A-第四章机械原理1
第四章凸轮典型例题知识课件知识讲稿
2.正误判断题
(1)对于偏置直动从动件盘形凸轮机构，从动件推程对应的凸轮转角就
是凸轮推程轮廓对应的轮廓角。 X
(2)当从动件推程按二次多项式规律运动时，仅在推程开始和结束位置
存在柔性冲击。 X
(3)滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径是指凸轮理论轮廓曲线的最小
半径。 √ (4)凸轮理论轮廓曲线与实际轮廓曲线之间是法向等距曲线关系。 √ (5)力锁合式凸轮机构回程绝对不会发生自锁。 √ (6)为减小凸轮机构的压力角可增大凸轮基圆半径。 √ (7)凸轮机构的压力角就是凸轮的压力角。 X
位移为S，速度为V， V=ω×Lop ，压力角为α。
适当偏距e（左移），使凸轮转过δ角，此时应有 相同位移S，相同速度V。此时压力角为α1；
可知：采用适当的偏距且使推杆偏向凸轮轴心 的左侧，可使推程压力角减小，从而改善凸轮 的受力情况，但使回程的压力角增大，由于回
P为瞬心位置，相同的速度即瞬心P位置是固定的。程的许用压力角很大，故对机构的受力情况影
解：
hk
αk
α max k
V
90°
θ
(P) h
F αF=0
(1)凸轮偏心距。利用速度瞬心 ，几何 中心O即为速度瞬心p，可得ν=eω，求 得e=25mm。
（2）凸轮转过90°时，从动件在K点 接触，其压力角为αk。
e/sinαk =R/sinθ；
当θ=90°时，αk达到最大值。
αk=arcsin(e/R)=30°
压力角αE； (3) 从E到F接触凸轮所转过的角度φ； （4）由E点接触到F点接触
从动件的位移S；(5)找出最大αmax的位置。
S=hF-hE
αE
sin α =(e - lOAcos θ)/(R+rr)
机械原理第四章4-1
凸轮机构的命名： 凸轮机构的命名
一般凸轮机构的名称应表明凸轮、从动件的端部形状 和从动件的运动形式及从动件轴线相对凸轮轴心的布置形 式等，通常凸轮机构的命名是上述几种类型的综合。
对心尖顶直 动从动件盘 形凸轮机构
偏置尖顶直 动从动件盘 形凸轮机构
对心滚子直 动从动件盘 形凸轮机构
摆动滚子从动件 盘形凸轮机构
( f ) ( c )
二、凸轮机构的分类
曲底从动件
克服了尖底易磨损的缺点。
二、凸轮机构的分类
3. 按从动件的运动形式分类 直动从动件 (Translating follower) ：
从动件作往复直线运动
摆动从动件 (Oscillating follower )：
从动件作往复摆动
二、凸轮机构的分类
第四章 凸轮机构及其设计
§4.1 凸轮机构的应用和分类 §4.2 从动件的运动规律 §4.3 图解法设计凸轮廓线 §4.4 解析法设计凸轮廓线 §4.5 凸轮机构的压力角及基本尺寸的设计 §4.6 凸轮机构的计算机辅助设计
§4.1 凸轮机构的应用和分类
一、凸轮机构的组成和应用 二、凸轮机构的分类 三、凸轮机构的特点
O ω A
e
二、凸轮机构的分类
4. 按从动件与凸轮维持高副接触的方式分类
封闭（锁合）方式－使从动件与凸轮廓线始终保 持接触而不脱离的方式。
力封闭（锁合） 力封闭（锁合）型凸轮机构
利用重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮 廓始终保持接触。
二、凸轮机构的分类
形封闭（锁合） 形封闭（锁合）型凸轮机构
二、凸轮机构的分类
2. 按从动件端部形状分类 尖底从动件 (Knife-edge follower)
机械原理1-4章ppt
2.速度分析 ①通过分析，了解从动件的速度变化规律是否满足 工作要求。如牛头刨
②为加速度分析作准备。
3.加速度分析的目的是为确定惯性力作准备。
方法：
解析法——正好与以上相反。 实验法——试凑法，配合连杆曲线图册，用于解决 实现预定轨迹问题。
图解法——简单、直观、精度低、求系列位置时繁琐。
CB
4
4
＝μa a’c’
＝μa b’c’ C A
作者：潘存云教授
) 2+
( an
CB
)2
＝lCB
α2
+ω
得：a’b’/ lAB＝b’c’/ lBC＝ a’ c’/ lCA ∴ △a’b’c’∽△ABC 称p’a’b’c’为加速度多边形 （或速度图解）， p’——极点 加速度多边形的特性： ①联接p’点和任一点的向量代表该 点在机构图中同名点的绝对加速 度，指向为p’ 该点。
