机械设计基础第三章1
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机械设计基础 第三章 凸轮机构
s h 0
0
v
0 a +
0 -
机械设计基础——凸轮机构
等速运动（续）
回程(0’0) 运动方程： 位移方程： s h1 / 0 ' 速度方程： v h / 0 加速度方程：a 0
s h 0’
0
0
v
0 - -
s h 2h( 0 )
2
h
推程 运动方程:
s
h/2
0
0/2 0
0/2
s
v
2h
2
4 h
2 0
v
02 4h 2 a 02
0 a 0
运动线图 冲击特性：起、中、末点柔性冲击 适用场合：低速轻载
机械设计基础——凸轮机构
三、从动件运动规律的选择
实际使用时, 推程或回程的运动规律可采用单一运动规律 ,也可以 将几种运动规律复合使用。 1. 当机械的工作过程只要求推杆实现一定的工作行程，而对运 动规律无特殊要求时，主要考虑动力特性和便于加工 低速轻载时，便于加工优先； 速度较高时，动力特性优先。 2. 当机械的工作过程对推杆运动规律有特殊要求时： 转速较低时，首先满足运动规律，其次再考虑动力特性和加工 转速较高时，兼顾运动规律和动力特性，采用组合运动
t
0
推程
01
远休止
rb
0’
回程
02
近休止
C
回程，回程运动角0’ 近休止，近休止角02 行程（升程），h 运动线图: 从动件的位移、速度、加速度等随时 间t或凸轮转角j变化关系图
机械设计基础——凸轮机构
0
v
0 a +
0 -
机械设计基础——凸轮机构
等速运动（续）
回程(0’0) 运动方程： 位移方程： s h1 / 0 ' 速度方程： v h / 0 加速度方程：a 0
s h 0’
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s h 2h( 0 )
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推程 运动方程:
s
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0/2
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2h
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02 4h 2 a 02
0 a 0
运动线图 冲击特性：起、中、末点柔性冲击 适用场合：低速轻载
机械设计基础——凸轮机构
三、从动件运动规律的选择
实际使用时, 推程或回程的运动规律可采用单一运动规律 ,也可以 将几种运动规律复合使用。 1. 当机械的工作过程只要求推杆实现一定的工作行程，而对运 动规律无特殊要求时，主要考虑动力特性和便于加工 低速轻载时，便于加工优先； 速度较高时，动力特性优先。 2. 当机械的工作过程对推杆运动规律有特殊要求时： 转速较低时，首先满足运动规律，其次再考虑动力特性和加工 转速较高时，兼顾运动规律和动力特性，采用组合运动
t
0
推程
01
远休止
rb
0’
回程
02
近休止
C
回程，回程运动角0’ 近休止，近休止角02 行程（升程），h 运动线图: 从动件的位移、速度、加速度等随时 间t或凸轮转角j变化关系图
机械设计基础——凸轮机构
机械设计基础第三章平面连杆机构
2
BD
a2
d2
2adcos
2
BD
b2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
c2
2bccos
cos b2 c2 - a2 d2 2adcos 2bc
90
b
B
δmax
a
A
d
Fn
Cγ α
F Ft
δ
Vc
c
δmin
D
三、急回运动和行程速比系数
1. 极位夹角
当机构从动件处于两极限位置时，主动件曲柄在两相 应位置所夹的锐角
曲柄摇杆机构的极位夹角
C C
C
b B
aA
d
D
B
曲柄滑块机构的极位夹角
B
A
B
C
摆动导杆机构的极位夹角
A
B
e C
D
Bd
2. 急回运动
当曲柄等速回转的情况下，
通常把从动件往复运动速度快慢
C1
不同的运动称为急回运动。
b
c
主动件a
从动件c
1 B2 b
运动：AB1 AB2
时间：t1
转角：1
DC1 DC2
t1
a
a
A 2
d
B1
❖
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午10时54分35秒上午10时54分10:54:3520.10.24
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一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.2420.10.2410:5410:54:3510:54:35Oc t-20
❖
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月24日 星期六10时54分35秒 Saturday, October 24, 2020
机械设计基础第三章凸轮机构
n
使有害分力F"在导路中所引起
的摩擦阻力大于F '时， 无论凸轮加给从动件的作用力
有多大 ，从动件都不能运动，这种现象称为自锁。
压力角的大小反映了机构传力性能的好坏，是 机构设计的重要参数。为使凸轮机构工作可靠，受 力情况良好，必须对压力角加以限制。 在设计凸 轮机构时，应使最大压力角αmax不超过许用值［ α］。根据工程实践的经验，许用压力角［α］的
B
C
7、回程： 从动件在弹簧力或重力作用下，，以一 定的运动规律回到起始位置的过程。
8、回程运动角：
与回程相应的凸轮转角δh。 δh =∠COD
9、近休止角：
从动件在最近位置停止不 动所对应的凸轮转角δs'。
δs' =∠AOD
O
B'
h
A
δs' D δt
δh δs
w
B
C
10、从动件位移线图：
以纵坐标代表从动件位移s2 ，横坐标代表凸轮转角 δ1或t，所画出的位移与转角之间的关系曲线。
§3-1 凸轮机构的应用和分类
一、凸轮机构的应用 二、凸轮机构的分类
一、凸轮机构的应用
1、凸轮机构组成： 凸轮是一个具有曲 线轮廓的构件。含 有凸轮的机构称为 凸轮机构。它由凸 轮、从动件和机架 组成。
2、凸轮机构的应用
凸轮机构是机械中的一种常用机构，在自动化和半 自动化机械中应用十分广泛。主要用于：受力不大的控 制机构或调节机构。
v2
δt
回程： s2＝h[1-δ1/δh +sin(2πδ1/δh)/2π]a2 v2＝hω1[cos(2πδ1/δh)-1]/δh
