《連桿機構(gòu)分析與設(shè)計物理教學(xué)課件PPT》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《連桿機構(gòu)分析與設(shè)計物理教學(xué)課件PPT（115頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、機械原理機械原理集中答疑集中答疑工具：工具：鉛筆、鋼筆或圓珠筆鉛筆、鋼筆或圓珠筆圓規(guī)、直尺和量角器圓規(guī)、直尺和量角器（？計算器？）（？計算器？）試卷結(jié)構(gòu)試卷結(jié)構(gòu) 考試時間180分鐘，滿分150分1、題型結(jié)構(gòu)： 1）填空題 20分 2）簡答題 20分 3）分析計算題 90分 4）結(jié)構(gòu)設(shè)計題 20分2、 內(nèi)容結(jié)構(gòu)：1）機械原理部分 70分 2）機械設(shè)計部分 80分 參考書目參考書目 1、機械原理 王知行等 高等教育出版社 2、機械原理（第4版） 孫 桓 高等教育出版社 連桿機構(gòu)分析與設(shè)計連桿機構(gòu)分析與設(shè)計本章節(jié)考試大綱平面機構(gòu)運動分析的解析法；平面機構(gòu)速度分析的速度瞬心法；運動副中的摩擦、機械效率

2、的計算、機械的自鎖；平面機構(gòu)的動態(tài)靜力分析；平面四桿機構(gòu)的基本形式、演化及其基本知識；平面四桿機構(gòu)的設(shè)計。 1、鉸鏈四桿機構(gòu)中、鉸鏈四桿機構(gòu)中有曲柄的條件有曲柄的條件一、基本知識與概念一、基本知識與概念2、壓力角與傳動角、壓力角與傳動角最小傳動角最大壓力角 3、極位夾角、極位夾角 4、急回運動、急回運動曲柄和連桿處于兩次共線位置時所夾的銳角在曲柄等速回轉(zhuǎn)情況下，通常把搖桿往復(fù)擺動速度快慢不同的運動稱為急回運動。 5、行程速比系數(shù)、行程速比系數(shù)為了衡量搖桿急回作用的程度，通常把從動件往復(fù)擺動平均速度的比值（大于1）稱為行程速比系數(shù)，并用K來表示，即 度從動件慢速行程平均速度從動件快速行程平均速K

3、極位夾角為 18011KK 6、機構(gòu)的死點位置、機構(gòu)的死點位置所謂機構(gòu)的死點位置就是指從動件的傳動角=0時機構(gòu)所處的位置。 7、速度瞬心的定義、速度瞬心的定義相對作平面運動的兩構(gòu)件上瞬時相對速度等于零的點或者說絕對速度相等的點（即等速重合點）稱為速度瞬心。又把絕對速度為零的瞬心稱為絕對瞬心，不等于零的稱為相對瞬心 。 8、機構(gòu)中速度瞬心數(shù)目、機構(gòu)中速度瞬心數(shù)目具有m個構(gòu)件的機構(gòu)，其速度瞬心的數(shù)目K為Km m() 12 9、機構(gòu)中速度瞬心位置的確定、機構(gòu)中速度瞬心位置的確定有運動副相連接的兩個構(gòu)件無運動副相連接的兩個構(gòu)件采用三心定理 10、三心定理、三心定理三個作平面運動的構(gòu)件的三個速度瞬心必在

4、同一條直線上 11、移動副的摩擦和自鎖、移動副的摩擦和自鎖總反力Rij（即Fij和Nij的合力）與導(dǎo)路法線方向成角，稱為摩擦角 tgFNfijij結(jié)論：1）只要驅(qū)動力作用在摩擦角之外（）時，滑塊不能被推動的唯一原因是驅(qū)動力不夠大，不能克服工作阻力，而不是自鎖；2）而當(dāng)驅(qū)動力P作用在摩擦角之內(nèi)（時，P力在摩擦圓以外，MMf，軸頸則加速轉(zhuǎn)動；3）而當(dāng)e時，P力作用在摩擦圓以內(nèi)，無論驅(qū)動力P力增加到多大，軸頸都不會轉(zhuǎn)動，這種現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)動副的自鎖。 轉(zhuǎn)動副的自鎖條件為：驅(qū)動力作用線在摩擦圓以內(nèi)，即ea，BC與CE垂直。ABCDE1234試求：1、從動件3的兩個極限位置（畫圖表示）2、機構(gòu)的極位夾角（寫