方向: b” aBA＝μab’ a’ b’
江汉大学专用
b’
b” a’
方向:
a’ b ’
同理： aC＝aA + anCA+ atCA 不可解！ 大小： ? √ ω 2lCA ? 方向： ? √ CA ⊥CA 又： aC＝ aB + anCB+ atCB 不可解！ 大小： ? √ ω 2lCB ? A 方向： ? √ CB ⊥CB 联立方程： aC＝aA + anCA+ atCA ＝ aB + anCB+ atCB
1 ∞
n=4
P13
4
3
2
P244
P14
作者：潘存云教授
4
连接四边形的对角线，该线是左右两边三角形的 公共边，右边三角形三边代表的三个瞬心在同一 条直线上，左边三角形三边代表的三个瞬心也在 同一条直线上，他们的交点就是瞬心P13
机械原理第四章
FR21
B
Md l’ ω14 A
FR41 c
FR43
FR23
G
ω43
FR43
FR23
b
G
从图上量得： Md＝G(cb/ab)×l’ a
力分析解题步骤小结：
①从二力杆入手，初步判断杆2受拉。 ②由γ、β增大或变小来判断各构件的相对角速度。 ③依据总反力判定准则得出FR12和FR32切于摩擦圆的
三、机构力分析的方法
对于低速机械，因为惯性力的 影响不大，可忽略不计算。高速机 静力分析 械，进行动态静力分析。
方法
动态静力分 析
设计新机械时，机构的尺寸、 假设分析 质量和转动惯量等都没有确
定，因此可在静力分析的基 础上假定未知因素进行动态 静力分析、最后再修正，直 至机构合理。
简化分析
进行力分析时，可假定原动件 按理论运动规律运动，根据实 际情况忽略摩擦力或者重力进 行分析，使得问题简化。
MI1＝－JS1α1
FI1
α1 1
A
B S1MI1
aS1
构件惯性力的确定(3/5) 2．质量代换法 质量代换法 是指设想把构件的质量按一定条件集
中于构件上某几个选定点上的假想集中质量来代替的方
法。假想的集中质量称为代换质量； 代换质量所在的位置称为代换点。
（1）质量代换的参数条件
代换前后构件的质量不变； 代换前后构件的质心位置不变； 代换前后构件对质心轴的转动惯量不变。
一般分析 考虑各种影响因素进行力分析
§4-2 构件惯性力的确定
1．一般力学方法 以曲柄滑块机构为例
B
1 A
1 A
2
3
α2
C 4
机械原理基础知识点总结,复习重点
机械原理知识点总结第一章平面机构的结构分析3一. 基本概念31. 机械: 机器与机构的总称。
32. 构件与零件33. 运动副34. 运动副的分类35. 运动链36. 机构3二. 基本知识和技能31. 机构运动简图的绘制与识别图32.平面机构的自由度的计算及机构运动确定性的判别33. 机构的结构分析4第二章平面机构的运动分析6一. 基本概念:6二. 基本知识和基本技能6第三章平面连杆机构7一. 基本概念7（一）平面四杆机构类型与演化7二）平面四杆机构的性质7二. 基本知识和基本技能8第四章凸轮机构8一.基本知识8（一）名词术语8（二）从动件常用运动规律的特性及选用原则8三）凸轮机构基本尺寸的确定8二. 基本技能9（一）根据反转原理作凸轮廓线的图解设计9（二）根据反转原理作凸轮廓线的解析设计10（三）其他10第五章齿轮机构10一. 基本知识10（一）啮合原理10（二）渐开线齿轮——直齿圆柱齿轮11（三）其它齿轮机构，应知道：12第六章轮系14一. 定轴轮系的传动比14二.基本周转（差动）轮系的传动比14三.复合轮系的传动比15第七章其它机构151.万向联轴节：152.螺旋机构163.棘轮机构164. 槽轮机构166. 不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构177. 组合机构17第九章平面机构的力分析17一. 基本概念17（一）作用在机械上的力17（二）构件的惯性力17（三）运动副中的摩擦力（摩擦力矩）与总反力的作用线17二. 基本技能18第十章平面机构的平衡18一、基本概念18（一）刚性转子的静平衡条件18（二）刚性转子的动平衡条件18（三）许用不平衡量及平衡精度18（四）机构的平衡（机架上的平衡）18二. 基本技能18（一）刚性转子的静平衡计算18（二）刚性转子的动平衡计算18第十一章机器的机械效率18一、基本知识18（一）机械的效率18（二）机械的自锁19二. 基本技能20第十二章机械的运转及调速20一. 基本知识20（一）机器的等效动力学模型20（二）机器周期性速度波动的调节20（三）机器非周期性速度波动的调节20二. 基本技能20（一）等效量的计算20（二）飞轮转动惯量的计算20第一章平面机构的结构分析一. 基本概念1. 机械: 机器与机构的总称。