a2＝-2πhω21 sin(2πδ1/δh)/δh2 无冲击
第三章机构运动简图及平面机构自由度
3. 机构运动简图中运动副的表示方法
机构运动简图中运动副(转动副、移动副 的表示方法如前面 机构运动简图中运动副 转动副、移动副)的表示方法如前面 转动副 所述。 所述。 需要注意的是：移动副的导路必须与相对移动方向一致。 需要注意的是：移动副的导路必须与相对移动方向一致。表 示机架的构件需画上阴影线（见书中表 示机架的构件需画上阴影线（见书中表3-3 ）。
机械设计基础
2、运动副按其所能产生相对运动形式分为转动副、移动副、 、运动副按其所能产生相对运动形式分为转动副、移动副、 螺旋副和球面副等。 螺旋副和球面副等。 3、如果构成运动副的两构件间相对运动是平面运动， 则称 、如果构成运动副的两构件间相对运动是平面运动， 为平面运动副； 为平面运动副；如果构成运动副的两构件间相对运动是空间 运动，则称为空间运动副。 运动，则称为空间运动副。 （一）低副——两运动副元素通过面接触所构成的运动副。 两运动副元素通过面接触所构成的运动副。 低副 两运动副元素通过面接触所构成的运动副 转动副和移动副都属于低副。 转动副和移动副都属于低副。 都属于低副 转动副——两构件间只能作相对转动的低副 称为 转动副 两构件间只能作相对转动的低副称为 ⑴ 转动副 两构件间只能作相对转动的低副 称为转动副 或铰链。转动副及其简图符号表示如下图所示。如果转动副 铰链。转动副及其简图符号表示如下图所示。 中的一个构件为固定构件，则该转动副又称为固定铰链， 中的一个构件为固定构件，则该转动副又称为固定铰链，否 固定铰链 则称为活动铰链。 则称为活动铰链面机构运动简图
五方面（定义、绘制机构运动简图的目的、运动副的表 五方面（定义、绘制机构运动简图的目的、 示方法、构件的表示方法、绘制机构运动简图的步骤） 示方法、构件的表示方法、绘制机构运动简图的步骤）
机构运动简图中运动副(转动副、移动副 的表示方法如前面 机构运动简图中运动副 转动副、移动副)的表示方法如前面 转动副 所述。 所述。 需要注意的是：移动副的导路必须与相对移动方向一致。 需要注意的是：移动副的导路必须与相对移动方向一致。表 示机架的构件需画上阴影线（见书中表 示机架的构件需画上阴影线（见书中表3-3 ）。
机械设计基础
2、运动副按其所能产生相对运动形式分为转动副、移动副、 、运动副按其所能产生相对运动形式分为转动副、移动副、 螺旋副和球面副等。 螺旋副和球面副等。 3、如果构成运动副的两构件间相对运动是平面运动， 则称 、如果构成运动副的两构件间相对运动是平面运动， 为平面运动副； 为平面运动副；如果构成运动副的两构件间相对运动是空间 运动，则称为空间运动副。 运动，则称为空间运动副。 （一）低副——两运动副元素通过面接触所构成的运动副。 两运动副元素通过面接触所构成的运动副。 低副 两运动副元素通过面接触所构成的运动副 转动副和移动副都属于低副。 转动副和移动副都属于低副。 都属于低副 转动副——两构件间只能作相对转动的低副 称为 转动副 两构件间只能作相对转动的低副称为 ⑴ 转动副 两构件间只能作相对转动的低副 称为转动副 或铰链。转动副及其简图符号表示如下图所示。如果转动副 铰链。转动副及其简图符号表示如下图所示。 中的一个构件为固定构件，则该转动副又称为固定铰链， 中的一个构件为固定构件，则该转动副又称为固定铰链，否 固定铰链 则称为活动铰链。 则称为活动铰链面机构运动简图
五方面（定义、绘制机构运动简图的目的、运动副的表 五方面（定义、绘制机构运动简图的目的、 示方法、构件的表示方法、绘制机构运动简图的步骤） 示方法、构件的表示方法、绘制机构运动简图的步骤）
机械设计基础第四版
从动件移 +从动件以- 1 方向绕凸轮回中心转动
从动件一直与凸轮保持接触，从动件尖顶
旳一系列位置——凸轮轮廓
盘状凸轮轮廓旳设计
二、对心尖顶直动从动件凸轮轮廓旳设计(Line Translating Tip Follower Cams) 1.已知条件：基圆半径r0 , 凸轮旳转动方向，从动件
旳位移线图s2 = f(1)
从动件常用运动规律
2.等加速等减速运动规律 (Law of Constant Acceleration and Deceleration Motion)
从动件在前半推程（回程）作等加速
运动，在后半推程（回程）作等减速
运动，一般加速度和减速度绝对值相
等。
a2 a0
v2 ห้องสมุดไป่ตู้0t
s2
1 2
a0t 2
1 ( 1 ) t t
从动件常用运动规律
即位移方程： 速度曲线方程：
s2
v2
h 2
ds2
dt
(1
cos
t
1)
h 2
sin
t
1.
t
.
d1
dt
hw sin 2t
t
1
加速度曲线方程：
a dv2 dt
hw 2 t
cos t
1.
t
. d1
dt
h 2 2t 2
cos t
1
行程始末会引起柔性冲击，只适于中速场合，
四、平底从动件凸轮机构
§3-4 凸轮设计中应注意旳问题
设计中要求受力良好，构造紧凑。 一、凸轮机构旳压力角和自锁(Pressure Angle And Self Lock)
机械设计基础第三章
§3.1概述
2）按从动件的形状分：尖顶——磨损大（用于力不大， ）按从动件的形状分：尖顶 磨损大（ 磨损大 用于力不大， 速度高，仪表中等） 速度高，仪表中等） 滚子——磨损小（用于传递动力较大的场合，常用） 磨损小（用于传递动力较大的场合，常用） 滚子 磨损小 平底——受力较平稳，易存油，润滑好（用于高速） 受力较平稳，易存油，润滑好（用于高速） 平底 受力较平稳 3）按从动件的运动型式分：直动推杆： 对心、偏置、 ）按从动件的运动型式分：直动推杆： 对心、偏置、 摆动推杆 将不同类型的凸轮和从动件组合起来， 将不同类型的凸轮和从动件组合起来，可得到各种不同 型式的凸轮机构。 型式的凸轮机构。
§3.1概述
二、类型 1）按凸轮的形状分 盘状凸轮（平面凸轮） 、移动凸 盘状凸轮（平面凸轮） ） 轮、 圆柱凸轮（空间凸轮） 圆柱凸轮（空间凸轮） 盘形凸轮： 具有变化向径的盘形构件。 盘形凸轮 ： 具有变化向径的盘形构件 。 盘形凸轮机构 简单， 应用广泛， 但限于凸轮径向尺寸不能变化太大， 简单 ， 应用广泛 ， 但限于凸轮径向尺寸不能变化太大 ， 故从动件的行程较短。 故从动件的行程较短。 移动凸轮： 凸轮是具有曲线轮廓、 移动凸轮 ： 凸轮是具有曲线轮廓 、 作往复直线移动的 构件，可看成是转动轴线位于无穷远处的盘形凸轮。 构件，可看成是转动轴线位于无穷远处的盘形凸轮。 圆柱凸轮： 凸轮是圆柱面上开有凹槽的圆柱体， 圆柱凸轮 ： 凸轮是圆柱面上开有凹槽的圆柱体 ， 可看 成是绕卷在圆柱体上的移动凸轮， 成是绕卷在圆柱体上的移动凸轮 ， 利用它可使从动件 得到较大的行程。 得到较大的行程。
