第二章連桿機(jī)構(gòu)主要內(nèi)容：一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及演化二、平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性*三、平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析四、平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)**0概述平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)

1.優(yōu)點(diǎn):桿狀構(gòu)件,可以傳遞較遠(yuǎn)距離的動(dòng)作低副,可以承受很大的載荷曲線形式的多樣性運(yùn)動(dòng)形式的多樣性

2.缺點(diǎn):產(chǎn)生慣性力;設(shè)計(jì)較困難研究的問題:運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及演化1.平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式:鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)2.平面四桿機(jī)構(gòu)的演化方式:取不同構(gòu)件為機(jī)架:運(yùn)動(dòng)的可逆性曲柄搖桿機(jī)構(gòu);雙曲柄機(jī)構(gòu);雙搖桿機(jī)構(gòu)含有一個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)(轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副)曲柄滑塊機(jī)構(gòu);曲柄搖塊機(jī)構(gòu);擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等含有兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu):正切機(jī)構(gòu);正弦機(jī)構(gòu)二、平面四桿機(jī)構(gòu)的工作特性2.1運(yùn)動(dòng)特性**1.曲柄存在條件2.急回特性3.運(yùn)動(dòng)連續(xù)性2.2動(dòng)力特性**1.壓力角、傳動(dòng)角2.死點(diǎn)曲柄存在條件2.1運(yùn)動(dòng)特性1、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在條件連架桿和機(jī)架中必有一桿是最短桿最短桿和最長(zhǎng)桿之和小于或等于其它兩桿之和推論:以最短桿為機(jī)架,該機(jī)構(gòu)是雙曲柄機(jī)構(gòu);以最短桿的兩個(gè)鄰邊為機(jī)架,得到兩個(gè)不同曲柄搖桿機(jī)構(gòu);以最短桿的對(duì)邊為機(jī)架,該機(jī)構(gòu)是雙曲柄機(jī)構(gòu)。如果最短桿和最長(zhǎng)桿之和大于其它兩桿之和，則為雙搖桿機(jī)構(gòu)。2.1運(yùn)動(dòng)特性2、急回特性連桿機(jī)構(gòu)中，主動(dòng)件等速回轉(zhuǎn),從動(dòng)件的工作行程速度慢，而回程速度快，稱急回特性。通常用行程速比系數(shù)K表示。

K=Vm回/Vm工作>=12.1運(yùn)動(dòng)特性2、急回特性K=Vm回/Vm工作>=1K=（180o+q）/（180o-q）極位：從動(dòng)件所能達(dá)到的極限位置。極位夾角：從動(dòng)件在兩個(gè)極限位置時(shí)，主動(dòng)件兩位置所夾之銳角，用q表示。2.1運(yùn)動(dòng)特性2、急回特性急回特性是表征從動(dòng)件特性的。若q

>0，即K>0從動(dòng)件具有急回特性，此機(jī)構(gòu)具有急回特性。分析機(jī)構(gòu)的急回特性時(shí)要注意原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向。急回特性2.1運(yùn)動(dòng)特性3、運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性機(jī)構(gòu)只能在其可行域內(nèi)運(yùn)動(dòng),不能從一個(gè)可行域跳入另一個(gè)可行域.2.2動(dòng)力特性1、壓力角a、傳動(dòng)角g壓力角a:在不計(jì)摩擦的情況下,從動(dòng)件受力方向與力作用點(diǎn)速度方向所夾的銳角。傳動(dòng)角g:壓力角之余角。衡量機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)質(zhì)量。傳動(dòng)角g越大，對(duì)機(jī)構(gòu)工作越有利。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使ggmin鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，曲柄與機(jī)架拉直共線和重疊共線的兩位置處出現(xiàn)的傳動(dòng)角中，必有一出為最小傳動(dòng)角2.2動(dòng)力特性2、死點(diǎn)從動(dòng)件在傳動(dòng)角為零的位置為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn).在分析死點(diǎn)位置時(shí),要首先搞清楚哪個(gè)是主動(dòng)件.死點(diǎn)是機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中所處的特殊位置,它與自由度為0不同,與機(jī)構(gòu)的自鎖也不同.2.2動(dòng)力特性2、死點(diǎn)死點(diǎn)的避免機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列加飛輪,利用慣性通過死點(diǎn)死點(diǎn)的利用飛機(jī)起落架夾具三、平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析3.1速度瞬心及其應(yīng)用

1.速度瞬心的概念;2.速度瞬心數(shù)目;3.速度瞬心的位置;(直接構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副,間接構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副:三心定理)4.應(yīng)用3.2桿組法及其應(yīng)用3.1速度瞬心及其應(yīng)用1.速度瞬心的概念：兩個(gè)剛體上相對(duì)速度為零的重合點(diǎn)。如果兩剛體之一是靜止的，其瞬心為絕對(duì)速度瞬心。如果兩剛體都是運(yùn)動(dòng)的，其瞬心為相對(duì)速度瞬心。

2.速度瞬心數(shù)目：如果一個(gè)機(jī)構(gòu)由k個(gè)構(gòu)件所組成，則它的瞬心總數(shù)為：N=k(k-1)/2

3.1速度瞬心及其應(yīng)用3.速度瞬心的位置:直接構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副間接構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副:三心定理:作平面運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，它們位于同一直線上。兩構(gòu)件通過轉(zhuǎn)動(dòng)副直接相連兩構(gòu)件通過移動(dòng)副直接相連兩構(gòu)件通過高副直接相連3.1速度瞬心及其應(yīng)用小結(jié)：常用在構(gòu)件較少的機(jī)構(gòu)中，不適用多桿機(jī)構(gòu)找瞬心時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況找所用的瞬心只適用于速度分析，不適用加速度分析只適用一個(gè)或幾個(gè)位置的求解，不適于多位置或一個(gè)周期內(nèi)的速度、加速度分析3.2桿組法及其應(yīng)用掌握桿組法原理,求解思路和求解過程基本思路：將平面連桿機(jī)構(gòu)分解成作為原動(dòng)件的單桿構(gòu)件和幾個(gè)基本桿組。單桿構(gòu)件和基本桿組已有編好的子程序。在用計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，可直接調(diào)用子程序，而使主程序的編寫大為簡(jiǎn)化。四、平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1圖解法***已知連桿位置，設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)已知連架桿位置，設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)已知連桿機(jī)構(gòu)的急回系數(shù)，設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)4.2解析法已知連架桿位置，設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)已知連桿上某點(diǎn)的軌跡，設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)4.3實(shí)驗(yàn)法4.4最優(yōu)化方法(了解）4.1圖解法1、已知連桿位置，設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)相當(dāng)于已知圓弧上的幾點(diǎn),求其圓心位置4.1圖解法2、已知連架桿位置，設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)用剛化反轉(zhuǎn)法,將此問題轉(zhuǎn)化為前一問題。剛化反轉(zhuǎn)法原理4.1圖解法3、已知曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回系數(shù)K，搖桿的長(zhǎng)度及擺角，設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)已知曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的急回系數(shù)K，滑塊的行程H，設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)4.2解析法掌握求解思路和求解過程給定不同設(shè)計(jì)初始條件,設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)分別能實(shí)現(xiàn)的精確位置數(shù)目.4.3實(shí)驗(yàn)法了解其操作過程和特點(diǎn)4.4最優(yōu)化方法---附加介紹機(jī)械的最優(yōu)化設(shè)計(jì)：根據(jù)機(jī)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)理論，采用數(shù)學(xué)上的最優(yōu)化方法，借助電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，使所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)最優(yōu)地滿足預(yù)定的各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求，從而得到優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。4.4最優(yōu)化方法優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟：

1）根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求，將所研究的問題用數(shù)學(xué)方程式描述出來，即建立供優(yōu)化設(shè)計(jì)用的數(shù)學(xué)模型，它包括設(shè)計(jì)要求，附加條件等：

2）根據(jù)所建立數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)，恰當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)淖顑?yōu)化方法，上機(jī)求解；

3）對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行分析，以判斷其實(shí)用性；空間連桿機(jī)構(gòu)了解定義,常用命名方法,主要特點(diǎn)第二章作業(yè)(2.3)－－曲柄（整轉(zhuǎn)副）存在條件(2.11)－－速度瞬心－三心定理(2.15)－－剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(2.21)－－函數(shù)生成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)－剛化反轉(zhuǎn)課外題1（附加分）圖1單跨可展機(jī)構(gòu)