5、出表達式）3、機構(gòu)的行程速比系數(shù)K（寫出表達式）FGDE3C2B1A4B1B2C1C2E1E2112233解解：1、機構(gòu)的兩個極限位置如圖粉色與藍色線的位置如示。即：AB1C1E1D與AB2C2E2D的兩個位置，其畫圖方法如下：以D為圓心，以c為半徑畫圓M，由幾何關(guān)系可知，E點應(yīng)始終在M這個圓上。以A為圓心，以a+b為半徑畫圓N，則一個極限位置的C點應(yīng)在N這個圓上。由幾何關(guān)系可知，在此極限位置時，E點與C點應(yīng)分別為這兩個圓M和N公切線的切點。由于所畫出的兩個圓不相切，也不相交，所以E點只能在圓M的下方。由此機構(gòu)原圖如示的位置可知，C點只能在圓N的上方。因此，在這個極限位置時，E、C點應(yīng)在圓M和

6、N的一條內(nèi)公切線上，該公切線應(yīng)分別切于M圓的下方與N圓的上方，其兩個切點就分別為E點和C點，記此極限位置時的E點與C點分別為E1點與C1點，并在圖中以粉色線條畫出。連接C1點與A點，交以A為圓心，以a為半徑的圓P于B1點，連接E1點與D點，則AB1C1E1D即為一個極限位置。以A點為圓心，以b-a為半徑作圓Q，則另一個極限位置的C點應(yīng)在圓Q上。由幾何關(guān)系可知，在此極限位置時，E點與C點應(yīng)分別為這兩個圓M和Q公切線的切點。由于所畫出的兩個圓不相切，也不相交，所以E點只能在圓M的下方。由此機構(gòu)原圖如示的位置可知，C點只能在圓Q的上方。因此，在這個極限位置時，E、C點應(yīng)在圓M和Q的一條內(nèi)公切線上，該

7、公切線應(yīng)分別切于M圓的下方與Q圓的上方，其兩個切點就分別為E點和C點，記此極限位置時的E點與C點分別為E2點與C2點，并在圖中以藍色線條畫出。連接C2點與A點，并延長C2A交圓P于B2點，連接E2點與D點，則AB2C2E2D即為一個極限位置。2、由圖中的幾何關(guān)系可知，機構(gòu)的極位夾角= C2AG-C1AF令A(yù)F長度為e，由于DFE1 AFC1，所以AFDFCBABDE1111eedbaccbadbae)(dcbaAFCBABAFC1111cos)arccos(1dcbaAFC令A(yù)G長度為f，由于DGE2 AGC2，所以AGDGACDE22ffdabcacbdabe)(dacbAGACAGC22c

8、os)arccos(2dacbAGCAFCAGC12)arccos()arccos(dcbadabc3、行程速比系數(shù)K)arccos()arccos()arccos()arccos(dcbadabcdcbadabcK例4 圖示的曲柄滑塊機構(gòu)，若已知各桿件的尺寸和各轉(zhuǎn)動副的半徑r，以及各運動副的摩擦系數(shù)f，作用在滑塊上的水平阻力為Q，試通過對機構(gòu)圖示位置的受力分析（不計各構(gòu)件重量及慣性力），確定作用在點B并垂直于曲柄的平衡力P的大小和方向。 解解1、根據(jù)已知條件畫出半徑=fr的摩擦圓（圖中虛線小圓）。 2、從滑塊3分析，考慮滑塊平衡，則作用在滑塊上的三力Q、R43、R23之和應(yīng)等于零，即Q+R4

9、3+R23=0 上矢量方程式只可求解兩個未知量。Q為已知外力，R43和R23為兩個待求的支反力，根據(jù)力的三要素（大小、方向和作用點）分析，只有先求出該二力三要素中的兩個（如方向和作用點），才可能按上式通過作力封閉圖求出該二力的大小。 滑塊3受三個力（Q、R43和R23）平衡，該三力必匯交于一點，為求出R43和R23的方向和作用點，應(yīng)先大致判斷該二力的作用方向。 R43為機架對滑塊的反力，應(yīng)自機架指向滑塊（指向上）并與垂線偏摩擦角（但作用點未知）。再據(jù)已知條件分析可求R23的方向，由于構(gòu)件2受壓，且為二力桿，故有構(gòu)件2對3的作用力R23=-R32（=-R21），該二力共線并且切于轉(zhuǎn)動副C和B處的