§3.2 从动件的运动规律
基圆半径r 凸轮的最小向径； 基圆半径 0：凸轮的最小向径； 最低位置：尖底从动件在B0接触（B0基圆与轮廓曲线B0 B1的 最低位置：尖底从动件在 接触（ 基圆与轮廓曲线 交点）； 交点）； 位移s 图示位置与最低位置比较，从动件移动距离； 位移 ：图示位置与最低位置比较，从动件移动距离； 压力角α 从动件运动方向与正压力（不考虑f） 压力角α：从动件运动方向与正压力（不考虑 ）方向之间的 夹角； 夹角； 凸轮转角δ 一般设从动件在最低位置时凸轮转角为零（ 凸轮转角δ：一般设从动件在最低位置时凸轮转角为零（起 始位置）； 始位置）； 反转法：凸轮不动，从动件反转；偏心时： 反转法：凸轮不动，从动件反转；偏心时：从动件导路线与 始终不变，相切于偏心圆。偏心凸轮转角δ 凸轮转心距离 始终不变，相切于偏心圆。偏心凸轮转角δ： 偏心圆两切点间圆心角。 偏心圆两切点间圆心角。 推程：当凸轮以角速度ω逆时针转动，向径渐增的轮廓B0B1 推程：当凸轮以角速度ω逆时针转动，向径渐增的轮廓 与尖底接触时，从动件以一定运动规律被凸轮推向远方， 与尖底接触时，从动件以一定运动规律被凸轮推向远方，这一 行程称推程。 行程称推程。
机械设计基础课件 第三章 平面机构自由度的计算
1个约束，2个自由度
5.自由度：构件的独立运动（参数） 平面运动 X，Y，α 约束：对独立运动所加的限制
实长（m） μl= 图长（mm）
机构：
（1）机架：某一构件相对固定（只有一个） （2）原动件：机构中按给定的运动规律独立运动的构件 （3）从动件：确定运动
机构的运动简图：机构用一些简单的线条和规定的符号表达，该图形具有确定的比例
第三章 平面机构的自由度计算
1.机械中每一种独立的运动单元体称为一个构件
2.凡使两个构件直接接触而又能有一定的相对运动的连接称为运动副
3.构成运动副时，两个构件上参与接触的部分（点，线或者面）称为运动副的元素
4.低副：两构件组成面接触的运动副（回转副和移动副）
2个约束，1个自由度
高副：两构件组成点或线接触的运动副
第一章 绪论
机械：机器和机构 机器：（1）构件的组合体
（2）各构件之间有确定的相对运动 （3）用来变换或传递能量，物料与信息，以减轻人做的有用功 机构：具有机器的前两个特点，传递运动和力的装置
构件和零件 构件：运动的最小单元 零件：加工的最小单元
机器是由若干机构组成 机构是由若干构件组成 机构由一个或若干个零件组成
F≤0 机构不能动 F﹥0 机构可以动
F﹥原动件数，运动不确定 F=原动件数，运动确定 F﹤原动件数，不能动
三角形构件的三个自由度均不受限制
轮系 第九章 轮系 行星轮系
只会遇见这种小滚子的局部自由度 焊死处理
虚约束特别容易被漏掉
第二条后面有一个例题 这个比较不容易被看出来
无非就是判断机构能不能动，原动件数目几个，是否合适， 拿到题之后，第一步先看，有没有复合铰链，局部自由度，虚约束
复 复
机械设计基础--第3章轮系1
由于轮2既有自转又有公转,故不 能直接求传动比
ω2
ωH
1
3
1
3
轮1、3和系杆作定 轴转动
ω1
施加－ω H后系杆成为机架，原轮系转化为定轴轮系
齿轮1，3 ：绕固定的轴线回转 中心轮 central gear 齿轮2 ：自转+公转 行星轮 planet gear
H : 支承行星轮并使其公转的支架 转臂 crank arm 回转中心必须与中心轮轴线重合
二、传动比符号的确定 两种方法：
ω1 1
转向相反 ω2
p 转向相同 p vp
2 1.用“＋” “－”表 vp 示 适用于平面定轴轮系（轴线平行，
ω1
1 2
ω2
两轮转向不是相同就是相反）。 外啮合齿轮：两轮转向相反，用“－”表示；
每一对外齿轮反向一次考 内啮合齿轮：两轮转向相同，用“＋”表示。 虑方向时有
1 2 3 H
2 H 1
n1 n2 n3 nH
nH 1 ＝ n1 － nH nH 2 ＝ n2 － nH nH 3 ＝ n 3 － nH nH H ＝ n H － nH ＝ 0
回
顾
• 斜齿轮共轭齿廓曲面的形成，斜齿轮正 确啮合条件、几何尺寸计算（分度圆直 径、中心距）； • 斜齿轮传动重合度与直齿轮的差异； • 斜齿轮当量齿数； • 圆锥齿轮齿廓曲面和当量齿数。
第三章
轮
系
§3－1 轮系的类型 §3－2 定轴轮系及其传动比 §3－3 周转轮系及其传动比
§3－4 复合轮系及其传动比 §3－5 轮系的应用
§3－6 几种特殊的行星传动简介
§ 3－ 1
轮系的类型
定义：由一系列两两啮合的齿轮组成的传动系统－ 简称轮系
ω2
ωH
1
3
1
3
轮1、3和系杆作定 轴转动
ω1
施加－ω H后系杆成为机架，原轮系转化为定轴轮系
齿轮1，3 ：绕固定的轴线回转 中心轮 central gear 齿轮2 ：自转+公转 行星轮 planet gear
H : 支承行星轮并使其公转的支架 转臂 crank arm 回转中心必须与中心轮轴线重合
二、传动比符号的确定 两种方法：
ω1 1
转向相反 ω2
p 转向相同 p vp
2 1.用“＋” “－”表 vp 示 适用于平面定轴轮系（轴线平行，
ω1
1 2
ω2
两轮转向不是相同就是相反）。 外啮合齿轮：两轮转向相反，用“－”表示；
每一对外齿轮反向一次考 内啮合齿轮：两轮转向相同，用“＋”表示。 虑方向时有
1 2 3 H
2 H 1
n1 n2 n3 nH
nH 1 ＝ n1 － nH nH 2 ＝ n2 － nH nH 3 ＝ n 3 － nH nH H ＝ n H － nH ＝ 0
回
顾
• 斜齿轮共轭齿廓曲面的形成，斜齿轮正 确啮合条件、几何尺寸计算（分度圆直 径、中心距）； • 斜齿轮传动重合度与直齿轮的差异； • 斜齿轮当量齿数； • 圆锥齿轮齿廓曲面和当量齿数。
第三章
轮
系
§3－1 轮系的类型 §3－2 定轴轮系及其传动比 §3－3 周转轮系及其传动比
§3－4 复合轮系及其传动比 §3－5 轮系的应用
§3－6 几种特殊的行星传动简介
§ 3－ 1
轮系的类型
定义：由一系列两两啮合的齿轮组成的传动系统－ 简称轮系
机械设计基础第三章凸轮机构
H
位移
速度
加速度
推程
回程
2
曲线：
3
改进的等加速等减速运动规律
1
位移
5
高次代数方程
4
正弦运动规律
三、其他运动规律
3-3凸轮压力角