課外題1（附加分）

圖1為一單跨可展機(jī)構(gòu)。步進(jìn)電機(jī)與桿5固結(jié)在一起，螺旋副螺距為1mm或2mm，步進(jìn)電機(jī)以10r/s的速度勻速旋轉(zhuǎn)，過渡過程（勻加速，電機(jī)轉(zhuǎn)速從0平滑過渡到10r/s的時(shí)間）為0.05s。機(jī)構(gòu)初始位置取β＝10度，β為桿1和桿5之間的夾角。桿件2、3和4均為長(zhǎng)度500mm，外徑7.5mm，壁厚1.25mm的合金管；彈性模量，質(zhì)量密度為。參考坐標(biāo)系原點(diǎn)取機(jī)構(gòu)展開運(yùn)行前鉸A的軸心。課外題1（附加分）試求：1.在伸展和收縮過程中的各鉸點(diǎn)和構(gòu)件3中點(diǎn)的位移、速度、加速度及各構(gòu)件的角速度及角加速度。2.寫出相應(yīng)的公式，求解步驟、畫出計(jì)算流程圖。3.給出相應(yīng)的曲線，并進(jìn)行分析。課外題2（附加分）

參見書中第2.5.4節(jié)“急回機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)”的圖2.58,試分析曲柄軸心A在弧C1C2和弧FG選取時(shí)的情況。要求繪出各種情況的圖形，以及給出分析的解析式。第三章凸輪機(jī)構(gòu)3.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成、類型、特點(diǎn)及應(yīng)用3.2從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律及選擇3.3用圖解法設(shè)計(jì)凸輪廓線3.4用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線3.5凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定3.6.凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)3.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成、類型、特點(diǎn)及應(yīng)用1.凸輪機(jī)構(gòu)的組成2.凸輪機(jī)構(gòu)的類型3.凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用3.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成、類型、特點(diǎn)及應(yīng)用

凸輪機(jī)構(gòu)的組成:

凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架這三個(gè)基本構(gòu)件所組成的一種高副機(jī)構(gòu)。力封閉（鎖合）凸輪機(jī)構(gòu)：利用重力、彈簧力或其他外力使從動(dòng)件與凸輪輪廓始終保持接觸凸輪機(jī)構(gòu)。形封閉（鎖合）凸輪機(jī)構(gòu)：利用高副元素本身的幾何形狀使從動(dòng)件與凸輪輪廓始終保持接觸凸輪機(jī)構(gòu)。3.2從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律及選擇一、基本概念二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇原則四、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)曲線的拼接一、基本概念凸輪的基圓：在凸輪機(jī)構(gòu)中,以凸輪輪廓的最小向徑r0為半徑所作的圓。r0為基圓半徑；行程（升距）：從動(dòng)件上升的最大距離h。二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律(余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律)4.擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律(正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律)5.多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：從動(dòng)件在推程的前半個(gè)行程作等加速運(yùn)動(dòng)，后半個(gè)行程作等減速運(yùn)動(dòng)，通常加速度和減速度的絕對(duì)值相等。二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律(余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律)質(zhì)點(diǎn)在圓周上作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在這個(gè)圓的直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：有柔性沖擊，適用于中速場(chǎng)合。二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4.擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律(正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律)：一個(gè)滾圓在直線上勻速純滾動(dòng)時(shí)，圓周上一點(diǎn)所描擺線軌跡在直線上投影點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。特點(diǎn)：無剛性沖擊、柔性沖擊，適用于高速場(chǎng)合。二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律5.多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律：位移曲線方程：s=c0+c1+c22+...+cnn三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律

的選擇原則四、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)曲線

的拼接從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)曲線拼接的原則:1.滿足運(yùn)動(dòng)要求;2.滿足邊界條件－位移、速度和加速度在連接點(diǎn)處應(yīng)分別相等;3.最大速度及加速度盡可能小;3.3用圖解法設(shè)計(jì)凸輪廓線一、反轉(zhuǎn)法原理二、圖解法設(shè)計(jì)凸輪廓線1.直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)

尖底偏置、滾子、平底

從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)

2.擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)3.擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)一、反轉(zhuǎn)法原理熟練掌握反轉(zhuǎn)法原理，并能靈活應(yīng)用。二、圖解法設(shè)計(jì)凸輪廓線重點(diǎn)掌握利用反轉(zhuǎn)法原理，設(shè)計(jì)各類凸輪廓線。能夠從凸輪廓線中，反求出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移曲線；會(huì)求凸輪廓線各點(diǎn)的壓力角和凸輪轉(zhuǎn)角。3.4用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線

（了解）概念:理論廓線,實(shí)際廓線,刀具中心軌跡1.移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)2.移動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)3.擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)3.5凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定一、壓力角及其許用值:二、凸輪基圓半徑的確定:

解析法或查Nomogram三、滾子半徑的選擇

運(yùn)動(dòng)失真四、平底寬度的確定一、壓力角及其許用值:1.壓力角與作用力的關(guān)系：2.壓力角與機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系3.壓力角許用值:4.從動(dòng)件偏置方向的確定:

一、壓力角及其許用值:壓力角:在不計(jì)摩擦的情況下,凸輪對(duì)從動(dòng)件作用力的方向與從動(dòng)件上力作用點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角。從減少推力，避免自鎖，使機(jī)構(gòu)具有良好的受力狀況來看，壓力角越小越好。一、壓力角及其許用值:2.壓力角與機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系從使機(jī)構(gòu)尺寸緊湊的觀點(diǎn)來看，壓力角越大越好。3.壓力角許用值:

推程:移動(dòng)從動(dòng)件壓力角許用值[]=30o~38o擺動(dòng)從動(dòng)件壓力角許用值[]=45o?；爻?[]=70o~80o一、壓力角及其許用值:4.從動(dòng)件偏置方向的確定:目的:通過選取適當(dāng)?shù)钠梅较騺淼玫捷^小的推程壓力角。若凸輪逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件偏于凸輪軸心右側(cè)。若凸輪順時(shí)針回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件偏于凸輪軸心左側(cè)。二、凸輪基圓半徑的確定:凸輪基圓半徑選擇的前提：[]

求出max，令max＝[]，確定凸輪的最小基圓半徑r0min。諾模圖的用法：根據(jù)工作要求的[]，近似確定出凸輪的r0min

根據(jù)所選用的基圓半徑來校核max三、滾子半徑的選擇運(yùn)動(dòng)失真：從動(dòng)件不能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的現(xiàn)象。運(yùn)動(dòng)失真的原因：凸輪理論廓線的最小曲率半徑小于等于滾子半徑。避免運(yùn)動(dòng)失真的方法：減小滾子半徑增大基圓半徑一般取amin=min-rr3--5mm{rr＝（0.1--0.5)r0}四、平底寬度的確定運(yùn)動(dòng)失真的原因：基圓半徑太小。平底的總寬度b=b’+b”b’=(ds/d)max+bb”=(ds/d)min+b結(jié)論：凸輪廓線的幾何形狀與偏距無關(guān)。適當(dāng)選擇偏置是為了減輕從動(dòng)件的過大的彎曲應(yīng)力。3.6.凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)了解和掌握凸輪機(jī)構(gòu)的完整設(shè)計(jì)過程注意設(shè)計(jì)的目標(biāo)以及在程序流程圖中的實(shí)現(xiàn)第三章凸輪機(jī)構(gòu)

作業(yè)題3.3：從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的拼接；題3.5：偏置移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪廓線設(shè)計(jì)；題3.12：反轉(zhuǎn)法應(yīng)用及壓力角概念；題3.15：采用諾模圖。第四章齒輪機(jī)構(gòu)基本要求：掌握漸開線的性質(zhì)、方程及漸開線齒廓的嚙合特性掌握漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)應(yīng)滿足的條件掌握齒輪加工的范成原理、齒廓根切的原因及解決措施掌握直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)掌握其它齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比計(jì)算及正確嚙合條件第四章齒輪機(jī)構(gòu) 4.1齒輪機(jī)構(gòu)的類型及功用 4.2齒廓嚙合基本定律 4.3圓的漸開線及其性質(zhì)4.4漸開線齒廓的嚙合及其特性4.5漸開線直齒圓柱齒輪 4.6漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng) 4.7漸開線齒輪的加工