10、摩擦圓，R23應(yīng)自構(gòu)件2指向構(gòu)件3，并阻止3相對于2的順時針方向轉(zhuǎn)動，即與32反向，當(dāng)曲柄1順時針轉(zhuǎn)動時，BCA有減小趨勢，相當(dāng)23逆時針，則32順時針。 從而可得矢量圖所示的R23和Q交點F為三力匯交點，由力封閉圖下圖求得R43和R23的方向和作用點后，按力的矢量表達式作圖即可求得該二力大小值。 3、對曲柄1進行力分析：曲柄1受三力平衡 R21+R41+P=0 由已知力Pb和上面求得的R21可知，R41方向向上，切于轉(zhuǎn)動副的摩擦圓右側(cè)阻止構(gòu)件1相對于機架4的順時針轉(zhuǎn)動，并與R21和P匯交于E點，而后即可按上式）作力封閉圖（上圖），從而求出平衡力P的大小和確切方向。 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計凸輪機構(gòu)及

11、其設(shè)計唐德威唐德威2004年年11月月27日日本章節(jié)考試大綱從動件運動規(guī)律的選擇和凸輪輪廓的設(shè)計原理；尖頂、滾子直動從動件盤形凸輪設(shè)計；尖頂、滾子擺動從動件盤形凸輪設(shè)計；平底直動從動件盤形凸輪設(shè)計；盤形凸輪基本尺寸的確定。 1、凸輪基圓、凸輪基圓一、基本知識與概念一、基本知識與概念以凸輪軸心O為圓心，以其輪廓最小向徑r0為半徑所作的圓；為基圓半徑。 2、偏距 從動件導(dǎo)路中心線相對凸輪軸心O偏置的距離稱為偏距，用e表示。 3、偏距圓 以O(shè)為圓心，以e為半徑的圓稱為偏距圓。 4、從動件行程從動件行程 從動件的最大位移。上圖所示凸輪機構(gòu)的從動件行程，用h表示。 5、從動件推程從動件推程 簡稱推程，指

12、從動件在凸輪推動下遠離凸輪軸心O的運動過程。在此過程中凸輪轉(zhuǎn)過的角度稱為推程運動角，用0表示。 6、從動件回程從動件回程 簡稱回程，指從動件在彈簧力或其它外力作用下移近凸輪軸心O的運動過程。在此過程中凸輪轉(zhuǎn)過的角度稱為回程運動角，用0表示。 7、從動件遠從動件遠( (近近) )休程休程 簡稱遠(近)休程，指從動件在距凸輪軸心O最遠(最近)位置處休止的過程。在此過程中凸輪轉(zhuǎn)過的角度稱為遠（近）休止角，分別用s、表示。 8、剛性沖擊剛性沖擊 從動件在運動過程中速度為常數(shù)，而在運動的始、末點處速度產(chǎn)生突變，理論上加速度為無窮大，產(chǎn)生無窮大的慣性力，機構(gòu)將產(chǎn)生極大的沖擊，稱為剛性沖擊，此類運動規(guī)律只適

13、用于低速運動的場合。 如等速運動規(guī)律。9、柔性沖擊柔性沖擊 從動件在運動過程中，運動的始、末點處加速度有突變，產(chǎn)生較大的加速度和慣性力，由此而引起的沖擊稱為柔性沖擊，這種運動規(guī)律只適用于中速運動的場合。 如等加速等減速運動規(guī)律 、余弦加速度運動規(guī)律。 10、無沖擊無沖擊 從動件在整個運動過程中速度和加速度皆連續(xù)無突變，避免了剛性沖擊和柔性沖擊，可以用于高速運動的場合。 如正弦加速度運動規(guī)律 、3-4-5多項式運動規(guī)律 。11、凸輪輪廓設(shè)計的基本原理凸輪輪廓設(shè)計的基本原理 反轉(zhuǎn)法12、凸輪的理論輪廓凸輪的理論輪廓13、凸輪的工作輪廓（實際輪廓）凸輪的工作輪廓（實際輪廓） 在滾子從動件凸輪機構(gòu)中，