4图解法设计凸轮机构 直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
1.对心尖顶直动从动件
已知基圆半径及从动件位移曲线
1.偏心尖顶直动从动件
已知基圆半径及从动件位移曲线
120°
°
e
按从动件分：
e
h
摆动从动件凸轮机构
凹槽凸轮
滚子
直动从动件凸轮机构
a.按从动件的运动分类
01
滚子从动件凸轮机构
e
尖顶从动件凸轮机构
e
平底从动件凸轮机构
e
02
03
b.按从动件的形状分类
按从动件的运动分类
摆动从动件凹槽凸轮机构
直动从动件凸轮机构
按从动件的形状分类
滚子从动件凸轮机构
尖顶从动件凸轮机构
平底从动件凸轮机构
小结
按凸轮的形状分类
移动（板状）凸轮机构
圆柱凸轮机构
盘形凸轮机构
1
e
摆动从动件凹槽凸轮机构
直动从动件凸轮机构
按从动件的运动分类
滚子从动件凸轮机构
尖顶从动件凸轮机构
平底从动件凸轮机构
按从动件的形状分类
按凸轮的形状分类
盘形凸轮机构
圆锥凸轮机构
圆柱凸轮机构
移动（板状）凸轮机构
按高副维持接触的方法分类
凸轮机构的特点
e
h
按从动件的运动分类
摆动从动件凹槽凸轮机构
直动从动件凸轮机构
位移
速度
加速度
推程
回程
2
曲线：
3
改进的等加速等减速运动规律
1
位移
5
高次代数方程
4
正弦运动规律
三、其他运动规律
3-3凸轮压力角
4图解法设计凸轮机构 直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
1.对心尖顶直动从动件
已知基圆半径及从动件位移曲线
1.偏心尖顶直动从动件
已知基圆半径及从动件位移曲线
120°
°
e
按从动件分：
e
h
摆动从动件凸轮机构
凹槽凸轮
滚子
直动从动件凸轮机构
a.按从动件的运动分类
01
滚子从动件凸轮机构
e
尖顶从动件凸轮机构
e
平底从动件凸轮机构
e
02
03
b.按从动件的形状分类
按从动件的运动分类
摆动从动件凹槽凸轮机构
直动从动件凸轮机构
按从动件的形状分类
滚子从动件凸轮机构
尖顶从动件凸轮机构
平底从动件凸轮机构
小结
按凸轮的形状分类
移动（板状）凸轮机构
圆柱凸轮机构
盘形凸轮机构
1
e
摆动从动件凹槽凸轮机构
直动从动件凸轮机构
按从动件的运动分类
滚子从动件凸轮机构
尖顶从动件凸轮机构
平底从动件凸轮机构
按从动件的形状分类
按凸轮的形状分类
盘形凸轮机构
圆锥凸轮机构
圆柱凸轮机构
移动（板状）凸轮机构
按高副维持接触的方法分类
凸轮机构的特点
e
h
按从动件的运动分类
摆动从动件凹槽凸轮机构
直动从动件凸轮机构
机械设计基础第三章
凸轮 推程运动角 远休止角 回程运动角 近休止角
从动件 上升h
远处停止 下降h
近处停止
s
B
C
行程
hs
近休止角
rb
A
o
B
C
D
S
2
S
e
D
推程运动角
远休止角
回程运动角
凸轮的基圆： 向径最小的圆
该位置为初始位置
摆动从动件凸轮机构
B
B1 A
从动件摆角
最大摆角
B C
max
近休止角
D
2
S
o
最大摆角
S
max
推程运动角
远休止角
回程运动角
O1
摆角
O2
按照从动件在一个循环中是否需要停歇及停在何处等， 可将凸轮机构从动件的位移曲线分成如下四种类型： s s
2
S
O
S
O
S
2
（1）升-停-回-停型（RDRD型） （2）升-回-停型（RRD型） s s
推荐压力角数值 移动从动件[a]=30° 摆动从动件[a]=45° 回程中，一般不会有自锁现象，压力角取值为 [a]=70°～80°
1. 移动从动件的压力角
尖顶与滚子的压力角变化，而平底从动件的压力角为常数，由于机构受 力方向不变，采用平底从动件的凸轮机构运转平稳性好。 将杆推程速度方向沿凸轮转动方向转90度，指向为凸轮回转中心的方向
0
1 2 3
s
4
5 6
从动件 上升h
远处停止 下降h
近处停止
s
B
C
行程
hs
近休止角
rb
A
o
B
C
D
S
2
S
e
D
推程运动角
远休止角
回程运动角
凸轮的基圆： 向径最小的圆
该位置为初始位置
摆动从动件凸轮机构
B
B1 A
从动件摆角
最大摆角
B C
max
近休止角
D
2
S
o
最大摆角
S
max
推程运动角
远休止角
回程运动角
O1
摆角
O2
按照从动件在一个循环中是否需要停歇及停在何处等， 可将凸轮机构从动件的位移曲线分成如下四种类型： s s
2
S
O
S
O
S
2
（1）升-停-回-停型（RDRD型） （2）升-回-停型（RRD型） s s
推荐压力角数值 移动从动件[a]=30° 摆动从动件[a]=45° 回程中，一般不会有自锁现象，压力角取值为 [a]=70°～80°
1. 移动从动件的压力角
尖顶与滚子的压力角变化，而平底从动件的压力角为常数，由于机构受 力方向不变，采用平底从动件的凸轮机构运转平稳性好。 将杆推程速度方向沿凸轮转动方向转90度，指向为凸轮回转中心的方向
0
1 2 3
s
4
5 6
第3章 凸轮机构
第三章 凸轮机构
一、凸轮机构的工作过程
1.工作过程： ⑴凸轮转角 ⑵从动件的位移 s ⑶Rb（凸轮轮廓的最短向径）基圆半径 ⑷ h（从动件移动的最大距离）行程 ⑸ 推程 ⑹β1 推程运动角 升高h ⑺β´ 远休止角 ⑻回程 ⑼β2 回程运动角 下降h 不动
⑽β" 近休止角
第三章 凸轮机构
不动
一、凸轮机构的工作过程
第三章 凸轮机构
作业：3-4
第五节 凸轮机构设计中的几个问题
设计凸轮机构，不仅要保证从动件能实现预定的运动规 律，还须使设计的机构传力性能良好，结构紧凑，满足 强度和安装等要求，为此，设计时应注意处理好下述问 题。 设计要求：结构紧凑 传力性能好
Rb、Rr
压力角
一、滚子半径的选择
二、凸轮机构的压力角 三、凸轮基圆半径的确定
机架
第三章 凸轮机构
一、组成、特点及应用
应用 当从动件的位移、速度、加速度必须严格 按照预定规律变化时，常用凸轮机构。
凸轮式间歇运动机构 机床刀架中的 箭杆织机中的
凸轮机构
第六章 第三章 凸轮机构
打纬凸轮机构
一、组成、特点及应用
应用： 送料机构 车床主轴箱
内燃机配气机构
第三章 凸轮机构
录音机卷带机构
⑶注意：
如：
①理论廓线按给定运动规律 绘制Rb在理论廓线上量取 ②实际廓线不等于向径减去滚子半径
③从动件的转动方向
第三章 凸轮机构
3.移动平底从动件盘形凸轮
⑴设计思路： ①平板与导路的交点是尖顶从动件的尖端。 ②任何时刻平板都与廓线相切、与向径垂直，而导路与 向径重合。 ③从动件相对初始位置的移动距 离等于基圆以外到平板之间的 长度。 ⑵设计方法： 在每条向径（反转后的导路）上量取位移得理论廓线 上的点，过这些点作向径的垂线（平板），然后做这 些垂线的包络线（实际廓线）。