第四章齒輪機(jī)構(gòu) 4.8漸開線變位齒輪4.9漸開線直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.10斜齒圓柱齒輪 4.11蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu) 4.12圓錐齒輪機(jī)構(gòu) 4.13非圓齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 實(shí)驗(yàn)：漸開線齒輪測(cè)繪及范成原理 4．1齒輪機(jī)構(gòu)的類型及功用齒輪機(jī)構(gòu)的類型1．平面齒輪機(jī)構(gòu)：直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu)人字齒輪機(jī)構(gòu)2．空間齒輪機(jī)構(gòu)：交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)圓錐齒輪機(jī)構(gòu)

4．2齒廓嚙合基本原理齒輪（GEAR）：在輪緣上按一定規(guī)律分布著許多齒的輪子。齒輪機(jī)構(gòu)是依靠主動(dòng)輪的齒廓推動(dòng)從動(dòng)輪的齒廓來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的傳遞。嚙合：兩條齒廓曲線的相互接觸。傳動(dòng)比：兩輪的瞬時(shí)角速度之比

i12=w1/w24．2齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律：在嚙合傳動(dòng)的任一瞬時(shí)，兩輪齒廓曲線在相應(yīng)接觸的公法線必須通過按給定傳動(dòng)比確定的該瞬時(shí)（固定〕的節(jié)點(diǎn)。即i12=w1/w2=O2C/O1C=r2/r1=常數(shù)4．2齒廓嚙合基本定律節(jié)圓：一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，過節(jié)點(diǎn)相互作純滾動(dòng)的兩個(gè)圓。中心距：兩齒輪連心線。共軛齒廓：能滿足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)曲線為共軛曲線。以共軛曲線作為一對(duì)齒輪的齒廓曲線稱共軛齒廓。4.3圓的漸開線及其性質(zhì)一、漸開線的形成二、漸開線的性質(zhì)三、漸開線的方程一、漸開線的形成當(dāng)一直線沿一個(gè)圓的圓周作純滾動(dòng)時(shí),直線上任意一點(diǎn)K的軌跡AK稱為該圓的漸開線基圓rb發(fā)生線展角二、漸開線的性質(zhì)1.因發(fā)生線在基圓上做純滾動(dòng)，KB=AB2.KB為漸開線在K點(diǎn)處的法線且與基圓相切。KB為漸開線在K點(diǎn)處的曲率半徑，B點(diǎn)為K處的曲率中心?；鶊A上的漸開線的初始點(diǎn)A的曲率半徑為0。3.兩條同向（反向）漸開線是法向等距曲線。二、漸開線的性質(zhì)4.漸開線的形狀取決于基圓的大小。當(dāng)基圓半徑為無窮大時(shí)，漸開線將變成一條斜直線既齒條的齒廓曲線。5.基圓內(nèi)無漸開線。三、漸開線的方程rk=rb/coskk=invk=tgk---k4.4漸開線齒廓的嚙合及其特點(diǎn)一、漸開線齒廓滿足齒廓嚙合的基本定律二、漸開線齒廓嚙合的特點(diǎn)：三、齒輪齒條嚙合及內(nèi)嚙合一、漸開線齒廓滿足齒廓嚙合的基本定律漸開線齒廓能保證實(shí)現(xiàn)定角速比嚙合傳動(dòng)

i12=w1/w2=O2C/O1C=r2/r1

＝rb2/rb1=常數(shù)二、漸開線齒廓嚙合的特點(diǎn)：一對(duì)漸開線的嚙合過程相當(dāng)于其節(jié)圓的純滾動(dòng)。嚙合線（嚙合線、力作用線、基圓的內(nèi)公切線、齒廓接觸點(diǎn)的公法線四線重合）嚙合角（嚙合角為節(jié)圓壓力角）齒輪傳動(dòng)的可分性；中心距略有變化，傳動(dòng)比不變?nèi)X輪齒條嚙合齒輪齒條嚙合速比關(guān)系：

vp/1=o1C=r1=常數(shù)齒輪齒條的特點(diǎn)：齒輪齒條嚙合相當(dāng)于齒輪節(jié)圓與齒條節(jié)線作純滾動(dòng)。齒條齒廓上各點(diǎn)壓力角相等，且等于嚙合角齒輪與齒條相對(duì)位置變化，僅齒條上節(jié)線位置變化，嚙合角與速比關(guān)系均不變。4.5漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪一、齒輪各部分的名稱和基本參數(shù)二、幾何尺寸和基本參數(shù)的關(guān)系三、標(biāo)準(zhǔn)齒條的特點(diǎn)：四、任意圓上的齒厚：一、齒輪各部分的名稱和基本參數(shù)

齒數(shù)、齒距、模數(shù)、分度圓、分度圓壓力角、齒頂高、齒根高、頂隙標(biāo)準(zhǔn)齒輪：具有標(biāo)準(zhǔn)壓力角和模數(shù)具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根高分度圓上的齒厚等于齒槽寬的齒輪。二、幾何尺寸和基本參數(shù)的關(guān)系*基本參數(shù)（m,z,a,ha*,c*)*幾何尺寸基本參數(shù)正常齒制

m>=1,ha*=1,c*=0.25

m<=1,ha*=1,c*=0.35短齒制m>=1,ha*=0.8,c*=0.3幾何尺寸分度圓、齒距、模數(shù)、基圓、基圓齒距、齒厚與槽寬、齒頂高、齒根高、全齒高、齒頂圓、齒根圓三、標(biāo)準(zhǔn)齒條的特點(diǎn)：與齒頂線平行的各直線是的齒距都相等壓力角等于齒形角四、任意圓的齒厚（sk)任意圓齒厚：Si=sri/r-2ri(invi-inv)齒頂圓齒厚：Sa=sra/r-2ra(inva-inv)節(jié)圓齒厚：S’=sr’/r-2r’(inv’-inv)基圓齒厚：sb=cos(s+mzinv)4.6漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)一、輪齒嚙合過程：二、正確嚙合條件三、連續(xù)傳動(dòng)條件——重合度（ea

1)四、無齒側(cè)嚙合條件——一個(gè)齒輪的節(jié)圓齒厚等于另一個(gè)齒輪的節(jié)圓齒槽寬一、輪齒嚙合過程實(shí)際嚙合線：嚙合點(diǎn)的實(shí)際軌跡B1B2齒廓工作段：實(shí)際參加嚙合的齒廓二、正確嚙合條件兩齒輪的法向齒距必須相等兩齒輪的基圓齒距必須相等

pb1=pb2m1cos1=m2cos2標(biāo)準(zhǔn)化前，m1與m2

，1與2均可不等，滿足上述條件即可。標(biāo)準(zhǔn)化后，m1=m2

，1=2三、連續(xù)傳動(dòng)條件B1B2pb重合度（ea

1)四、無齒側(cè)嚙合條件一個(gè)齒輪的節(jié)圓齒厚等于另一個(gè)齒輪的節(jié)圓齒槽寬s1’=e2’;s2’=e1’標(biāo)準(zhǔn)安裝：標(biāo)準(zhǔn)齒輪作無齒側(cè)嚙合時(shí)，節(jié)圓與分度圓重合非標(biāo)準(zhǔn)安裝：acosa=acosa

4.7漸開線齒輪的加工齒輪齒條嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)漸開線齒輪的的切制原理和方法4.7.1齒輪齒條嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)1齒條的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：齒廓不同高度上的壓力角相等齒廓不同高度上的齒距相等齒條中線：齒條上齒厚等于齒槽寬的高度線4.7.1齒輪齒條嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)2齒輪齒條嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)安裝：齒輪分度圓等于節(jié)圓齒條中線與節(jié)線重合嚙合角等于分度圓壓力角非標(biāo)準(zhǔn)安裝：齒輪分度圓等于節(jié)圓齒條中線不與節(jié)線重合