机械原理ppt课件
汇报人：
xx年xx月xx日
• 机械原理概述 • 机械系统组成 • 机械运动学与动力学 • 常用机构分析 • 机械系统设计 • 机械系统优化与仿真
目录
01
机械原理概述
机械原理的定义与重要性
定义
机械原理是研究机械系统运动规 律、力的传递和能量转换的一门 学科。
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于机械设计、制造、维修和 性能优化具有重要意义。
01
02
03
汽车工业
汽车中的发动机、变速器 和底盘等关键部件的设计 和制造都涉及到机械原理 的应用。
航空航天
飞机和火箭等航空航天器 的设计和制造进程中，需 要运用机械原理来确保其 稳定性和可靠性。
机器人技术
机器人技术中需要运用机 械原理来设计机器人的运 动机构和控制机构，实现 精确的运动控制。
02
总结词
具有较大的传递力矩的能力。
详细描写
由于连杆机构中的构件之间是接触传递运动和力的，因此 能够承受较大的力矩，适用于传递较大功率的场合。
总结词
可以实现多种复杂的运动轨迹。
详细描写
通过改变连杆机构的构件尺寸、运动副的配置以及输入构 件的运动规律，可以实现多种复杂的运动轨迹，如往复摆 动、连续曲线等。
总结词
适用于高速、中等到重载的传动场合。
详细描写
凸轮机构适用于高速、中等到重载的传动场合，因为凸 轮与从动件之间的接触面积较小，能够承受较大的单位 压力，同时也能实现高速运动。
齿轮机构
总结词
实现回转运动最常用的一种机构。
详细描写
齿轮机构是实现回转运动最常用的机构之一，由两个或多 个齿轮通过齿廓相互啮合来实现回转运动，具有较高的传 动效率和精度。
第四章机械原理《习题答案
机械原理《力分析》章节习题（08级）
三、分析题
1.在下图所示机构中，如已知转动副A 、B 的轴颈半径为r 及当量摩擦系数v f ，且各构件的惯性力和重力均略去不计，试作出各运动副中总反力的作用线。
2.在下图所示的曲柄滑块机构中，设已知机构的尺寸（包括轴颈的直径），各轴颈的当量摩擦系数v f ，滑块与导路之间的摩擦系数f 及驱动力F （回行时力F 的方向向右）。
设从动件
1上的阻力矩为M 。
若不计各构件的质量，求o o o
45135225315o θ=、
、、时，各运动副中总反力的作用线。
3.当下图所示的轧钢机的轧辊回转时，不需外力的帮助即能将轧件带入轧辊之间。
（1）试证明这时轧辊与轧件之间的摩擦角ϕβ不应小于；（2）若1200d mm =，25a mm =，轧辊
与轧件之间的摩擦系数0.3f =，求轧件的最大厚度h 。
4.在下图所示楔块机构中，已知60o γβ==，Q=1000N ，各接触面摩擦系数0.15f =。
如Q 为有效阻力，试求所需的驱动力F 。
机械原理第四版
机械原理第四版简介《机械原理第四版》是一本介绍机械工程基础原理的教材。
本书系统地介绍了机械工程中的机构、运动学、动力学、力学原理等内容，深入浅出地讲解了机械原理的基本概念和计算方法，并通过大量的示例和习题帮助读者理解和应用所学知识。
内容概述第一章：引言本章主要介绍了机械原理的基本概念，包括机械工程的重要性和应用领域，以及机械原理的研究方法和实验技术等内容。
第二章：机构的运动及其分析该章介绍了机构的基本概念和分类，详细讲解了机构的运动学分析方法，包括平面机构和空间机构的运动计算、运动路径和速度分析等内容。
第三章：动力学分析方法本章主要介绍了机构的动力学分析方法，包括力学基本原理、力学平衡条件和运动平衡条件的推导和应用，以及载荷分析、离心力和惯性力的计算方法等。
第四章：机械传动与控制该章详细介绍了机械传动的基本原理和常见的传动方式，包括齿轮传动、带传动、链传动等，同时还介绍了机械控制的基本概念和方法。