机械设计基础第3章 凸轮机构习题解答1
3-1试分别标出四种凸轮机构在图示位置的压力角α。
a)b)c)d)a)b)c)d)3-2图示尖底直动从动件盘形凸轮机构，C 点为从动件推程的起始点。
完成下列各题：(1)在图上标出凸轮的合理转向；(2)试在图上作出凸轮的基圆与偏心圆，并标注其半径r b 与e ；(3)在图上作出轮廓上D 点与从动杆尖顶接触时的位移s 和压力角α；(4)在原图上画出凸轮机构的推程运动角Φ。
题3-2图3-3由图所示直动盘形凸轮的轮廓曲线，在图上画出此凸轮的基圆半径r b、各运动角即推程运动角Φ、远休止角ΦS、回程运动角Φ′和近休止角Φ′S及从动件升程h。
题3-3图3-4图示的对心滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际轮廓为一圆，圆心在A 点，半径R＝40mm，凸轮转动方向如图所示，l OA＝25mm，滚子半径r r＝10mm，试问：(1)凸轮的理论曲线为何种曲线？(2)凸轮的基圆半径r b＝？(3)在图上标出图示位置从动件的位移S，并计算从动件的升距h？(4)用反转法作出当凸轮沿ω方向从图示位置转过90°时凸轮机构的压力角。
题3-4图解：(1)理论轮廓曲线为：以A点为圆心，半径为R＋r r的圆。
(2)此时所求的基圆半径为理论轮廓曲线的r b．r b＝R－OA+r r＝40-25+10＝25mm(3)从动件的位移S如图所示。
升程h＝R+OA+r r-r b＝40+25+10-25＝50mm(4)从动件导路沿-ω方向转过90°到B，压力角α'如图中所示。
3-5如图所示偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。
已知凸轮实际轮廓线为一圆心在O 点的偏心圆，其半径为R ，从动件的偏距为e ，试用图解法：(1)确定凸轮的合理转向；(2)画出凸轮的基圆；(3)标出当从动件从图示位置上升到位移s 时,对应凸轮机构的压力角α；（要求量出具体的数值）题3-5图3-8试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。
已知凸轮以等角速度逆时针回转，正偏距e =10mm ，基圆半径r 0=30mm ，滚子半径r r =10mm 。
陈立德第五版-机械设计基础 第3章 平面机构结构分析
带虚约束的杆机构
注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的 ! 虚约束的作用： ①改善构件的受力情况，如多个行星轮。 ②增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。 ③使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。
第三章
平面机构结构分析
上节课重点内容回顾
机械：是机器和机构的总称
机器：根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，可用 来变换或传递能量、物料和信息。包含另一个或多个机构。 机器的特征：
1. 人为装配组合而成的实物体； 2. 各实物体之间具有确定的相对运动； 3. 能完成有用的机械功或转化机械能。
a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 三个条件，缺一不可
运动副元素——两构件上直接接触而构成运动副的表面。 (构成运动副的点、线、面)。
运动副元素不外乎
为点、线、面。
自由度——构件所具有的独立运动个数 。
空间构件：——6个
移动：X、Y、Z；转动：X、Y、Z
平面构件：——3个
在XOY平面，移动X、Y；转动Z
=0
2 3
1
4
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0
=1
3 2
1
4
5
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－0
=2
F =3n－2pl－ph = 3 2－2 2－1
=1
B
C A
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0 = 1
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－ 1 = 1
3. 虚约束
是重复约束或对机构运动不起限制作用的约束， 又叫消极约束。
意义：
增加构件的刚度、使构件受力均衡； 要求制造精度高，加工误差大可能会将虚约束变成 实际约束。
注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的 ! 虚约束的作用： ①改善构件的受力情况，如多个行星轮。 ②增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。 ③使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。
第三章
平面机构结构分析
上节课重点内容回顾
机械：是机器和机构的总称
机器：根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，可用 来变换或传递能量、物料和信息。包含另一个或多个机构。 机器的特征：
1. 人为装配组合而成的实物体； 2. 各实物体之间具有确定的相对运动； 3. 能完成有用的机械功或转化机械能。
a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 三个条件，缺一不可
运动副元素——两构件上直接接触而构成运动副的表面。 (构成运动副的点、线、面)。
运动副元素不外乎
为点、线、面。
自由度——构件所具有的独立运动个数 。
空间构件：——6个
移动：X、Y、Z；转动：X、Y、Z
平面构件：——3个
在XOY平面，移动X、Y；转动Z
=0
2 3
1
4
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0
=1
3 2
1
4
5
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－0
=2
F =3n－2pl－ph = 3 2－2 2－1
=1
B
C A
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0 = 1
