机械设计基础【全套课件463P】(杨可桢版) 参赛课件

三、压力角和传动角
p.22倒6, 图2-7
1.压力角α－ 作用在从动件上的驱动力F与该力作用 点绝对速度VC之间所夹的锐角。 分析：BC是二力杆,驱动 力F 沿BC方向 →压力角α VC沿导轨(⊥CD) 作业：2-3, 2-4 p.35 α↓→有效力F· cosα↑ →（方便）传动角 γ = 90°－ α (α的余角) F 2.传动角γ－ 连杆与从动杆所夹锐角 C γ ↑ →有效力F·sin γ ↑ → γ ≥ 40° VC B B C
其运动特性→行程速度变化系数(行程速比系数)K
v2 C1C2 / t2 t1 1 180 K v1 C1C2 / t1 t2 2 180

(2-1)
θ－极位夹角(摇杆处于两极位时，对应曲柄所夹锐角)
θ↑→K ↑ →急回运动性质↑ 图2-4
ψ
φ1
K 1 180 K 1
例: 惯性筛中的铰链四杆机构→从动曲柄3变速转动 →使筛子6产生加速度 →使不同材料因惯性不同而筛分
3.双摇杆机构－连架杆均为摇杆 例: 门式起重机的变速机构: CD(杆3)为原动件, 悬挂重 物的E 点在连杆上→保持E点运动轨迹在近似水平线上。 （平移货物→平稳、减小能量消耗）
二.(铰链四杆机构)演变类型
机器由机构(连杆机构、凸轮机构、齿轮机构)组成 机构由构件（运动单元）组成，
运动单元： 1.箱体 2.活塞 3.连杆 4.曲轴 5、6.齿轮 7.凸轮 8.推杆 (齿轮机构由三个构件组成－1、5、6)
构件由零件（制造单元）组成。
(齿轮5由许多零件组成)
构件5← (齿轮5) 轴、轴承、套筒等 →轴系零件 键 →联接件
(二)曲柄摇杆机构的主要特性
(－)铰链四杆机构
基 本 构 件
p.20
－全由转动副相联的平面四杆机构 机架－参考系（固定件） 连架杆－与机架相联 连杆－不与机架相联 连架杆 机架、连杆、连架杆
连杆 C
B
2
3
4 D 机架
连架杆
1
A
曲柄 摇杆(摆杆) (整转) (摆转) 连 曲柄：可回转360°的连架杆 架 摇杆：摆角小于360°的连架杆 杆 滑块：作往复移动的连架杆