嚙合角等于分度圓壓力角4.7.1齒輪齒條嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪與齒條嚙合的重合度4.7.2漸開線齒輪的的切制原理和方法仿形法范成法范成法從幾何角度講，用范成法切制齒輪的過程與一對(duì)齒輪作無側(cè)隙嚙合傳動(dòng)的過程相似，主要不同在：1）已知兩齒輪角速度及一個(gè)齒輪的齒廓曲線，求另一齒廓曲線；2）一個(gè)輪為d=da的毛坯，另一個(gè)為齒輪刀具，具有切削運(yùn)動(dòng)和切削功能；3）刀具的齒頂高比原齒頂高出c*m原動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)w1主動(dòng)齒輪從動(dòng)齒輪嚙合運(yùn)動(dòng)w2運(yùn)動(dòng)w2齒輪傳動(dòng)過程齒輪刀具齒輪毛坯齒輪產(chǎn)品

切削齒輪切削機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)w1范成過程齒條型刀具范成加工齒輪時(shí)的兩個(gè)重要因素1運(yùn)動(dòng)條件:z=2v刀/m2幾何條件:

L-r=xm4.8漸開線變位齒輪漸開線齒廓的根切漸開線齒廓的變位修正變位齒輪的嚙合傳動(dòng)4.8.1漸開線齒廓的根切根切：用范成法加工齒輪時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)刀具的齒頂部分把被加工齒輪齒根部分已經(jīng)范成出來的漸開線齒廓切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。1產(chǎn)生根切的原因：刀具的齒頂線超過了嚙合線與基圓的切點(diǎn)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生根切現(xiàn)象，即CBN>CN14.8.1漸開線齒廓的根切2避免根切的措施:CBN<CN1增加被加工齒輪齒數(shù)Z,增大基圓半徑,使CN1變大降低刀具齒頂線(增大L)4.8.1漸開線齒廓的根切3直齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)

zzmin=2ha*/sin2當(dāng)=20,ha*=1,zmin=17當(dāng)=20,ha*=0.8,zmin=144直齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最小變位系數(shù)

xxmin=ha*(zmin-z)/zmin4.8.2漸開線齒廓的變位修正1標(biāo)準(zhǔn)齒輪的局限性：最小齒數(shù)受限，否則發(fā)生根切，降低齒輪的彎曲強(qiáng)度，并使重合度降低多級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，中心距很難保證在傳動(dòng)系統(tǒng)中，小齒輪易損壞，難以保證等強(qiáng)度和等壽命設(shè)計(jì)4.8.2漸開線齒廓的變位修正2齒輪的變位修正齒輪變位修正法：用改變刀具與輪坯相對(duì)位置來范成加工齒輪的方法。齒輪變位修正的優(yōu)點(diǎn)：*配湊中心距，實(shí)現(xiàn)無側(cè)隙嚙合傳動(dòng)*改善傳動(dòng)性能*縮小傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸4.8.2漸開線齒廓的變位修正3.變位齒輪尺寸計(jì)算分度圓齒厚及任意圓齒厚公法線長(zhǎng)度變位齒輪分度圓齒厚及任意圓齒厚分度圓齒厚變位齒輪分度圓齒厚及任意圓齒厚任意圓齒厚基圓齒厚兩反向漸開線公法線長(zhǎng)度公式

（實(shí)驗(yàn)用－不必推導(dǎo)）Wk=(k-1)pb+sbwk=mcos[(k-0.5)+zinv]wk’=mcos[(k-0.5)+zinv]+2xmsinX=(wk’-wk)/(2msin)Wk+1--Wk=pb=mcos

4.8.3變位齒輪的嚙合傳動(dòng)1.無齒側(cè)間隙嚙合方程式因?yàn)樽兾积X輪無齒側(cè)間隙嚙合條件為:s1’=e2’,s2’=e1’因此p’=s1’+e1’=s1’+s2’

故inv’

=2(x1+x2)tg/(z1+z2)+inv4.8.3變位齒輪的嚙合傳動(dòng)2.中心距與中心距變動(dòng)系數(shù):中心距a’=r1’+r2’=(r1+r2)cos/cos’=acos/cos’中心距變動(dòng)系數(shù)y:ym=a’-a4.8.3變位齒輪的嚙合傳動(dòng)

3.齒高變動(dòng)系數(shù)ya”=r1+r2+(x1+x2)m

ym=a”-a’=(x1+x2)m-ymha=(ha*+x-y)m,hf=(ha*+c*-x)mra=r+ha

rf=r-hf4.9漸開線變位齒輪

的傳動(dòng)類型及其設(shè)計(jì)一、變位齒輪傳動(dòng)的類型

1.零傳動(dòng)x=x1+x2=0x1=x2=0x1=-x202.正傳動(dòng)x=x1+x2>03.負(fù)傳動(dòng)x=x1+x2<0一、變位齒輪傳動(dòng)的類型1.零傳動(dòng)x=x1+x2=0x1=x2=0標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)

x1=-x20等變位齒輪傳動(dòng)特點(diǎn):1)a’=a;’=;y=0;y=0

2)z=z1+z22zmin優(yōu)點(diǎn):1)結(jié)構(gòu)緊湊,小齒輪的齒數(shù)可以減少2)提高了齒輪的承載能力，小齒輪強(qiáng)度增加。3)改善了齒輪的磨損情況。;一、變位齒輪傳動(dòng)的類型2.正傳動(dòng)x=x1+x2>0特點(diǎn):a’>a;’>;y>0;y>0優(yōu)點(diǎn):1)結(jié)構(gòu)緊湊,小齒輪的齒數(shù)可以減少2)提高了齒輪的承載能力，小齒輪強(qiáng)度增加。3)改善了齒輪的磨損情況。4)可以配湊中心距缺點(diǎn):重合度減少;齒頂變尖。必須核驗(yàn)重合度和齒頂厚。sa0.4m一、變位齒輪傳動(dòng)的類型3.負(fù)傳動(dòng)x=x1+x2<0特點(diǎn):a’<a;’<

;y<0;y>0

應(yīng)用：配湊中心距二、變位齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：變位齒輪的基本參數(shù)：

m、z、x、ha*、c*、確定齒輪傳動(dòng)類型確定各齒輪的參數(shù)和尺寸：

m,z,x,a’,’,r,r’,rb,ra,rf正傳動(dòng)重合度正變位齒輪必須核驗(yàn)齒頂厚。三、變位系數(shù)的選擇基本要求：齒輪不發(fā)生根切齒頂不變尖重合度大于許用重合度不發(fā)生干涉兩齒面均衡磨損等應(yīng)用封閉圖齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟1.當(dāng)給定的原始參數(shù)為設(shè)計(jì)步驟:選定傳動(dòng)類型當(dāng)時(shí)必須用正傳動(dòng)當(dāng)時(shí),可用正,零或負(fù)傳動(dòng)確定齒輪計(jì)算并校核齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟2.當(dāng)給定的原始參數(shù)為用計(jì)算,確定計(jì)算齒輪校核齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟3.當(dāng)給定的原始參數(shù)為用近似取計(jì)算齒輪齒數(shù)及尺寸校核4.10平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)一、概述二、斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點(diǎn)三、斜齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算四、平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件五、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的重合度六、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)七、優(yōu)缺點(diǎn)二、斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點(diǎn)1.形成2.嚙合特點(diǎn):點(diǎn)--線--點(diǎn)，嚙合線為斜線,輪齒為逐漸進(jìn)入嚙合，傳動(dòng)平穩(wěn)，實(shí)際嚙合線長(zhǎng),使重合度提高三、斜齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算法面參數(shù):標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)------用于齒輪加工端面參數(shù):尺寸計(jì)算------用于齒輪的嚙合傳動(dòng)三、斜齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算齒距與模數(shù)(法面,端面)壓力角(法面,端面)齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)(法面,端面)螺旋角三、斜齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算其它尺寸:中心距a=mt(z1+z2)/2=mn(z1+z2)/2cos

可通過改變螺旋角來滿足中心距的要求斜齒輪最小齒數(shù)比直齒輪小四、平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件端面內(nèi)的嚙合條件相當(dāng)于直齒輪:合槽條件:內(nèi)嚙合外嚙合五、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的重合度斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的重合度端面重合度=(z1(tgat1tgt)+z2(tgat2tgt))/2法面重合度=Bsin/mn六、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪的齒數(shù)應(yīng)用：選取銑刀強(qiáng)度分析選取變位系數(shù)七、優(yōu)缺點(diǎn)嚙合性能好重合度大，承載能力強(qiáng)機(jī)構(gòu)更緊湊制造成本與直齒輪相同有軸向力，=8°15°4.11

蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)用來實(shí)現(xiàn)兩交錯(cuò)軸間的傳動(dòng),其軸角通常為90°一、蝸桿蝸輪的形成二、蝸桿蝸輪的分類三、蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件四、主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算五、蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)三、蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件主平面：通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面。正確嚙合條件：在主平面內(nèi)相當(dāng)于齒輪與齒條的嚙合傳動(dòng)且旋向相同四、主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算1、蝸桿的導(dǎo)程角

d1蝸桿中圓直徑

pz:螺旋線的導(dǎo)程

四、主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算2.特征系數(shù)：為了便于滾刀標(biāo)準(zhǔn)化，減少刀具型號(hào)五、蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):1.傳動(dòng)比大

2.可實(shí)現(xiàn)自鎖

3.結(jié)構(gòu)緊湊缺點(diǎn)：1.機(jī)械效率低，具有自鎖性的更是如此

2.齒面相對(duì)滑動(dòng)速度大，易磨損

3.軸向力大，軸承摩擦損失大4.12

直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)圓錐齒輪機(jī)構(gòu)用來實(shí)現(xiàn)兩相交軸之間的傳動(dòng)，通常軸角＝90°一、齒面的形成及其嚙合二、背錐和當(dāng)量齒數(shù)三、直齒圓錐齒輪的嚙合傳動(dòng)一、齒面的形成及其嚙合圓平面s沿基圓錐作純滾動(dòng)，形成球面漸開線。圓錐齒輪的齒廓曲線為球面漸開線輪齒分布在一個(gè)截圓錐體上,齒形從大端到小端逐漸變小,通常取大端的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值球面漸開線如何展成平面？二、背錐與當(dāng)量齒數(shù)背錐：作圓錐與球面切于圓錐齒輪大端分度圓。

背錐－－扇形平面－－補(bǔ)成圓形當(dāng)量齒數(shù)：zv=z/cos選銑刀不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)計(jì)算重疊系數(shù),齒頂齒厚強(qiáng)度校核三、直齒圓錐齒輪的嚙合傳動(dòng)1.正確嚙合條件

大端處且均標(biāo)準(zhǔn)為值兩輪的錐距相等、錐頂重合。三、直齒圓錐齒輪的嚙合傳動(dòng)2.重合度計(jì)算:3.傳動(dòng)比:三、直齒圓錐齒輪的嚙合傳動(dòng)4.尺寸計(jì)算

計(jì)算端面:大端面標(biāo)準(zhǔn)值:大端面正常齒:短齒:分度圓錐角,錐距,齒頂與齒根圓,齒頂與齒根角非圓齒輪機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比傳動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu).其節(jié)線為非圓曲線;推薦的練習(xí)題4.3利用漸開線性質(zhì)及方程4.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式4.8嚙合傳動(dòng)應(yīng)滿足的條件4.13齒輪范成加工原理4.18變位、傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.20傳動(dòng)設(shè)計(jì)第5章輪系

本章基本要求熟練掌握輪系類型的區(qū)分方法；熟練掌握定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和混合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算（大小和方向）；掌握周轉(zhuǎn)輪系中各輪齒數(shù)的確定。第5章輪系5.1輪系及其分類5.2定軸輪系的傳動(dòng)比與應(yīng)用5.3周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比與應(yīng)用5.4混合輪系的傳動(dòng)比與應(yīng)用5.5行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇5.6新型齒輪傳動(dòng)5.1輪系及其分類輪系是由一系列齒輪所組成的傳動(dòng)系統(tǒng)分類:定軸輪系(ordinarygeartrain)

周轉(zhuǎn)輪系(planetarygeartrain)

混合輪系(compositegeartrain)定軸輪系：在輪系運(yùn)動(dòng)時(shí)，其各輪軸線的位置固定不動(dòng)的輪系。5.1輪系及其分類

周轉(zhuǎn)輪系:在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線是繞另一個(gè)齒輪幾何軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的輪系。行星輪:作自轉(zhuǎn)同時(shí)又公轉(zhuǎn)的齒輪。系桿：帶動(dòng)行星輪作公轉(zhuǎn)的桿件H

中心輪:行星輪所繞之公轉(zhuǎn)的定軸齒輪1和3周轉(zhuǎn)輪系分：行星輪系F=1

差動(dòng)輪系F=25.1輪系及其分類混合輪系：將兩個(gè)（或幾個(gè)）基本輪系適當(dāng)聯(lián)接而成的輪系。5.2定軸輪系的傳動(dòng)比與應(yīng)用一、定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算：二、定軸輪系的應(yīng)用：一、定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算概念:輪系傳動(dòng)比=輸入軸角速度/輸出軸角速度即速比有大小和方向傳動(dòng)比大小的計(jì)算:一、定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算一、定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算：傳動(dòng)比計(jì)算:結(jié)論:定軸輪系的傳動(dòng)比的大小等于組成該定軸輪系的各對(duì)嚙合齒輪傳動(dòng)比的連乘積，其大小等于各對(duì)嚙合齒輪中所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積與所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積之比。方向可標(biāo)在圖中，亦可在傳動(dòng)比的數(shù)值前加正負(fù)號(hào)。一、定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向的確定:1.輪系中各輪幾何軸線相互平行;2.所有齒輪的幾何軸線不都平行，但首尾兩輪的幾何軸線平行;3.首尾兩輪的幾何軸線不平行。二、定軸輪系的應(yīng)用總結(jié):1.實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng);2.實(shí)現(xiàn)傳遞相距較遠(yuǎn)的兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；3.獲得較大的傳動(dòng)比；4.實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)；5.實(shí)現(xiàn)換向傳動(dòng)。5.3周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比與應(yīng)用一、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比二、周轉(zhuǎn)輪系的與應(yīng)用一、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比基本思路轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu):周轉(zhuǎn)輪系中,在保證相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變的情況下,給整個(gè)機(jī)構(gòu)加,此時(shí)H不動(dòng),周轉(zhuǎn)輪系變?yōu)槎ㄞD(zhuǎn)輪系,此機(jī)構(gòu)為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)。一、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算構(gòu)件代號(hào):原有角速度在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中的角速度

123H一、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比由于轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)為定軸輪系,故可以利用定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算,故

表示轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中,第一輪與第三輪的速比“”表示在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中齒輪1和齒輪3的轉(zhuǎn)向相反(并不表示它們的絕對(duì)轉(zhuǎn)向也相反)一、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比由上面的分析,設(shè)周轉(zhuǎn)輪系的兩個(gè)中心輪分別為1和n,系桿為H,則其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為:

用定軸輪系的方法定一、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比

注意:

是轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比,其大小和方向均按定軸輪系的方法分析,此方向僅表示轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中的各輪的轉(zhuǎn)向。是周轉(zhuǎn)輪系中各基本構(gòu)件的真實(shí)角速度。在差動(dòng)輪系中,由于其自由度為2,則必須已知兩個(gè)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,機(jī)構(gòu)才具有確定的運(yùn)動(dòng)。一、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比由于具有轉(zhuǎn)向,故當(dāng)已知某兩個(gè)運(yùn)動(dòng)規(guī)律即角速度轉(zhuǎn)向相反時(shí),若設(shè)一個(gè)為正,則另一個(gè)為負(fù),求出第三個(gè)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)向根據(jù)計(jì)算結(jié)果的正負(fù)來確定。二、周轉(zhuǎn)輪系的應(yīng)用1、獲得較大的傳動(dòng)比；2、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速傳動(dòng)；3、在體積小，重量輕的條件下，實(shí)現(xiàn)大功率傳動(dòng)；4、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解；5、利用行星運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械執(zhí)行構(gòu)件的復(fù)雜動(dòng)作；6、利用行星輪上各點(diǎn)不同的旋輪線軌跡，實(shí)現(xiàn)特殊的工作要求。5.4混合輪系的傳動(dòng)比與應(yīng)用一、混合輪系的傳動(dòng)比二、混合輪系的應(yīng)用一、混合輪系的傳動(dòng)比方法：1、首先分析組成混合輪系的基本輪系；