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－ 1 = 1
3. 虚约束
是重复约束或对机构运动不起限制作用的约束， 又叫消极约束。
意义：
增加构件的刚度、使构件受力均衡； 要求制造精度高，加工误差大可能会将虚约束变成 实际约束。
机械设计基础第三章 凸轮机构
φ
φ φ
等加速等减速
V0=0,
作图: (推程) 前半行程(h/2)→等加速 →将每半行程时 →位 1 : 4 : 9 :16 后半行程(h/2)→等减速 间分为χ(4) 份 移 16 : 9 : 4 : 1
1 2 当时间为→ 1 : 2 : 3 : 4 S 2 at 位移为 → 1 : 4 : 9 :16 2
注意: 实际上, 从动件 在推、回程的运动规 律并非相同。
§3-4 图解法设计凸轮轮廓
p.44
→按给定从动件运动规律设计凸轮轮廓 一.设计方法的原理 相对运动原理 二.直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 （解析法、作图法） 三.摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 反转法： 四.设计凸轮注意事项 给整个机构加 -ω运动
0
变尖
r 过大→凸轮工作 廓线变尖或失真
r 0
r 过小→滚子及滚 子销的强度会不够 一般: r = 0.1~0.5rmin , 且 r ≤ 0.8 0min 并使min> 1～5 mm
= 0 - r
r > 0 →失真
2.合理选用基圆半径 基圆半径↑→
推程廓线平缓↑ 结构↑ →消除运动失真
－∞
2.作运动线图: Ｔ－推程运动时间
例：已知从动件作等速运动,ｈ＝20mm，Φt＝120°, ΦS＝40°, Φ’＝120°, Φs′＝80°,作运动线图。
S2
h
取作图比例μl 10mm
φ
120°
40° 120°
80°
→在启动与终止段用其它运动规律过渡→ 适于低速、轻载、从动杆质量不大ห้องสมุดไป่ตู้有匀速要求。
§3－2 从动件的常用运动规律 P.41
(一)凸轮运动常用术语：图3-5 P.42
φ φ
等加速等减速
V0=0,
作图: (推程) 前半行程(h/2)→等加速 →将每半行程时 →位 1 : 4 : 9 :16 后半行程(h/2)→等减速 间分为χ(4) 份 移 16 : 9 : 4 : 1
1 2 当时间为→ 1 : 2 : 3 : 4 S 2 at 位移为 → 1 : 4 : 9 :16 2
注意: 实际上, 从动件 在推、回程的运动规 律并非相同。
§3-4 图解法设计凸轮轮廓
p.44
→按给定从动件运动规律设计凸轮轮廓 一.设计方法的原理 相对运动原理 二.直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 （解析法、作图法） 三.摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 反转法： 四.设计凸轮注意事项 给整个机构加 -ω运动
0
变尖
r 过大→凸轮工作 廓线变尖或失真
r 0
r 过小→滚子及滚 子销的强度会不够 一般: r = 0.1~0.5rmin , 且 r ≤ 0.8 0min 并使min> 1～5 mm
= 0 - r
r > 0 →失真
2.合理选用基圆半径 基圆半径↑→
推程廓线平缓↑ 结构↑ →消除运动失真
－∞
2.作运动线图: Ｔ－推程运动时间
例：已知从动件作等速运动,ｈ＝20mm，Φt＝120°, ΦS＝40°, Φ’＝120°, Φs′＝80°,作运动线图。
S2
h
取作图比例μl 10mm
φ
120°
40° 120°
80°
→在启动与终止段用其它运动规律过渡→ 适于低速、轻载、从动杆质量不大ห้องสมุดไป่ตู้有匀速要求。
§3－2 从动件的常用运动规律 P.41
(一)凸轮运动常用术语：图3-5 P.42
机械设计基础三凸轮机构
0/2
0/2
h
(00/2)
(0/20)
加速段
减速段
位移方程
速度方程
加速度方程
机械设计基础——凸轮机构
2 等加速等减速运动—二次多项式运动规律
运动线图 冲击特性：起、中、末点柔性冲击 适用场合：低速轻载
三、从动件运动规律的选择
机械设计基础——凸轮机构
3-3 盘形凸轮轮廓曲线的设计
01
反转法原理
根据从动件的运动规律：作出位移线图S2-δ1，并等分角度 定基圆 作出推杆在反转运动中依次占据的位置 据运动规律，求出从动件在预期运动中依次占据的位置 将两种运动复合，就求出了从动件尖端在复合运动中依次占据的位置点 将各位置点联接成光滑的曲线 在理论轮廓上再作出凸轮的实际轮廓
二、作图法设计凸轮廓线
A
从动件的运动规律是指从动件的位移、速度、加速度等随时间t或凸轮转角j变化的规律 基圆(以凸轮轮廓最小向径所组成的圆)，基圆半径rb 推程，推程运动角 0 远休止，远休止角 01
0
01
0’
02
rb
0
推程
01
远休止
0’
回程
02
近休止
t
s
0
B
C
D
h
A’
机械设计基础——凸轮机构
一、凸轮机构的运动过程
α
n
n
压力角与作用力的关系
不考虑摩擦时，作用力沿法线方向。
F
F’
F”
F’----有用分力, 沿导路方向
F”----有害分力，垂直于导路
F”=F’ tg α
F’ 一定时， α↑
Ff > F’
Ff
为了保证凸轮机构正常工作，要求：
0/2
h
(00/2)
(0/20)
加速段
减速段
位移方程
速度方程
加速度方程
机械设计基础——凸轮机构
2 等加速等减速运动—二次多项式运动规律
运动线图 冲击特性：起、中、末点柔性冲击 适用场合：低速轻载
三、从动件运动规律的选择
机械设计基础——凸轮机构
3-3 盘形凸轮轮廓曲线的设计
01
反转法原理
根据从动件的运动规律：作出位移线图S2-δ1，并等分角度 定基圆 作出推杆在反转运动中依次占据的位置 据运动规律，求出从动件在预期运动中依次占据的位置 将两种运动复合，就求出了从动件尖端在复合运动中依次占据的位置点 将各位置点联接成光滑的曲线 在理论轮廓上再作出凸轮的实际轮廓
二、作图法设计凸轮廓线
A
从动件的运动规律是指从动件的位移、速度、加速度等随时间t或凸轮转角j变化的规律 基圆(以凸轮轮廓最小向径所组成的圆)，基圆半径rb 推程，推程运动角 0 远休止，远休止角 01
0
01
0’
02
rb
0
推程
01
远休止
0’
回程
02
近休止
t
s
0
B
C
D
h
A’
机械设计基础——凸轮机构
一、凸轮机构的运动过程
α
n
n
压力角与作用力的关系