第五章：机械设计基础本章主要介绍了机械设计的基本原理和方法，包括设计基本步骤、材料选择、结构设计和优化等内容，同时还介绍了机械设计中常见的失效形式和失效分析方法。
第六章：机械原理在工程中的应用该章通过一些实际工程案例，介绍了机械原理在机械设计、制造和控制等方面的应用，帮助读者了解机械原理在实际工程中的重要性和应用价值。
为什么选择《机械原理第四版》1.经典教材：《机械原理第四版》是机械工程领域的经典教材，深入浅出地介绍了机械原理的基本概念和计算方法，是学习机械原理的重要参考资料。
2.系统全面：本书内容涵盖了机械工程中的各个方面，从机构运动到机械设计，从力学原理到机械传动与控制，通过系统的介绍帮助读者全面了解机械原理的各个方面。
3.实例习题：本书通过大量的实例和习题帮助读者理解和应用所学知识，使读者能够将机械原理与实际工程问题相结合，提升解决实际问题的能力。
总结《机械原理第四版》是一本系统全面介绍机械工程基础原理的教材，通过深入浅出的讲解和大量的实例帮助读者理解和应用所学知识。
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基本型式：
1.曲柄摇杆机构 2.双曲柄机构
3.双摇杆机构
1、曲柄摇杆机构
2
1
4
3
4
雷达天线俯仰机构
缝纫机的脚踏板机构
2、双曲柄机构
2 1
4
惯性筛
5 3
6
A
B D
C F
E
机车车轮的联动机构
2 1 4
平行四边形机构： 有运动不确定因素。
1 3 4 2
3
反平行四边形机构： 车门开闭机构。
3、双摇杆机构
B
B
2 3 2
1
或翻斗车机构。 或定块机构。
C 3 C
2 B 1 2 A 1 4 A 4
C
3
3
C
4
A B
对心曲柄 滑块机构
偏心曲柄 滑块机构
2）、双滑块机构
当 LBC
B
直线
B
3
1
2 2
C
A
1
C
4
3
4 A
1
2
B
3
C
4
A
双滑块机构种类：
2 1 4 3
双滑块机构种类：
双滑块机构种类：
B
2
1
3 4
A
C
2、扩大转动副
B
1
B A 1
4
2 2
C C 3
3
4
A
将B点转动副扩大
3、选用不同构件为机架所得机构
缺点:
1.运动链长，产生积累误差，效 率低。 2.存在动载荷，不宜高速传动
内容：
1.平面四杆机构的类型和应用。 2.四杆机构的基础知识。 3.四杆机构的基本设计方法。
§ 4-1平面四杆机构的基本型式、应用和演化
(Types and Application of Four-Bar Linkages)
铸造用的翻箱机构 D A
E
C B
等腰梯形机构: 用于汽车，拖拉机 的转向机构。
基本型式的应用
二、铰链四杆机构的演化
2
1、改变构件形状和相对尺寸 1）、曲柄滑块机构
3
Lcd 时 当B 2
B B 1 1 1 A A A4C CFra bibliotek直线。3
2
4
C
3
4
当 L cd 时
D D 的曲率
取1构件为机架: L L 当 1 2 时，称为 3 2 摆动导杆机构。 C C 当 L1 L2 时，称为 3
2 B 1 1
B
A
4
4
B
1
转动导杆机构。
2
A
A
C 3
4
3、选用不同构件为机架所得机构
转动导杆机构
摆动导杆机构
3、选用不同构件为机架所得机构
2构件为机架 取取 3构件为机架 :: 称为摇块机构 称为压水井机构
第四章 平面连杆机构及其设计
(Chapter 4:Planar Linkages and Design of Linkages)
B
A M
F C
E
D
连杆机构及其传动特点
(Linkages and their transmission characterization) 连杆机构—低副机构 优点：
1.面接触，压强小,承 受大载荷。 2.通过改变各构件相对 长度可使从动件获得 不同的运动规律。 3.可实现各种不同的轨 迹要求。
一、铰链四杆机构的基本型式 组成： 2
3 1 4
构件1，3 ---连架杆
构件 2
构件 4
--- 连杆
--- 机架
曲柄：能作整圈转动的连架杆。 摇杆：只能在一定角度范围内摆动的 连架杆.
周转副：组成转动副的两构件能整周相对 转动，该转动副称为周转副。 摆转副：组成转动副的两构件不能整周 对转动的转动副称为摆转副。