2、分別對(duì)基本輪系列傳動(dòng)比方程式；

3、找出各輪系的關(guān)系；

4、將各基本輪系傳動(dòng)比方程式聯(lián)立求解，即得混合輪系的傳動(dòng)比。

關(guān)鍵：正確劃分基本輪系。一、混合輪系的傳動(dòng)比

例1：已知各輪的齒數(shù)：Z1=30,Z2=30,Z3=90，=20,

求:一、混合輪系的傳動(dòng)比

首先分析輪系的組成，再分別對(duì)基本輪系列傳動(dòng)比方程

1.周轉(zhuǎn)輪系2.定軸輪系 表明I,II軸轉(zhuǎn)向相反

二、混合輪系的應(yīng)用1、獲得更大的傳動(dòng)比；2、變速轉(zhuǎn)向的方法更靈活多樣；3、在體積小，重量輕的條件下，實(shí)現(xiàn)更大功率傳動(dòng)；4、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解；5、利用行星運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械執(zhí)行構(gòu)件的復(fù)雜動(dòng)作；6、行星輪上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡更加復(fù)雜。5.5行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇行星輪系中各輪齒數(shù)應(yīng)滿足的條件:1、傳動(dòng)比條件：

2、同心條件：

3、均布條件：

4、鄰接條件；（校核用）這里：K是行星輪個(gè)數(shù)，N為正整數(shù)。以上對(duì)單排2K-H機(jī)構(gòu)，且標(biāo)準(zhǔn)齒輪和高度變位齒輪推得5.5行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇例:設(shè)計(jì)一個(gè)單排2K–H型負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)行星輪系i1H=7.33,各輪均采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪,試確定各齒輪的齒數(shù)及行星輪個(gè)數(shù)。解：則Z1齒數(shù)為：N:2233445566··· Z1:1218243036···Z1不發(fā)根切的最少齒數(shù)為：17另設(shè)K=3,則同理：校核鄰接條件成立。故所設(shè)計(jì)的2K–H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)為：5.6新型齒輪傳動(dòng)一、漸開線少齒差行星傳動(dòng)

特點(diǎn)：1、傳動(dòng)比大；

2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，體積小、重量輕；

3、由于采用漸開線齒，加工及裝配維修方便；

4、傳動(dòng)效率高。5.6新型齒輪傳動(dòng)缺點(diǎn)：1、由于存在少齒差內(nèi)嚙合傳動(dòng)，若仍采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪則會(huì)發(fā)生齒頂相碰和齒廓重迭現(xiàn)象。一般采用降低齒頂高系數(shù)和采用角變位正出傳動(dòng)兩者結(jié)合的辦法。必須核驗(yàn)重迭系數(shù)。

2、由于嚙合角變大，導(dǎo)致軸承壓力增大，加之還需要一個(gè)輸出機(jī)構(gòu)，故傳遞的功率受到一些限制；常用在中、小型功率傳動(dòng)。5.6新型齒輪傳動(dòng)二、擺線針輪行星傳動(dòng)特點(diǎn)：1、減速比大； 2、結(jié)構(gòu)緊湊； 3、傳動(dòng)效率高； 4、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力高； 5、使用壽命長(zhǎng)； 6、與漸開線少齒差行星傳動(dòng)相比，無齒頂相撞和齒廓重迭干涉現(xiàn)象。5.6新型齒輪傳動(dòng)缺點(diǎn)：1、制造成本高； 2、加工工藝復(fù)雜5.6新型齒輪傳動(dòng)三、諧波齒輪傳動(dòng)應(yīng)做的題目：1、習(xí)題集中的例5：如何封閉差動(dòng)輪系2、5.19：混合輪系傳動(dòng)比3、5.20：實(shí)現(xiàn)變速4、5.25：設(shè)計(jì)周轉(zhuǎn)輪系第六章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

基本要求掌握間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有哪幾種常見類型；掌握間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理、特點(diǎn)、功能和適用場(chǎng)合。第六章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一、棘輪機(jī)構(gòu):主動(dòng)件為搖桿做往復(fù)擺動(dòng)，從動(dòng)件棘輪做單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。適用于低速輕載場(chǎng)合。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)角度。缺點(diǎn)：有較大沖擊和噪音，轉(zhuǎn)動(dòng)精度較差。動(dòng)程和動(dòng)停比的調(diào)節(jié)方法。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（續(xù)）二、槽輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)件撥盤以等角速度作連續(xù)回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件槽輪作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。它適用于中速場(chǎng)合。特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，外形尺寸小，機(jī)械效率較高，能較平穩(wěn)、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)角大小不能調(diào)節(jié)，有較大沖擊。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（續(xù)）三、不完全齒輪機(jī)構(gòu)：特點(diǎn)：從動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一周的停歇時(shí)間、運(yùn)動(dòng)時(shí)間及每次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度變化范圍較大，設(shè)計(jì)較靈活。常用于多工位、多工序的自動(dòng)機(jī)或生產(chǎn)線中。缺點(diǎn)：加工工藝較復(fù)雜，沖擊較大，適用于低速、輕載的場(chǎng)合。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（續(xù)）四、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：可以合理地選擇轉(zhuǎn)盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，傳動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)力特性好，沖擊振動(dòng)小，且轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)位精確，不需要專門的定位裝置，主要用于高速轉(zhuǎn)位（分度〕機(jī)構(gòu)中。缺點(diǎn)：加工較復(fù)雜，精度要求較高，裝配調(diào)整較困難。第七章其它常用機(jī)構(gòu)了解螺旋機(jī)構(gòu)、摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶輪機(jī)構(gòu)、鏈輪機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。螺旋機(jī)構(gòu)主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，能將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直移運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性高，降速比大，可傳遞很大的軸向力，工作平穩(wěn)、無噪音，有自鎖作用。缺點(diǎn)：效率低，需有反向機(jī)構(gòu)才能反向運(yùn)動(dòng)。第八章組合機(jī)構(gòu)掌握組合機(jī)構(gòu)的概念及各種組合方式的特點(diǎn)；掌握各類組合機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和功能；學(xué)會(huì)采用機(jī)構(gòu)的組合設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)；了解組合機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)的基本思路。本章內(nèi)容8-1基本機(jī)構(gòu)及其組合8-2組合機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用8-3常用組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8-1基本機(jī)構(gòu)及其組合一、常用基本機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其固有的局限性二、機(jī)構(gòu)的組合及其組合機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的組合是發(fā)展新機(jī)構(gòu)的重要方法之一，機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中的單個(gè)基本機(jī)構(gòu)稱為子機(jī)構(gòu)。1.機(jī)構(gòu)的組合方式：(1)串聯(lián)式組合(2)并聯(lián)式組合(3)反饋式組合(4)復(fù)合式組合2.組合機(jī)構(gòu):1、機(jī)構(gòu)的組合方式：（1）串聯(lián)式組合（combineinseries)

在機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，若前一級(jí)子機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件為后一級(jí)子構(gòu)件的輸入構(gòu)件，則這種組合方式稱為串聯(lián)式組合。

input output機(jī)構(gòu)I機(jī)構(gòu)II(2)并聯(lián)式組合（combineinparallel)

在機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，若n個(gè)子機(jī)構(gòu)共用同一個(gè)輸入構(gòu)件，而它們的輸出運(yùn)動(dòng)又同時(shí)輸入到一個(gè)多自由度的子機(jī)構(gòu)，從而形成一個(gè)自由度為1的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。

輸入

輸出機(jī)構(gòu)I機(jī)構(gòu)II機(jī)構(gòu)III(3)反饋式組合(feedbackcombining)

在機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，如果多自由度子機(jī)構(gòu)的一個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)是通過單自由度子機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件回授的，這種組合方式稱為反饋式組合。

輸入

輸出機(jī)構(gòu)I機(jī)構(gòu)II(4)復(fù)合組合(compoundcombining)

在機(jī)構(gòu)組合中若由一個(gè)或n個(gè)串聯(lián)的基本機(jī)構(gòu)去封閉一個(gè)具有兩個(gè)或多個(gè)自由度的基本機(jī)構(gòu)，這種組合方式稱為復(fù)合式組合。

輸入

輸出機(jī)構(gòu)I機(jī)構(gòu)II2.組合機(jī)構(gòu)：用一種機(jī)構(gòu)來約束和影響另一個(gè)多自由度機(jī)構(gòu)所形成的封閉式傳動(dòng)系統(tǒng)。或：n種基本機(jī)構(gòu)有機(jī)的聯(lián)系，互相協(xié)調(diào)和配合的傳動(dòng)系統(tǒng)。通常由并聯(lián)式組合、反饋式組合、復(fù)合式組合這三種組合方式所組成的機(jī)構(gòu)為組合機(jī)構(gòu)。基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)：組合機(jī)構(gòu)中，自由度大于1的差動(dòng)機(jī)構(gòu)稱為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)(fundamentalmechanism)附加機(jī)構(gòu)：自由度為1的基本機(jī)構(gòu)稱為附加機(jī)構(gòu)

