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项目一零件的受力分析零件的受力分析静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理约束与约束力约束与约束力受力图受力图力的投影、力矩及力偶力的投影、力矩及力偶求解约束力求解约束力项目一零件的受力分析零件的受力分析p三角支架在日常生活中常见，其中杆三角支架在日常生活中常见，其中杆AB和杆和杆CD各受各受多大的力？多大的力？三角支架下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理力：是物体之间的相互机械作用。作用结果是使物体运动状态发生变化（称为力的外效应）和使物体产生变形（称为力的内效应）。力的三要素：大小、方向、作用点。这三个要素中有一个改变时，力对物体作用的效果也随之改变。力的单位：以国际单位为基础是牛顿，符号为N。工程上常用千牛顿作单位，符号为KN，1KN=1000N。力是矢量，可以用带有箭头的有向线段来表示，线段长度（按一定比例力画出）表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，线段的起点或终止点表示力的作用点，如图所示。p1.1.1静力学的基本概念静力学的基本概念力的图标下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理刚体：是指在力的作用下其大小和形状都不改变的物体。平衡：是指物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态。力系：是指作用于被研究物体上的一组力。根据力的作用形式不同平面力系分为：平面平行力系（图1.3a）、平面汇交力系（图1.3b）、平面任意力系（图1.3c）和平面力偶系（图1.3d）。p1.1.1静力学的基本概念静力学的基本概念力系的类型下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理平衡力系：若力系使物体处于平衡状态时，则该力系称为平衡力系。等效力系：若两力系分别作用于同一物体而效应相同，则二者互称等效力系。合力：若力系与一力等效，则称此力为该力系的合力。p1.1.1静力学的基本概念静力学的基本概念下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理公理公理1：二力平衡公理：二力平衡公理p1.1.2静力学公理静力学公理刚体只受两个力作用而处于平衡状态时，必须也只需这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上，即F1=F2。如图所示。力系的类型下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理p1.1.2静力学公理静力学公理工程上常遇到只受二个力作用而平衡的构件，称为二力构件，如图所示。若构件为杆状则称为二力杆，如图所示。二力杆二力构杆下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理公理公理2：加减平衡力系公理：加减平衡力系公理p1.1.2静力学公理静力学公理在作用着已知力系的刚体上，加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对于刚体的作用效果，如图所示（图中F1F4）。加减平衡力系公理下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理推论推论1：力的可传性原理：力的可传性原理p1.1.2静力学公理静力学公理如图所示（F1F2），刚体上的力可沿其作用线移动到刚体上任一点而不改变此力对刚体的作用效应。力的可传性原理下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理公理公理3：力的平行四边形公理：力的平行四边形公理p1.1.2静力学公理静力学公理作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力也作用于该点，合力的大小和方向可用这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来确定，如图所示。力的平行四边形公理下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理例例1.1p1.1.2静力学公理静力学公理如何将图所示的三个力合成为一个合力？