14、把滾子中心視做尖頂從動件的尖頂，則按尖頂從動件凸輪機構(gòu)所采用的方法來確定的凸輪輪廓，稱為該滾子從動件凸輪的理論輪廓。 以理論輪廓上各點為圓心，以滾子半徑為半徑的滾子圓族的包絡(luò)線，稱為滾子從動件的凸輪工作輪廓，或?qū)嶋H廓線。 14、凸輪機構(gòu)的壓力角凸輪機構(gòu)的壓力角 及其許用值及其許用值 壓力角是從動件在與凸輪輪廓接觸點處所受正壓力的方向（即凸輪輪廓在該點法線n-n的方向）與從動件上接觸點的速度方向之間所夾的銳角。 推薦的許用壓力角取值為 推程（工作行程）：直動從動件取=3040；擺動從動件取=3545； 回程（空回行程）：考慮到此時從動件靠其它外力（如彈簧力）推動返回, 故不會自鎖, 許用壓力角的

15、取值可以適當(dāng)放寬。直動和擺動從動件薦取=7080。 15、直動從動件盤形、直動從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)16、擺動從動件盤形、擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)17、平底直動從動件盤形、平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)推擺式擺動從動件推程與凸輪轉(zhuǎn)向相同 拉擺式擺動從動件推程與凸輪轉(zhuǎn)向相反 其壓力角可始終為018、凸輪機構(gòu)的壓力角與基圓半徑的關(guān)系凸輪機構(gòu)的壓力角與基圓半徑的關(guān)系19、偏置、偏置凸輪機構(gòu)的偏置方向的確定凸輪機構(gòu)的偏置方向的確定壓力角隨凸輪基圓半徑的增大而減小 應(yīng)使偏置與推程時的相對瞬心P12位于凸輪軸心的同一側(cè)，即凸輪順時針轉(zhuǎn)動時，從動件導(dǎo)路應(yīng)偏于凸輪軸心的左側(cè)；凸輪逆時針轉(zhuǎn)動時，從

16、動件導(dǎo)路應(yīng)偏置于凸輪軸心的右側(cè)。 二、例題分析二、例題分析例例 圖示為直動滾子盤形凸輪機構(gòu)，其凸輪實際廓線為一以C點為圓心的圓形，O為其回轉(zhuǎn)中心，e為其偏距，滾子中心位于B0點時為該凸輪的起始位置。試畫圖（應(yīng)有必要的說明）求出： 1、凸輪的理論輪廓；2、凸輪的基圓；3、凸輪的偏距圓；eCOB2B0B1解解4、當(dāng)滾子與凸輪實際廓線在B 1 點接觸時，所對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角1；5、當(dāng)滾子中心位于B2點時，所對應(yīng)的凸輪機構(gòu)的壓力角2及從動件推桿的位移（以滾子中心位于B0點時為位移起始參考點）；6、凸輪的最大壓力角max。1、以C點為圓心，以點C到滾子鉸鏈中心B0的距離為半徑畫圓M，則該圓M即為凸輪的理論輪

17、廓，圖中以紅色的點劃線圓表示。1、以C點為圓心，以點C到滾子鉸鏈中心B0的距離為半徑畫圓M，則該圓M即為凸輪的理論輪廓，圖中以紅色的點劃線圓表示。AMeCOB2B0B12、過C點與O點作直線交理論輪廓圓M于A點，以點O為圓心，以O(shè)A為半徑畫圓P，則圓P即為該凸輪的基圓，圖中以紅色實線圓表示。APMeCOB2B0B13、以O(shè)點為圓心，以偏距e為半徑畫圓N，則圓N即為該凸輪的偏距圓，圖中以藍色圓表示。NAPMeCOB2B0B14、由于滾子中心位于B0點時為該凸輪的起始位置，延長推桿使其與偏距圓N相切，切點為E，連接O點與E點。過C點與B1點作直線交理論輪廓于D點，過D點作偏距圓N的切線，切線的方向

18、與該機構(gòu)的起始位置一致，切點為F，連O點與F點。則線段OE與OF之間的夾角即為1角，圖中以粉色線條表示。FEDNAPMeCOB2B0B115、過B2點圓N的切線，方向與該機構(gòu)起始位置一致，切點為G。以O(shè)點為圓心，以O(shè)B0長度為半徑畫圓Q。B2G與圓Q的交點為H，與基圓P的交點為I。連接點B2與C，則直線B2G與B2C的夾角就為所求的該位置的壓力角2。線段B2H為所求的推桿的位移。HGFEDNAPMeCO2B2B0B11QI線段為B2位置時，推桿相對于凸輪推程起始位置的位移0A6、過點C與O作直線交偏距圓N于J，過J作圓N的切線交理論輪廓圓M于K。連接點K與J及點K與C，則直線KC與KJ的夾角為

