2005年考研機(jī)械原理專業(yè)課答疑講義

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1、連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計參賽選手：參考書目1、《機(jī)械原理》王知行等高等教育出版社2、《機(jī)械原理》（第4版）孫桓高等教育出版社本章節(jié)考試大綱平面機(jī)構(gòu)運動分析的解析法；平面機(jī)構(gòu)速度分析的速度瞬心法；運動副中的摩擦、機(jī)械效率的計算、機(jī)械的自鎖；平面機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析；平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、演化及其基本知識；平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計。1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有曲柄的條件一、基本知識與概念2、壓力角與傳動角最小傳動角γ最大壓力角α3、極位夾角4、急回運動曲柄和連桿處于兩次共線位置時所夾的銳角θ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。

2、5、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，即極位夾角為6、機(jī)構(gòu)的死點位置所謂機(jī)構(gòu)的死點位置就是指從動件的傳動角γ=0時機(jī)構(gòu)所處的位置。7、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(jī)構(gòu)中速度瞬心數(shù)目具有m個構(gòu)件的機(jī)構(gòu)，其速度瞬心的數(shù)目K為9、機(jī)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、

3、三心定理三個作平面運動的構(gòu)件的三個速度瞬心必在同一條直線上11、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φ，稱為摩擦角結(jié)論：1）只要驅(qū)動力作用在摩擦角之外（β>φ）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)（β<φ）時，無論P力有多么大，都不能推動滑塊運動，產(chǎn)生自鎖，稱為移動副的自鎖條件。12、轉(zhuǎn)動副軸頸的摩擦和自鎖當(dāng)量摩擦系數(shù)摩擦圓半徑若以軸頸中心O為圓心，以ρ為半徑作圓，則稱該圓為摩擦圓，ρ稱為摩擦圓半徑。對于一個具體軸頸，當(dāng)其受力平衡時

4、，總反力總是切于摩擦圓的，其方向應(yīng)使Rij對軸心O之矩阻止軸頸j相對軸承i的運動，即與ωji反向。結(jié)論：1）當(dāng)e=ρ時，即P力切于摩擦圓，M=Mf，軸頸作勻速轉(zhuǎn)動或?qū)㈤_始轉(zhuǎn)動；2）若當(dāng)e>ρ時，P力在摩擦圓以外，M>Mf，軸頸則加速轉(zhuǎn)動；3）而當(dāng)e<ρ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e<ρ。13、機(jī)械效率輸出功和輸入功的比值，反映了輸入功在機(jī)械中的有效利用程度，稱為機(jī)械效率，通常以η表示，即稱為機(jī)械損失系數(shù)14、機(jī)械自鎖機(jī)器發(fā)生自

5、鎖的條件為例1如圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知各桿長度1、說明該機(jī)構(gòu)為什么有曲柄，指明哪個構(gòu)件為曲柄；2、以曲柄為原動件作等速轉(zhuǎn)動時，是否存在急回運動，若存在，確定其極位夾角，計算行程速比系數(shù)；3、若以構(gòu)件AB為原動件，試畫出該機(jī)構(gòu)的最小傳動角和最大傳動角的位置；4、回答：在什么情況下此機(jī)構(gòu)有死點位置？二、例題分析解1、AB為最短桿，且其為連架桿，滿足曲柄存在的一個條件：最短桿為機(jī)架或連架桿。滿足曲柄存在的另一個條件：最短桿與最長桿長度之和小于或等于其他兩桿長度之和。因此，該四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄，并AB為曲柄。2、取μ=1mm/mm作搖桿CD處兩

6、極位時機(jī)構(gòu)位置圖AB1C1D和AB2C2D如下圖所示，圖中∠C1AC2=θ為極位夾角，且由圖量得θ=59°，故此機(jī)構(gòu)有急回運動，行程速比系數(shù)K為3、若曲柄AB為原動件，則機(jī)構(gòu)在曲柄AB與機(jī)架AD共線的兩位置時存在最小傳動角和最大傳動角。用作圖法作出機(jī)構(gòu)在這兩個位置由圖可知：4、若以曲柄AB為原動件，則從動件搖桿CD與連桿BC所夾的銳角為機(jī)構(gòu)的傳動角γ（即∠BCD）。因不存在γ=0°的位置，故機(jī)構(gòu)無死點位置。若以搖桿CD為原動件，則從動件曲柄AB與連桿BC所夾的銳角為機(jī)構(gòu)的傳動角γ。此時，機(jī)構(gòu)存在曲柄AB與連桿BC共線兩位置即傳動角γ=0°

7、的位置，故此時機(jī)構(gòu)存在兩個死點位置。例2設(shè)計如圖所示一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知滑塊的行程速比系數(shù)K=1.5，滑塊的沖程lc1c2=50mm,導(dǎo)路的偏距e=20mm,求曲柄的長度lAB和連桿的長度lBC。解極為夾角取比例尺μl=1mm/mm如下圖所示，按滑塊的沖程作線段過C1點作過C2點作得OC1與OC2的交點O。以點O為圓心，以O(shè)C1或OC2為半徑作圓弧，它與直線C1C2的平行線（距離為e=20mm）相交于點A（應(yīng)該有兩個交點，現(xiàn)只取一個交點），即為固定鉸鏈中心。由圖量可得所以=46.5mm=21.5mm例3如圖所示為一搖動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，已知該機(jī)構(gòu)

8、的原動件為構(gòu)件1，且AB=a，BC=b，DE=c，AD=d，b>a，BC與CE垂直。試求：1、從動件3的兩個極限位置（畫圖表示）2、機(jī)構(gòu)的極位夾角θ（寫出表達(dá)式）3、機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K（寫出