(additionalmechanism).8-2組合機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用一、凸輪—連桿組合機(jī)構(gòu)由具有兩個(gè)自由度的連桿機(jī)構(gòu)+自由度為1的凸輪機(jī)構(gòu)組成能較容易地準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)從動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律1、利用凸輪—連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的

運(yùn)動(dòng)軌跡凸輪機(jī)構(gòu)1五桿機(jī)構(gòu)F=2凸輪機(jī)構(gòu)1

輸出輸出（P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡）2、利用凸輪—連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的

運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、齒輪—連桿組合機(jī)構(gòu)由定傳動(dòng)比的齒輪機(jī)構(gòu)和變傳動(dòng)比的連桿機(jī)構(gòu)組合而成特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)特性多，齒輪、連桿便于加工，精度易保證，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠1、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的齒輪—連桿機(jī)構(gòu)齒輪1五桿F=2齒輪1

輸入輸出F點(diǎn)軌跡2、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的齒輪—連桿機(jī)構(gòu)輸入1等速輸出5（變速）四桿機(jī)構(gòu)差動(dòng)輪系F=2三、齒輪—凸輪組合機(jī)構(gòu)多用來使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律輸入主動(dòng)件H

輸出齒輪1

構(gòu)件2差動(dòng)輪系F＝2凸輪四、聯(lián)動(dòng)凸輪組合方式多用來實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡

兩凸輪有機(jī)聯(lián)系、互相協(xié)調(diào)配合的傳動(dòng)系統(tǒng)凸輪1凸輪28-3常用組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析：先分析已知的基本機(jī)構(gòu)，在分析與其串聯(lián)的下一個(gè)基本機(jī)構(gòu)，其順序按框圖由左向右。設(shè)計(jì)：先設(shè)計(jì)一個(gè)基本機(jī)構(gòu)，然后再設(shè)計(jì)前一個(gè)基本機(jī)構(gòu)，把組合機(jī)構(gòu)化分成已知會(huì)的機(jī)構(gòu)最后設(shè)計(jì)出來。一、設(shè)計(jì)思路(對(duì)照書中圖例）：五桿機(jī)構(gòu)自由度為2，需要兩個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)。當(dāng)構(gòu)件1以等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿2上G點(diǎn)沿預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)，構(gòu)件4可得到確定的運(yùn)動(dòng)，并由此求出4（1）的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。根據(jù)輸出的運(yùn)動(dòng)軌跡或運(yùn)動(dòng)規(guī)律，恰當(dāng)設(shè)計(jì)出凸輪廓線。二、設(shè)計(jì)步驟：1、根據(jù)機(jī)構(gòu)的總體布局，選定A與預(yù)定軌跡曲線S的相對(duì)位置。2、選定、的尺寸。在S上找出與A軸之間的最近點(diǎn)C’

和最遠(yuǎn)點(diǎn)C”設(shè)計(jì)步驟〔續(xù)〕3、確定尺寸：hmax為曲線S與構(gòu)件4的導(dǎo)路角的最大距離，所以：>hmax

至此五桿機(jī)構(gòu)的尺寸全部確定4、繪制構(gòu)件4相對(duì)于構(gòu)件1的位置曲線SD(j1)5、根據(jù)結(jié)構(gòu)選定凸輪r0，按照SD(j)繪出凸輪廓線本章作業(yè)習(xí)題8.5習(xí)題8.10第九章開式鏈機(jī)構(gòu)9-1概述9-2開式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析9-3開式鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)9-1概述開式鏈機(jī)構(gòu)的定義：由開式運(yùn)動(dòng)鏈所組成的機(jī)構(gòu)，稱為開式鏈機(jī)構(gòu)。開式鏈機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：靈活但難以控制,運(yùn)動(dòng)分析復(fù)雜尤其是逆問題；每個(gè)關(guān)節(jié)都需要有驅(qū)動(dòng)源;機(jī)器人是一種自動(dòng)控制下通過編程可完成某些操作或移動(dòng)作業(yè)的機(jī)器人;9-1概述機(jī)器人與傳統(tǒng)的自動(dòng)機(jī)的區(qū)別:機(jī)器人是一種靈活的、萬能的、具有多目的用途的自動(dòng)化系統(tǒng)。易于調(diào)整來完成各種不同的勞動(dòng)作業(yè)和智能動(dòng)作,其中包括在變化之中及沒有事先說明的情況下的作業(yè)。機(jī)器人的操作稱為柔性自動(dòng)化。由連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等所組成的傳統(tǒng)的自動(dòng)機(jī)用于完成單一的重復(fù)的作業(yè)。傳統(tǒng)的自動(dòng)機(jī)的操作稱為固定自動(dòng)化.9-1概述機(jī)器人的作用:從事一般及特殊勞動(dòng).包括制造業(yè),制藥業(yè),微電子,深水,航空,挖掘,排險(xiǎn)及軍事,醫(yī)用,家用等.9-1概述機(jī)器人的基本組成:1.執(zhí)行系統(tǒng)(操作器);2.控制系統(tǒng);3.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);9-2開式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一、操作器的組成二、操作器的自由度三、操作器的結(jié)構(gòu)分類9-2開式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一、操作器的組成：操作器是機(jī)器人的執(zhí)行系統(tǒng)，是機(jī)器人握持工具或工件、完成各種運(yùn)動(dòng)和操作任務(wù)的機(jī)械部分。操作器是由機(jī)身、臂部、腕部和手部（末端執(zhí)行器）等組成。9-2開式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、操作器的自由度：操作器的自由度是指在確定操作器所有構(gòu)件的位置時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目。操作器的主運(yùn)動(dòng)鏈通常是一個(gè)裝在固定機(jī)架上的開式運(yùn)動(dòng)鏈。操作器中的運(yùn)動(dòng)副僅包含單自由度的運(yùn)動(dòng)鏈------轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和移動(dòng)關(guān)節(jié)。機(jī)器人操作器的自由度數(shù)目等于操作器中各運(yùn)動(dòng)部件自由度的總和。F=fi操作器臂部的運(yùn)動(dòng)稱為操作器的主運(yùn)動(dòng)，臂部各關(guān)節(jié)稱為操作器的基本關(guān)節(jié)。9-2開式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析為了使操作器手部能夠達(dá)到空間任一位置，通常的空間機(jī)器人操作器的臂部應(yīng)至少具有3個(gè)自由度。為了使操作器手部能夠達(dá)到平面任一位置，通常的平面機(jī)器人操作器的臂部應(yīng)至少具有2個(gè)自由度。9-2開式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析腕部的自由度主要是用來調(diào)整的姿態(tài)的為了使手爪在空間能取得任意要求的姿態(tài)，在通用的空間機(jī)器人操作器中，其腕部應(yīng)至少有3個(gè)自由度。為了使手爪在平面能取得任意要求的姿態(tài)，在通用的平面機(jī)器人操作器中，其腕部應(yīng)至少有1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。9-2開式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析手部的動(dòng)作主要是開閉，用來夾持工件或工具。它的自由度不計(jì)入操作器的自由度數(shù)目中。通用的空間機(jī)器人操作器必須至少具有6個(gè)自由度：3個(gè)自由度決定手爪的空間位置，3個(gè)自由度確定手爪在空間的姿態(tài)，并且為了使手爪能夠在三維空間取得指定的姿態(tài)，至少要有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)；通用的平面機(jī)器人操作器必須至少具有3個(gè)自由度：2個(gè)自由度決定手爪的平面位置，1個(gè)自由度確定手爪在平面的姿態(tài)，并且為了使手爪能夠在二維空間取得指定的姿態(tài)，至少要有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)；9-2機(jī)器人操作器的結(jié)構(gòu)分析三、操作器的結(jié)構(gòu)分類:1.直角坐標(biāo)型;(14%)2.圓柱坐標(biāo)型:(47%)3.球坐標(biāo)型;(13%)4.關(guān)節(jié)型;(25%)9-3開式鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究的主要問題平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器

