成的
2.3 铰链四杆机构的演化
通过前面的学习，我们知道在铰链四杆机构中，可根据两连架杆是曲柄还是摇杆，把铰链四杆机构分为三种基本形式——曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，而后两种可视为曲柄摇杆机构取不同构件作为机架的演变。通过用移动副取代回转副、变更杆件长度、变更机架和扩大回转副等途径，还可以得到铰链四杆机构的其他演化形式。下面我们分别用几幅图来说明。
2.3.1 曲柄滑块机构
请看下图所示的曲柄滑块机构。
曲柄滑块机构
2.3.2 曲柄滑块机构的演化
1．导杆机构
见下图的曲柄滑块机构演化的导杆机构。
曲柄滑块机构的演化
2．摇块机构
见下所示的卡车车厢自动翻转卸料机构。
3．定块机构
见下图所示的抽水唧筒。
2.3.3 双滑块机构
双滑块机构：是具有两个移动副的四杆机构。我们可以认为是铰链四杆机构两杆长度趋于无穷大演化而成。
下图所示的这种机构中的两种：
一种是从动件3的位移与原动件转角的正切成正比，称为正切机构。
另外一种是从动件3的位移与原动件转角的正弦成正比，称为正弦机构。
2.3.4 偏心轮机构
4 平面四杆机构的设计
平面四杆机构的设计归纳起来主要有两类问题:：
1．按照给定从动件的运动规律（位置、速度、加速度）设计四杆机构；
2．按照给定轨迹设计四杆机构。
平面四杆机构的设计方法：
1、图解法：直观清晰
2、 解析法：结果精确
3、实验法：简便易行
3.1 凸轮机构的应用和分类
3.1.1 凸轮机构的应用
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，主要由凸轮、从动件和机架三个构件组成。凸轮通常作连续等速转动，从动件则按预定运动规律作间歇（或连续）直线往复移动或摆动。
请看下图所示的内燃机配气凸轮机构。凸轮1以等角速度回转，它的轮廓驱使从动件（阀杆）按预期的运动规律启闭阀门。
内燃机配气机构
上图所示则是自动送料机构。当有凹槽的凸轮1转动时，通过槽中的滚子3，驱使从动件2作往复移动。凸轮每转一周，从动件即从储料器中推出一个毛坯送到加工位置。
3.1.2 凸轮机构的分类
接下来学习凸轮机构的分类。
如果按凸轮的形状分，可以分为：
① 盘形凸轮：如下图(a)所示。
② 移动凸轮：如下图(b)所示。
③ 圆柱凸轮：如下图(c)所示。
凸轮的类型
如果按从动件的形状分，可以分为：
① 尖顶从动件：如下图(a)所示。
② 滚子从动件：如下图(b)所示。
③ 平底从动件：如下图(c)所示。
从动件的类型
3.2 从动件的常用运动规律
从动件的常用运动规律有下面三种：
1、等速运动规律
2、等加速等减速运动规律
3、简谐运动规律
3.3 图解法设计盘形凸轮轮廓
3.3.1 图解法原理
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红色引线为低副4个，蓝色引线是高副，4个活动件，自由度数：
K=3n-2pl-ph=3.*4-2*4-2=2 机构有确定运动。
*是哪里说的有5个低副，有自由度计算式子？
机构运动简图中就用空心圆和滑块表示低副。
高副通过点，线接触。常见有球面副，螺旋副，还有的就是像凸轮，齿轮这样的。