有几种方法？例1.1图下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理推论推论2：三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理p1.1.2静力学公理静力学公理刚体上受三个共面但互不平行的力作用而平衡时，三力必汇交于一点。三力汇交定理可用来确定刚体在不平行三个力的作用下平衡时，第三个力的作用点和方向。下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理例例1.2p1.1.2静力学公理静力学公理如何通过图证明三力汇交定理。提示：利用力的可传性原理、力的平行四边形公理和二力平衡公理。例1.2图下一页下一页上一页上一页目目 录录.静力学的基本概念及其公理静力学的基本概念及其公理公理公理4：作用与反作用公理：作用与反作用公理p1.1.2静力学公理静力学公理两个物体间的作用力与反作用力总是成对出现，且大小相等、方向相反、沿着同一直线，分别作用在这两个物体上。下一页下一页上一页上一页目目 录录.2约束与约束力约束与约束力由柔软的绳索、链条、胶带等柔软的物体所构成的约束类型称为柔体约束。其约束力的表示方法是过联接点沿着绳索而背离物体。如图所示。p1.2.1柔体约束柔体约束柔体约束的约束力例1.3画出图中柔体约束的约束力。图1.3图下一页下一页上一页上一页目目 录录.2约束与约束力约束与约束力如果两个物体接触面上的摩擦力很小，可略去不计。这种接触面所构成的约束类型称为光滑面约束。其约束力的表示方法是作用点在接触点，沿着公法线而指向受力物体，如图所示。p1.2.2光滑面约束光滑面约束光滑面约束的约束力下一页下一页上一页上一页目目 录录.2约束与约束力约束与约束力例1.4画出图中球和杆的受力图。p1.2.2光滑面约束光滑面约束例1.4图下一页下一页上一页上一页目目 录录.2约束与约束力约束与约束力两个物体用光滑的圆柱形销钉相联接。受约束的物体只能产生转动，这种约束类型称为铰链约束。根据被联接物体的形状不同，可分为三种形式：p1.2.3铰链约束铰链约束中间铰链约束的约束力1.中间铰链约束中间铰链约束2固定铰链支座约束固定铰链支座约束3活动铰链支座约束固定铰链支座及活动铰链支座约束的约束力下一页下一页上一页上一页目目 录录.2约束与约束力约束与约束力例1.5画出图中铰链约束的约束力。p1.2.3铰链约束铰链约束例1.5图下一页下一页上一页上一页目目 录录.2约束与约束力约束与约束力受约束的物体一端被固定而另一端处于自由状态，这种约束的类型称为固定端约束。p1.2.4固定端约束固定端约束固定端约束约束的约束力下一页下一页上一页上一页目目 录录.3受力图受力图这种在分离体上画出物体所受的全部外力的图称为受力图，如图所示。小球受力图画受力图步骤：确定研究对象，画分离体画主动力画约束力下一页下一页上一页上一页目目 录录.3受力图受力图例1.6画出图所示各物体的受力图小球受力图下一页下一页上一页上一页目目 录录.4力的投影、力矩及力偶力的投影、力矩及力偶力在坐标轴的投影如图所示，是代数量，有正、负之分。当投影的指向与坐标轴的正向一致时，投影为正号，反之为负号。力在坐标轴上的投影p1.4.1力在坐标轴上的投影力在坐标轴上的投影下一页下一页上一页上一页目目 录录.4力的投影、力矩及力偶力的投影、力矩及力偶以乘积并冠以正、负号作为力F使物体绕O点产生转动效应的度量，称为力F对点O之矩，简称力矩，用MO（F）表示。规定力使物体绕逆时针转动为时，力矩为正，反之力矩为负，即p1.4.2力对点之矩力对点之矩MO（F）=Fd 式中，O称为矩心。O点到力作用线的距离d称为力臂。力矩单位：Nm或KNm力矩的性质：（1）MO（F）的大小不仅与F的大小有关，还与d有关。（2）当力等于零或力的作用线通过矩心时，力矩等于零。力对点的矩下一页下一页上一页上一页目目 录录.4力的投影、力矩及力偶力的投影、力矩及力偶例1.7如何计算机图中力F对点A、B的矩？p1.4.2力对点之矩力对点之矩例1.7图下一页下一页上一页上一页目目 录录.4力的投影力矩及力偶力的投影、力矩及力偶一对等值、反向、不共线的平行力，称为力偶，记作：（F，F）。如图所示。p1.4.3力偶的概念力偶的概念图1.25下一页下一页上一页上一页目目 录录.4力的投影、力矩及力偶力的投影、力矩及力偶力偶矩：力偶使物体产生转动的效果既与力的大小成正比，又与力偶臂d 的大小成正比，因此，可用两者的乘积来度量力偶作用效果的大小，这个乘积称为力偶矩。