一、研究的主要問題正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題（直接問題）：

給定操作器的一組關(guān)節(jié)參數(shù)，確定其末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)；反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題（間接問題）：對(duì)于工作所要求的末端執(zhí)行器的一個(gè)給定位置和姿態(tài)，確定一組關(guān)節(jié)參數(shù)，使末端執(zhí)行器達(dá)到給定的位置和姿態(tài)。解的存在性：多重解：一、研究的主要問題工作空間：指在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中其操作器臂端所能達(dá)到的全部點(diǎn)所構(gòu)成的空間，其形狀和大小反映了一個(gè)機(jī)器人的能力?？蛇_(dá)到的工作空間：機(jī)器人末端執(zhí)行器至少可在一個(gè)方位上能達(dá)到的空間范圍。靈活的工作空間：機(jī)器人末端執(zhí)行器在所有方位均能達(dá)到的空間范圍。注意：工作空間是操作器臂端所能達(dá)到的全部點(diǎn)所構(gòu)成的空間，而不是指末端執(zhí)行器或工具末端所能達(dá)到的全部點(diǎn)所構(gòu)成的空間。二、平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題：雅可比矩陣是關(guān)節(jié)速度和操作器臂端的直角坐標(biāo)速度之間的轉(zhuǎn)換矩陣。反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題工作空間可到達(dá)的工作空間靈活的工作空間二、平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題：二、平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器反向運(yùn)動(dòng)學(xué)有解的存在性和多解性問題三、平面三連桿關(guān)節(jié)型操作器正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題：反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題工作空間正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題

反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題本章要點(diǎn)1.了解開式鏈機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)及功能；

2.了解機(jī)器人操作器的類型和組成特點(diǎn)；

3.掌握平面關(guān)節(jié)型操作器正向和反向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基本思路和方法。第十章機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)掌握等效動(dòng)力學(xué)模型建立方法；掌握機(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)方法，包括周期性和非周期性速度波動(dòng)調(diào)節(jié)；掌握飛輪調(diào)速原理與飛輪設(shè)計(jì)。第十章機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)機(jī)械系統(tǒng)一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。研究機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)目的：1)構(gòu)造系統(tǒng)力學(xué)參量和運(yùn)動(dòng)學(xué)參量之間的聯(lián)系。2)建立機(jī)械系統(tǒng)等效動(dòng)力學(xué)模型。3)減小機(jī)械速度波動(dòng)。

10.1作用在機(jī)械中的外力和機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程10.1.1作用在機(jī)械上的力驅(qū)動(dòng)力工作阻力1、驅(qū)動(dòng)力：原動(dòng)機(jī)發(fā)出的力(力矩)。常用原動(dòng)機(jī)有：內(nèi)燃機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性：機(jī)械的力學(xué)參數(shù)(力或力矩)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)(位移、速度、加速度)之間的關(guān)系。例如：a、內(nèi)燃機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力是活塞位置的函數(shù)；b、電動(dòng)機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力矩是轉(zhuǎn)子角速度的函數(shù)。

1、驅(qū)動(dòng)力：原動(dòng)機(jī)發(fā)出的力(力矩)。下圖分別為直流并激電動(dòng)機(jī)、直流串激電動(dòng)機(jī)和交流異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線2、工作阻力：系統(tǒng)工作時(shí)需要克服的工作

負(fù)荷。（1）起重機(jī)、車床等：工作阻力是常數(shù)(在一段工作過程中)(2)往復(fù)式壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)：工作阻力是原動(dòng)件位置的函數(shù)（3）鼓風(fēng)機(jī)葉輪所受空氣阻力：工作阻力是執(zhí)行件速度的函數(shù)（4）球磨機(jī)、粉碎機(jī)：工作阻力是時(shí)間的函數(shù)10.1.2機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程分為三個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和停止。10.1.2機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程10.1.2機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程10.1.2機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)能方程：1、啟動(dòng)階段：原動(dòng)件的速度(或角速度)從零逐漸增加，直到開始穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。10.1.2機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程2、穩(wěn)定運(yùn)行階段：原動(dòng)件速度保持常數(shù)(稱勻速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn))原動(dòng)件圍繞某一恒定的平均值作周期性速度波動(dòng)(稱變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn))。在一個(gè)周期內(nèi)任一時(shí)間間隔中，輸入功與總耗功不一定相等。10.1.2機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程停車階段：原動(dòng)件從正常轉(zhuǎn)速下降到0。啟動(dòng)階段和停車階段統(tǒng)稱為機(jī)械系統(tǒng)的過渡過程。10.2機(jī)械的等效動(dòng)力學(xué)模型10.2.1等效動(dòng)力學(xué)模型的建模方法1、等效動(dòng)力學(xué)建模原理：動(dòng)能不變?cè)瓌t：等效構(gòu)件的質(zhì)量或轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所具有的動(dòng)能等于整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)能之和。功(功率)不變?cè)瓌t：作用在等效構(gòu)件的等效力、等效力矩所作的功(或功率)等于整個(gè)系統(tǒng)的所有力、力矩所做功(或功率)之和。10.2機(jī)械的等效動(dòng)力學(xué)模型2、等效力矩求等效力矩遵循的原則：作用在各構(gòu)件上的外力和外力矩所作功(功率)之和等于作用在等效構(gòu)件上的等效力矩（或力）所作功(功率)。選轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件為等效構(gòu)件，根據(jù)功率等效原則：

等效力矩：小結(jié)：1〕Me是等效力矩，是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)；2〕等效力矩Me為正時(shí)，為等效驅(qū)動(dòng)力矩；為負(fù)時(shí)，為等效工作阻力矩。2〕Me同各構(gòu)件與等效構(gòu)件的速比有關(guān)；3〕Me與機(jī)構(gòu)所受到的外力、外力矩直接相關(guān)。4〕Me是假設(shè)的力矩，實(shí)際并不存在，不是合力矩。

5〕若所受外力不變，定傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)的等效力矩為常數(shù)。3、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量求等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的原則：等效構(gòu)件所具有的動(dòng)能等于整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)能之和。根據(jù)動(dòng)能等效原則：

等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：小結(jié)（1）Je是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)；（2）Je同各構(gòu)件與等效構(gòu)件速比的平方有關(guān)；（3）Je是假想的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；（4）定傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je是常數(shù)。4、舉例求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中曲柄上的等效力矩。

選曲柄為等效構(gòu)件，利用功率等效原則：等效力矩：等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：10.3系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程及求解常用的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程有兩種形式：能量式運(yùn)動(dòng)方程力、力矩式運(yùn)動(dòng)方程10.3.1能量形式的運(yùn)動(dòng)方程根據(jù)動(dòng)能定理：以轉(zhuǎn)動(dòng)等效構(gòu)件為例。設(shè)等效構(gòu)件由位置1運(yùn)動(dòng)到位置2，等效構(gòu)件運(yùn)動(dòng)方程的能量形式：或10.3.2 力矩形式的運(yùn)動(dòng)方程將寫成微分形式:式中，等效構(gòu)件運(yùn)動(dòng)方程式的力矩形式：如果Je為常數(shù)，10.3.3機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程的求解以等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件，等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為機(jī)構(gòu)位置函數(shù)的情況為例。已知，求解機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)。采用機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程的能量形式。1.等效構(gòu)件的角速度2.等效構(gòu)件的角加速度3.系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間10.4機(jī)械系統(tǒng)的周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)方法1.周期性速度波動(dòng)產(chǎn)生的原因機(jī)械系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)工作狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的周期性變化引起的速度波動(dòng)。產(chǎn)生速度波動(dòng)的主要原因有：（1）作用在各構(gòu)件上的外力（包括驅(qū)動(dòng)力和工作阻力）發(fā)生變化；（2）各構(gòu)件的m和J在不同位置對(duì)原動(dòng)件所產(chǎn)生的慣性影響不同。10.4機(jī)械系統(tǒng)的周期性速度波動(dòng)及

其調(diào)節(jié)方法速度波動(dòng)的危害：

1)在機(jī)器各運(yùn)動(dòng)副中引起附加動(dòng)壓力，降低機(jī)器效率和工作的可靠性。2)在機(jī)器中引起彈性振動(dòng)，影響機(jī)器的強(qiáng)度、壽命和消耗部分動(dòng)