19、該機構(gòu)的最大壓力角max。1B1B0B22OCemaxMPANDEFGHQIJK起始位置處于推程還是回程？最小壓力角是多少？機械的運轉(zhuǎn)及其速度機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)波動的調(diào)節(jié)唐德威唐德威2004年年11月月29日日本章節(jié)考試大綱機械系統(tǒng)等效動力學(xué)模型的建立；機械的真實運動規(guī)律；機械周期性速度波動的調(diào)節(jié)。 1、機械運轉(zhuǎn)過程的機械運轉(zhuǎn)過程的三個階段三個階段 一、基本知識與概念一、基本知識與概念a. 起動階段起動階段 這個階段，原動件的速度由零上升到正常工作速度（平均速度），機械系統(tǒng)的動能由零上升到E。這一階段，驅(qū)動力作的驅(qū)動功一定大于阻抗力所消耗的功，而且有 WWEdrb. 穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段穩(wěn)定

20、運轉(zhuǎn)階段 是機器的正常工作階段。此時，原動件的平均速度保持穩(wěn)定，但瞬時速度隨外力等因素的變化而產(chǎn)生周期性或非周期性波動。對于周期性波動，驅(qū)動力和生產(chǎn)阻力在一個周期內(nèi)所作的功相等，即 WWEEdrBA 0 系統(tǒng)在一個周期始末的動能相等（ EA =EB ），原動件的速度也相等（如圖中A、B兩點），但在一個周期內(nèi)的任一區(qū)間，驅(qū)動功和阻抗功不一定相等， 機械的動能將增加或減少，瞬時速度產(chǎn)生波動。上述這種穩(wěn)定運轉(zhuǎn)稱為周期性變速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。 c. 停車階段停車階段 這個階段，原動件的速度由工作速度m降為零，機械系統(tǒng)的動能也由E減到零。此時，驅(qū)動力一般已經(jīng)撤去，即Wd=0，因此有EWr 很多機械，為了縮短停車

21、時間，安裝了制動裝置來增加阻力。此時，上式中的Wr除了摩擦力所消耗的功外，主要是制動力所作的功。制動時的運轉(zhuǎn)曲線如圖中虛線所示。 2、機械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型機械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型 對于一個單自由度機械系統(tǒng)的運動的研究，可將機械系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)化為一個等效構(gòu)件，等效構(gòu)件的運動與機構(gòu)中相應(yīng)構(gòu)件的運動一致。 等效轉(zhuǎn)化的原則是： a、等效構(gòu)件的等效質(zhì)量或等效轉(zhuǎn)動慣量所具有的動能等于原機械系統(tǒng)的總動能；b、等效構(gòu)件上作用的等效力或等效力矩所產(chǎn)生的瞬時功率等于原機械系統(tǒng)所有外力產(chǎn)生的瞬時功率之和。 我們把這種具有等效質(zhì)量或等效轉(zhuǎn)動慣量，其上作用有等效力或等效力矩的等效構(gòu)件稱為原機械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型。 通

22、常取連架桿作為等效構(gòu)件，圖即為兩種常用的等效動力學(xué)模型。在模型a中，滑塊的運動與機構(gòu)中的滑塊運動一樣，但其具有的質(zhì)量為等效質(zhì)量me，其上作用的力為等效力 Pe；在模型b中，曲柄的運動與原機構(gòu)中曲柄的運動一樣，但其具有的轉(zhuǎn)動慣量為等效轉(zhuǎn)動慣量Je,其 上作用的力矩為等效力矩 Me。3、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量的確定等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量的確定等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量可以根據(jù)等效原則等效構(gòu)件所具有的動能等于原機械系統(tǒng)的總動能來確定。 對于具有n個活動構(gòu)件的機械系統(tǒng)，構(gòu)件i上的質(zhì)量為mi，相對質(zhì)心Ci的轉(zhuǎn)動慣量為JCi，質(zhì)心Ci的速度為VCi，構(gòu)件的角速度為i，則系統(tǒng)所具有的總動能為)2121(221i