记作：M（F，F）或M。即p1.4.3力偶的概念力偶的概念MFd单位：Nm或kNm力偶的三要素：力偶矩的大小，力偶的转向，力偶的作用面。力偶系：物体上有两个或两个以上力偶作用。如图所示。图1.26力偶系下一页下一页上一页上一页目目 录录.4力的投影、力矩及力偶力的投影、力矩及力偶力系可分为平面力系(各力在同一平面)和空间力系（各力不在同一平面)。平面任意力系的平衡条件是：力系中所有的力在两个坐标轴上的投影的代数和均等于零；力系中所有的力对平面内任意点O之矩的代数和为零，即下一页下一页上一页上一页目目 录录.4力的投影、力矩及力偶力的投影、力矩及力偶例题1：试求图中梁AB的支反力。已知F6kN，作用点在梁的中点，LAB=4m。图1.27 例1.8图项目二零件的强度计算零件的强度计算轴轴向拉伸与压缩向拉伸与压缩剪切与挤压的实用计算剪切与挤压的实用计算圆轴扭转圆轴扭转弯曲变形弯曲变形项目二零件的强度计算零件的强度计算p如图所示的三角支架在日常生活中常见，人们会考虑以如图所示的三角支架在日常生活中常见，人们会考虑以下几个问题：下几个问题：三角支架1假定图2.1中重物G是已知力，支架能否承受重物而不破坏？2假定需要设计图示支架，杆的截面尺寸需多大才能支承起重物？3假定支架已有，那么能支承起多重的重物？项目二零件的强度计算零件的强度计算杆件的基本变形形式工程中常见构件变形的基本形式有四种：（1）拉伸与压缩如图（a）、（b）。（2）剪切如图（c）。（3）扭转如图（d）。（4）弯曲如图（e）、（f）。项目二零件的强度计算零件的强度计算图2.3例2.1图图中属于哪种变形形式？下一页下一页上一页上一页目目 录录2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩在工程上有许多构件承受拉力和压力的作用。这类杆件的受力特点是外力作用线与杆轴线重合；变形特点是杆件沿轴线方向上伸长或缩短，如图所示。p2.1.1轴向拉伸与压缩概念与实例轴向拉伸与压缩概念与实例变形特点下一页下一页上一页上一页目目 录录2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩1.内力的概念p2.1.2截面法与轴力截面法与轴力在外力的作用下，构件内部各部分之间必定会存在着相互的作用力，这种物体内部之间相互的作用力称为内力。下一页下一页上一页上一页目目 录录2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩p2.1.2截面法与轴力截面法与轴力用截面法求内力2.截面法与轴力杆件在拉伸与压缩时产生的内力称为轴力，用符号FN表示。求内力的方法通常用截面法，其步骤为：（1）截开：沿欲求内力的截面截开，假想的把杆件分成两部分，如图a所示。（2）代替：取其中一部分为研究对象，弃去另一部分，将弃去部分对研究对象的作用以截面上的内力（力或力偶）来代替，画出其受力图，如图b或c所示。下一页下一页上一页上一页目目 录录2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩p2.1.2截面法与轴力截面法与轴力（3）平衡：列出研究对象的静力平衡方程，确定未知力的大小。符号规定：当轴力的指向离开截面时，杆受拉，轴力为正值；反之为负值。由Fx0，FFN0 得FNF下一页下一页上一页上一页目目 录录2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩p2.1.2截面法与轴力截面法与轴力例2.2图例2.2求指定截面1-1、2-2上的内力解：（1）外力分析：Fx0，FA2FF0 FA3F下一页下一页上一页上一页目目 录录2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩p2.1.2截面法与轴力截面法与轴力例2.2图例2.2求指定截面1-1、2-2上的内力解：（2）内力分析：取左端为研究对象：Fx0，FA2FFN10 FN1 F下一页下一页上一页上一页目目 录录2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩p2.1.2截面法与轴力截面法与轴力例2.2图例2.2求指定截面1-1、2-2上的内力解：（2）内力分析：取右端为研究对象：Fx0，FAFN20 FN2 F（负号代表方向与实际方向相反）下一页下一页上一页上一页目目 录录2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩p2.1.3横截面上的应力横截面上的应力1.