不考虑摩擦时，作用力沿法线方向。
F
F’
F”
F’----有用分力, 沿导路方向
F”----有害分力，垂直于导路
F”=F’ tg α
F’ 一定时， α↑
Ff > F’
Ff
为了保证凸轮机构正常工作，要求：
机械设计基础——凸轮机构
3.余弦加速度（简谐运动）规律：
从动件加速度在起点和终点存在有限值O
v
突变，故有柔性冲击;
若从动件作无停歇的升－降－升连续往
0/2 p h /20
复运动，加速度曲线变为连续曲线，可
O
以避免柔性冲击;
a
可适用于高速的场合。
O
0/2 p22 h /202
0/2
机械设计基础
-p22 h /202
0
机械设计基础
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
机械设计基础
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
-
机械设计基础
实际廓线
3.6 凸轮机构设计中应注意的几个问题
（1）滚子半径的选择
设计滚子从动件时若从强度和耐用性考虑，滚子 的半径应取大些。滚子半径取大时，对凸轮的实际轮 廓曲线影响很大，有时甚至使从动件不能完成预期的 运动规律。
机械设计基础
1、图解法的原理 -
-
B1
s
rb
B0 B
e
假想给整个凸轮机构加上 一个与凸轮角速度大小相等 、方向相反的角速度（- ）， 凸轮将处于静止状态；机架则 以（ - ）的角速度围绕凸轮 原来的转动轴线转动；而从动 件一方面随机架转动，另一方 面又按照给定的运动规律相对 机架作往复运动。 ——反转法
机械设计基础
机械设计基础
第三章 凸轮机构
• 学习重点：
1.了解凸轮机构的组成、特点、分类及应用 2.掌握从动件的常用运动规律；了解其冲击特性及应 用
学习难点
凸轮机构运动的实现
机械设计基础
当从动件的位移、速度、加速度必须严格按预 定规律变化，特别是当原动件作连续运动时从动件必 须作间歇运动下，采用凸轮机构设计最为简便
《机械设计基础》第3章(1)
φ’ o
⌒ 不动的轮廓（DA）所对应的角
10
◆从动件位移线图 ——从动件位移S（或角位移ψ） 与凸轮转角φ之间的关系曲线。
S
O
S
φ O φ φs φ’ φs ’
11
t
●凸轮机构的应用
内燃机1 送料机
电阻打弯机
内燃机 绕线机
12
熊猫吐泡泡
●从动件的常用运动规律
S
◆等速运动
h
ϕ
从动件运动方程：
φ t
24
ϕ
t
δt
ϕ
t
a
简谐运动规律位移线图的 再将圆周上的等份点投影到相应 用光滑曲线连接这些点，即得到 再将横轴的推程运动角φ分成 取比例尺，建直角坐标。 以从动件行程h为直径画一半圆 将此半圆分成若干等份（6等份） 画法步骤： 的垂线上，得对应的交点。 从动件作简谐运动的位移线图。 相应等份，并作垂线。
34
反转法原理
1、直动从动件盘形凸轮 、
对心式： 对心式： (1) 尖顶从动件 已知条件：
S
ω r0
凸轮基圆半径r0； 凸轮的转向 从动件位移线图
O φ φs φ’
35
ϕ
φs’ t
将各点用光滑曲线连接， 取画凸轮比例尺： 将各点用光滑曲线连接， 取画凸轮比例尺：µl 从位移线图上量取各个位移量， 从位移线图上量取各个位移量， 分别将位移线图中的推程与回程段的 自o0沿ω1的相反方向取角度 沿 的相反方向取角度 对应位移线图分成相应等份 ） 注意µl 、µs、 三者的区别） （注意 r0为半径作基圆 以、φ’、φ ’ 线图分成等份 、 sµϕ三者的区别 φ、φs 、 、 即得所求的凸轮轮廓 得反转后尖顶得一系列位置
ϕ
⌒ 不动的轮廓（DA）所对应的角
10
◆从动件位移线图 ——从动件位移S（或角位移ψ） 与凸轮转角φ之间的关系曲线。
S
O
S
φ O φ φs φ’ φs ’
11
t
●凸轮机构的应用
内燃机1 送料机
电阻打弯机
内燃机 绕线机
12
熊猫吐泡泡
●从动件的常用运动规律
S
◆等速运动
h
ϕ
从动件运动方程：
φ t
24
ϕ
t
δt
ϕ
t
a
简谐运动规律位移线图的 再将圆周上的等份点投影到相应 用光滑曲线连接这些点，即得到 再将横轴的推程运动角φ分成 取比例尺，建直角坐标。 以从动件行程h为直径画一半圆 将此半圆分成若干等份（6等份） 画法步骤： 的垂线上，得对应的交点。 从动件作简谐运动的位移线图。 相应等份，并作垂线。
34
反转法原理
1、直动从动件盘形凸轮 、
对心式： 对心式： (1) 尖顶从动件 已知条件：
S
ω r0
凸轮基圆半径r0； 凸轮的转向 从动件位移线图
O φ φs φ’
35
ϕ
φs’ t
将各点用光滑曲线连接， 取画凸轮比例尺： 将各点用光滑曲线连接， 取画凸轮比例尺：µl 从位移线图上量取各个位移量， 从位移线图上量取各个位移量， 分别将位移线图中的推程与回程段的 自o0沿ω1的相反方向取角度 沿 的相反方向取角度 对应位移线图分成相应等份 ） 注意µl 、µs、 三者的区别） （注意 r0为半径作基圆 以、φ’、φ ’ 线图分成等份 、 sµϕ三者的区别 φ、φs 、 、 即得所求的凸轮轮廓 得反转后尖顶得一系列位置
ϕ
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一、曲柄摇杆机构
特征：曲柄＋摇杆。 作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
雷达天线
本章目录
一、曲柄摇杆机构
搅面机
本章目录
一、曲柄摇杆机构
跑步机
本章目录
一、曲柄摇杆机构
缝纫机脚踏板机构
本章目录
一、曲柄摇杆机构
自行车运动
本章目录
一、曲柄摇杆机构
自动送料机构
本章目录
二、双曲柄机构
特征
两个曲柄
本章目录
二、双曲柄机构
门开关
本章目录
三、双摇杆机构
特征：两个摇杆
本章目录
三、双摇杆机构
特征：两个摇杆
铸造翻箱机构
风扇摇头机构
本章目录
三、双摇杆机构
风扇摇头
本章目录
三、双摇杆机构
港口起重机
选择连杆上合适的点，轨迹为近似的水平直线
本章目录
三、双摇杆机构
飞机起落架
本章目录
三、双摇杆机构
炉门机构
本章目录
三、双摇杆机构
车辆的前轮转向机构
等腰梯形机构——汽车转向机构
本章目录
§ 3-2 铰链四杆机构的基本知识
一、曲柄存在的条件
本章目录
一、曲柄存在的条件
如图所示，设a<d,连架杆若能整周回转，
必有两次与机架共线，则由△B’C’D可得：
a+d≤b+c
则由△B”C”D可得：
b≤(d-a)+c即: a+b≤d+c c≤(d-a)+b即: a+c≤d+b 将以上三式两两相加得：
a≤b, a≤c, a≤d 可见AB杆为最短杆。 若设a>d，