23、CiCiiniJmE 當(dāng)選取回轉(zhuǎn)構(gòu)件為等效構(gòu)件時，等效構(gòu)件的動能為221eeJE 根據(jù)上述等效原則Ee=E，可得等效轉(zhuǎn)動慣量Je的一般表達式為 )()(221iCiCiinieJvmJ當(dāng)選取移動滑塊為等效構(gòu)件時，可得等效質(zhì)量me的一般表達式為 )()(221vJvvmmiCiCiinie從以上的推導(dǎo)可知，等效轉(zhuǎn)動慣量和等效質(zhì)量不僅與各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量有關(guān)，而且也與速比有關(guān)。一般情況下構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量是常數(shù)，而速比是機構(gòu)位置的函數(shù)或常數(shù)，因此，等效轉(zhuǎn)動慣量和等效質(zhì)量也是等效構(gòu)件位置的函數(shù)或是常數(shù)。 4、等效力和等效力矩的確定等效力和等效力矩的確定 等效力和等效力矩可以根據(jù)等效原則等效力或

24、等效力矩產(chǎn)生的瞬時功率等于機械系統(tǒng)所有外力和外力矩在同一瞬時的功率總和來確定。 對于具有n個活動構(gòu)件的機械系統(tǒng)，構(gòu)件i上的作用力為Pi，力矩為Mi，力Pi作用點的速度為Vi，構(gòu)件i的角速度為i，則系統(tǒng)的總瞬時功率為 )cos(1iiiiiniMvPN其中i為力Pi與速度Vi方向的夾角。 當(dāng)選取回轉(zhuǎn)構(gòu)件為等效構(gòu)件時，等效構(gòu)件的瞬時功率為 eeMN 根據(jù)等效原則Ne=N，可得等效力矩Me的一般表達式為 MPvMeiniiiii 1cos()()當(dāng)選取移動構(gòu)件為等效構(gòu)件時，可得等效力Pe的一般表達式為 PPvvMveiniiiii 1cos()()式中，“”號決定于Mi與i的方向是否相同，相同取“+

25、”，反之取“”。 從以上的推導(dǎo)可知，等效力矩或等效力不僅與機構(gòu)的外力和外力矩有關(guān)，而且也和速比有關(guān)。速比通常是等效構(gòu)件位置的函數(shù)或者是常數(shù)，因此，當(dāng)外力或外力矩均為常數(shù)或位置的函數(shù)時，等效力或等效力矩將為等效構(gòu)件位置的函數(shù)。當(dāng)外力或外力矩是速度（或時間）的函數(shù)時，等效力或等效力矩將是等效構(gòu)件位置、速度或時間的函數(shù)。需要注意的是，等效力和等效力矩是等效動力學(xué)模型中使用的假想力和假想力矩，它并不是機械中各力的合力或合力矩。 5、能量微分形式的運動方程式能量微分形式的運動方程式 機械運轉(zhuǎn)時，在任一時間間隔dt內(nèi)，所有外力所作的元功dW應(yīng)等于機械系統(tǒng)動能的增量dE，即dW=dE。因此當(dāng)?shù)刃?gòu)件為回轉(zhuǎn)構(gòu)

26、件時，有 dJMt d( )( , )122 J（）、M（，t）為一般形式的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效力矩。 6、能量積分形式的運動方程式能量積分形式的運動方程式 對上式進行積分，并設(shè)初始條件為：t=t0時，=0，=0，J（0）=J0，則得 121220020JJMt d( )( , ) 7、力矩形式的運動方程式力矩形式的運動方程式 因dJMt d( )( , )122 則),()(2)()()(2tMddJddJ又有dtd則),()(2)()()(2tMddJdtdJ所以JddtdJdMt( )( )( )( )( , ) 22當(dāng)?shù)刃?gòu)件為移動構(gòu)件時，可以用同樣方法得到機械運動方程式。 8、機械的真

27、實運動規(guī)律機械的真實運動規(guī)律 a. 等效力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量為等效構(gòu)件位置的函數(shù)時等效力矩和等效轉(zhuǎn)動慣量為等效構(gòu)件位置的函數(shù)時 設(shè)初始位置為0時，角速度為0，轉(zhuǎn)動慣量為J0，等效驅(qū)動力矩和等效阻力矩分別為Md()、Mr()。則由能量形式的運動方程式得 121220020JJMMddr ( )( )JJJMMddr00220( )( )再由ddt，即 dtd ( )積分得到 ttd00 ( )b.等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)，等效力矩是等效構(gòu)件速度的等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)，等效力矩是等效構(gòu)件速度的函數(shù)時函數(shù)時 由力矩形式的運動方程式得 JddtMMdr( )( )dtJMMddr( )( )于是 ttJdMMd