(2-2)
曲柄摇杆机构曲柄主动 →急回
曲柄摇杆机构
φ2
二. 死点位置 p.22第6 从动件与连杆共线→卡死 当摇杆为主动件, 而曲柄AB与 连杆BC共线时(摇杆CD处于极位) →CD(主)通过连杆加于曲柄的驱 动力F正好通过曲柄的转动中心A →不能产生使曲柄转动的力矩。
图2-5
曲柄摇杆机构摇杆主动→死点 死点 → 机构运动卡死 机构运动不确定 措施 → 飞轮 自身惯性 图2-4曲柄摇杆机构 有极限位置（从动件与连杆共线） 存在死点条件：
一.铰链四杆机构基本类型 （按连架杆类型）
铰链四杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
一曲一摇
二曲
二摇
二.(铰链四杆机构)演变类型
1.曲柄摇杆机构： 连架杆 ┌曲柄→(一般)原动件→匀速转动 └摇杆→(一般)从动件→变速往复摆动
(天线→摇杆)→调整天线 俯仰角的大小
放映机
图2-3雷达调整机构
2 . 双曲柄机构： 连架杆均为曲柄→ ┌主动曲柄: 匀速转动 └从动曲柄: 变速转动
B 1 A 2 C 3
D 4 →铰链四杆机构 （全由转动副相联） B
导杆机构
1
2
C 3
A 4 曲柄滑块机构
偏心轮机构
（二）曲柄摇杆机构的主要特性
一.急回运动:
P.21
图2-4
φ1
→ 工作行程时间＞空回行程时间 曲柄(主)匀速转动(顺) 摇杆(从)变速往复摆动 例：牛头刨床、 ψ 往复式输送机
二.死点位置 极位: 曲柄与连杆共线(B1、 三.压力角和传动角 B2)→摇杆极位C1、C2 φ2 曲柄摇杆机构 → 缩短非生产时间, 提高生产率 工作行程: B1→B2 (φ1) → 摇杆C1→C2 (ψ) 空回行程: B2→B1 (φ 2) → C2→C1 (ψ) ∵ φ 1＞ φ 2 , 而ψ不变
机械设计基础
参赛选手:****
研究对象和内容 课程特点和学习要求
一、 研究对象和内容
机器: 1.实物组合 2.各实物间有确定的运动 3.做有用功或转换能量
－利用机器来减轻劳动和提高生产率 机器种类: 金属切削机床
机构:
内燃机 汽车 机 起重机 …
拖拉
－具备1、2特征ຫໍສະໝຸດ 零件 －制造单元机械
机构和机器的总称
齿轮
→传动件
最基本 →的通用 零件
机器具有确定的相对运动、完成机械功或转换机械能的组合体 机构具有确定的相对运动组合体，是机器所共有的组成部分 构件运动的单元 零件制造的单元
二、学习内容
1.常用机构(组成原理、运动学和动力学)－机械原理 连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构… 2.通用零件（设计与计算）－机械设计 联接：螺纹联接、键联接、销联接… 传动: 带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动 轴与轴系零部件: 轴、轴承、联轴器 其它: 弹簧…
A
α
VC
F
A
D
压力角（）：从动件受力作用点的速度方位线与力 的作用线所 夹的锐角。 传动角： =90°－ 压力角越小(即传动角越大)，有用的分力越大。 所以传动角是衡量机构受力大小的一个重要参数。
死点： = 90°
§2-2 铰链四杆机构有整转副的条件
P.25
－取决于机构各杆的相对长度和机架的选择 一.分析: (曲柄l ,连杆l ,摇杆l ,机架l )当AB能摆至与 1 二.曲柄存在条件： 2 3 4 连杆共线的极位AB’及AB”时→ 能顺利通过→整转副。 当杆1处于AB ’ 位置→ △AC ’ D →┌(l2－l1) ＋l3 ≥l4 →┌l1＋l4≤l2＋l3 (2-3) └(l2－l1) ＋l4 ≥l3 └l1＋l3≤l2＋l4 (2-4) C C” 当杆1处于AB ”位置→ △AC ”D → l1＋l2≤l3＋l4 (2-6) C’ B 三式相加 → ┌ l1≤l2 B” │ l 1 ≤l 3 A L1最短 B’ D └ l1≤l4 例:AB＝22,BC＝50,CD＝38,AD＝45→曲摇机构
第二章
平面连杆机构
铰链四杆机构的基本型式 铰链四杆机构有整转副的条件 铰链四杆机构的演变 平面四杆机构的设计
§2-1铰链四杆机构的基本型式
p.20
平面连杆机构－平面机构+低副联接 (转动、移动副) 最常用→平面四杆机构（ 四个构件→四根杆) 基本类型 →铰链四杆机构（全由转动副相联）
(－)铰链四杆机构
传动零件
轴系零件 联接零件
附件 机架
三、课程的地位
基础： 制图、力学、金属工艺学... 机械设计基础是技术基础课 专业课 四、学习方法（机械原理） •培养运动想象力
•培养各学科知识综合应用能力
•步步为营
1.基本概念: 机器、机构、构件、零件
2.机器、机构的基本特征
第二章 平面连杆机构
主要内容:1.平面四杆机构的基本型式及演变 2.平面四杆机构主要特性 3.平面四杆机构的设计 本章重点:平面四杆机构主要特性和设计 本章难点:平面四杆机构的设计