同理有：d≤a，d≤b，d≤c
AD杆为最短杆。
一、曲柄存在的条件
结论：
1）最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和 ——必要条件
2）连架杆或机架之一为最短杆。
曲柄AB相对于机架AD和连杆BC均做整周回转运动。 当选择不同的构件作为机架时，可得不同的机构。
本章目录
四、死点
摇杆为主动件，且连杆与曲
柄两次共线时，γ＝0，此时
机构不能运动，称此位置为 “死点”
死点的避免与应用
（1）两组机构错开排列，如火车轮机构 （2）靠飞轮的惯性，如内然机、缝纫机
本章目录
平面四杆机构的基本型式
基本型式： 铰链四杆机构，其它四杆机构都是由 它演变得到的。 常用名词： 连架杆—与机架相联的构件； 曲柄—相对机架整周回转运动； 连杆—作平面运动的构件； 摇杆—只能在一定范围内摆动； 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。
本章目录
γ＝180°-∠BCD 当∠BCD最小或最大时，都有 可能出现γmin，此位置一定是
主动件与机架共线两处之一。
Pn
P
B
C
vc Pt
C2
min
C1
max
A D
B1
1
b2 arccos
c2(da)2 2bc
arccosb2c2(da)2
2bc
如果δ<90度，γmin＝ γ1，如果δ>90度， γ2=180- δ， γmin取γ1 和γ2中较小者。
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置摆到C2D。 所花时间为t1 ，平均速度为v1，那么有：
t 1
(180
)
v 1
c1c2 t1
c1c2
180
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二、急回运动和行程速比系数
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D摆到C1D，所
花时间为t2 ,平均速度为v2 ，那么有：
t2 (180 )
v2
c1c2 t2
c1c2180
因曲柄转角不同，故摇杆来回摆动的时间不一样，平均速度也不 等。并且：t1 >t2 v2 > v1 摇杆的这种特性称为急回运动。
Kv2 v1
c1c2 c1c2
t2 t1
t1 t2
1 18 80 0
K为行程速比系数。 只要θ≠0，就有K>1，且θ越大，K值越大，急回性质越明显。
偏置曲柄滑块机构和导杆机构由于存在急回特性，故可用在空 行程节省运动时间中，例如牛头刨、往复式输送机
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牛头刨床机构
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三、传动角
压力角
从动件上某点的受力方向 与从动件上该点速度方向 的所夹的锐角。
B2
P P cos P P sin
t
n
传动角
Pn
P
B
C
vc Pt
C2
min
C1
作用
将等速回转转变为等速或变速回转
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二、双曲柄机构
惯性筛
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二、双曲柄机构
插床机构
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二、双曲柄机构
特例：平行四边形机构
特征：两连架杆等长且平行，连杆作平动
摄影平台升降机构
播种机料斗机构
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二、双曲柄机构
逆（反）平行四边形机构
特征：两连架杆等长且不平行，连杆作平动
车门开闭机构
max
A D
B1
连杆BC与从动件CD之间所夹的锐角（P与Pn夹角）。
90
γ↑→Pt↑，对传动有利。
因此用γ的大小来表示机构传动力性能的好坏。
为了保证机构良好的传力性能，设计时要求：γmin≥40°
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三、传动角
min出现的位置
当∠BCD≤90°时，γ＝∠BCD 当∠BCD&压强小、便于润滑、磨损较轻，可承受较 大载荷；
➢结构简单，加工方便，构件之间的接触是有构件本身的几何约束来保持的， 所以构件工作可靠；
➢可使从动件实现多种形式的运动，满足多种运动规律的要求； ➢利用平面连杆机构中的连杆可满足多种运动轨迹的要求。
平面连杆机构的缺点
➢根据从动件所需要的运动规律或轨迹来设计连杆机构比较复杂，精度不高；
§ 3-1 铰链四杆机构的类型和应用 § 3-2 铰链四杆机构的基本知识 § 3-3 铰链四杆机构的演变 § 3-4 平面机构的设计
《机械设计基础》教材 Ｐ19
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概念
平面连杆机构是由若干构件用平面低副（转动副和移动副）联接 而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传递动力。
平面连杆机构的优点
➢运动时产生的惯性难以平衡，不适用于高速场合。
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平面连杆机构的类型很多，一般的多杆机构可以看成 是由几个四杆机构所组成。平面四杆机构不仅应用广泛， 而且是多杆机构的基础。
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§ 3-1 铰链四杆机构的类型和应用
概念
由四个构件通过低副联接而成的平面连杆机构，称为四杆机构。 如果所有低副均为转动副，这种四杆机构就称为铰链四杆机构。
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一、曲柄存在的条件
取不同的构件为机架
1）最短杆为连架杆： 曲柄摇杆 2）最短杆为机架： 双曲柄 3）最短杆为连杆：不存在曲柄 ，双摇杆
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二、急回运动和行程速比系数
在曲柄摇杆机构 中，当曲柄与连杆两 次共线时，摇杆位于 两个极限位置，简称 极位。此两处曲柄之
间的所夹的锐角θ称
为极位夹角。