28、r00( )( )上式便是t和的函數(shù)關(guān)系式。為求和的函數(shù)關(guān)系式，可由力矩形式的運動方程式得 )()(rdMMddJ所以 00JdMMdr( )( )9、周期性速度波動的原因周期性速度波動的原因機械穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，等效驅(qū)動力矩和等效阻力矩的周期性變化，將引起機械速度的周期性波動。 10、盈功與虧功的概念盈功與虧功的概念如圖所示，T為一個運動周期，也是等效驅(qū)動力矩Md和等效阻力矩Mr的變化周期。在該周期內(nèi)任一區(qū)段，由于等效驅(qū)動力矩和等效阻力矩是變化的，因此它們所作的功不總是相等。 如在ab段，Md()Mr()，即 aMMddr()0，因此，在該區(qū)段內(nèi)，外力對系統(tǒng)作正功（又稱盈功），系統(tǒng)動能將增加（E0

29、），機械速度上升。而在bc段，Md()Mr(),即 0)(dMMrdb因此，在該區(qū)段內(nèi)，外力對系統(tǒng)作負功（又稱虧功），系統(tǒng)動能將減少（ E5），例如齒輪、盤形凸輪、帶輪、鏈輪及葉輪等，它們的質(zhì)量可以視為分布在同一平面內(nèi)。在此情況下，若其質(zhì)心不在回轉(zhuǎn)軸線上，則當(dāng)其轉(zhuǎn)動時，其偏心質(zhì)量就會產(chǎn)生慣性力，從而在轉(zhuǎn)動副中引起附加動壓力。所謂剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡，就是利用在剛性轉(zhuǎn)子上加減平衡質(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（即慣性力之和為零）的一種平衡措施。 5、剛性轉(zhuǎn)子的動平衡剛性轉(zhuǎn)子的動平衡 對于軸向尺寸較大的轉(zhuǎn)子（d/b5）其質(zhì)量就不能再視為分布在同一平面內(nèi)了。這時，其偏心質(zhì)

30、量很可能是分布在幾個不同的回轉(zhuǎn)平面內(nèi)。在這種情況下，即使轉(zhuǎn)子的質(zhì)心在回轉(zhuǎn)軸線上，但由于各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力不在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，因而將形成慣性力矩，造成不平衡。這種不平衡，只有在轉(zhuǎn)子運動的情況下才能顯示出來。所謂剛性轉(zhuǎn)子的動平衡，就是不僅要平衡各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力，而且還要平衡這些慣性力所形成的慣性力矩。 其他常用機構(gòu)其他常用機構(gòu)唐德威唐德威2004年年11月月27日日本章節(jié)考試大綱棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、萬向鉸鏈機構(gòu)的特點與應(yīng)用。 謝 謝！齒輪機構(gòu)及其設(shè)計齒輪機構(gòu)及其設(shè)計唐德威唐德威2004年年11月月27日日本章節(jié)考試大綱齒廓嚙合基本定律、共軛齒廓的形成、漸開線的性質(zhì)；

31、漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算；漸開線齒廓的加工原理、根切與變位；一對漸開線齒輪的嚙合傳動；斜齒圓柱齒輪傳動。 1、齒廓嚙合基本定律、齒廓嚙合基本定律一、基本知識與概念一、基本知識與概念二、例題分析二、例題分析輪系及其設(shè)計輪系及其設(shè)計唐德威唐德威2004年年11月月27日日本章節(jié)考試大綱輪系傳動比的計算；行星輪系的設(shè)計。 1、定軸輪系、定軸輪系一、基本知識與概念一、基本知識與概念機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析唐德威唐德威2004年年11月月27日日本章節(jié)考試大綱機構(gòu)的組成要素；機構(gòu)自由度的計算；機構(gòu)自由度的意義及機構(gòu)具有確定運動的條件；平面機構(gòu)的組成原理。 1、構(gòu)件、構(gòu)件一、基本知識與概念一、基本知識與概念