应力的概念应力的单位为Pa（帕），1Pa=1N/m2。在工程实践中，还常采用MPa（兆帕）和GPa（吉帕），1 GPa=109Pa，1MPa=106Pa。单位面积上的内力称为应力。应力有正应力和切应力之分，方向与横截面垂直称为正应力；方向与横截面平行称为切应力。下一页下一页上一页上一页目目 录录2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩p2.1.3横截面上的应力横截面上的应力2.横截面上的应力取一等截面直杆，在杆上画出与轴线相垂直的两条平行线，然后对其杆件施加拉力，使其产生拉伸变形（如图所示）。从中可以观察到变形后两条线仍为直线且垂直于轴线，这说明内力在横截面上是均匀分布的，因此可得出如下结论：拉伸实验FN/A下一页下一页上一页上一页目目 录录2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩p2.1.4轴向拉压杆的强度计算轴向拉压杆的强度计算1.极限应力许用应力安全因数材料丧失正常工作能力时的应力，称为极限应力，用0表示。对于塑性材料：0S对于脆性材料：0b一般把极限应力除以大于1的安全因数n，所得的商称为许用应力，用表示。即 0/n下一页下一页上一页上一页目目 录录2.轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩p2.1.4轴向拉压杆的强度计算轴向拉压杆的强度计算2.拉压杆的强度条件 max 即 FNmax/A下一页下一页上一页上一页目目 录录2.2剪切与挤压的实用计算剪切与挤压的实用计算p2.2.1剪切的概念与实例剪切的概念与实例在工程上的联接件中，经常见到受大小相等、方向相反、作用线相互平行且相距很近的一对外力的作用，使构件在两力之间的部分发生相对错动。这种变形形式称为剪切。发生错动的面称为剪切面，只有一个剪切面的称为单剪切，如图所示；单剪切变形Fx0，FFs0，FsF下一页下一页上一页上一页目目 录录双剪切变形2.2剪切与挤压的实用计算剪切与挤压的实用计算p2.2.1剪切的概念与实例剪切的概念与实例有两个剪切面的称为双剪切。剪切时产生的内力称为剪力用Fs表示，如图所示。Fx0，F2Fs0，FsF/2下一页下一页上一页上一页目目 录录2.2剪切与挤压的实用计算剪切与挤压的实用计算p2.2.2剪切时的应力与强度条件剪切时的应力与强度条件构件在发生剪切变形时，在剪切面上产生的应力称为切应力。切应力在剪切面上的分布通常比较复杂，工程中为了计算简便通常认为是均匀分布的。即Fs/A剪切强度条件 Fsmax/A下一页下一页上一页上一页目目 录录2.2剪切与挤压的实用计算剪切与挤压的实用计算p2.2.3挤压的概念与实例挤压的概念与实例 工程上的联接件中，在受剪切变形的同时还会伴随有挤压的现象，严重时会使接触表面产生明显的塑性变形，使构件丧失了正常的工作能力。挤压时产生的应力称为挤压应力，用符号jy表示。挤压强度条件F/Ajy jy式中Ajy为有效挤压面面积。当挤压面为平面时，即为接触面面积；当挤压面为曲面时挤压面计算面积为通过直径的平面面积。下一页下一页上一页上一页目目 录录2.2剪切与挤压的实用计算剪切与挤压的实用计算p2.2.3挤压的概念与实例挤压的概念与实例 例2.3写出图中的剪切面面积和挤压面积。例2.3图下一页下一页上一页上一页目目 录录2.3圆轴扭转圆轴扭转p2.3.1圆轴扭转的概念与实例圆轴扭转的概念与实例工程中的许多轴类零件要承受扭转变形。例如，钳工利用丝锥攻丝；司机操纵方向盘等，都会使其中的杆件受到作用面与杆轴线垂直的一对力偶作用；使得杆的各横截面均绕杆轴线发生相对的转动，如图。扭转变形下一页下一页上一页上一页目目 录录2.3圆轴扭转圆轴扭转p2.3.2圆轴扭转时的内力与外力偶矩的计算圆轴扭转时的内力与外力偶矩的计算圆轴内部由于外力偶的作用而产生的内力称为扭矩，用符号T来表示。求扭矩的方法仍用截面法。如图所示。Mi=0 MeT=0 T=Me符号规则下一页下一页上一页上一页目目 录录2.3圆轴扭转圆轴扭转p2.3.2圆轴扭转时的内力与外力偶矩的计算圆轴扭转时的内力与外力偶矩的计算扭矩符号规定：按右手螺旋法则，四指为扭矩的方向，若拇指背离截面为“+”；指向截面为“”，如图所示。符号规则Mi=0 MeT=0 T=Me下一页下一页上一页上一页目目 录录2.3圆轴扭转圆轴扭转p2.3.2圆轴扭转时的内力与外力偶矩的计算圆轴扭转时的内力与外力偶矩的计算工程中通常已知传动轴的转速及传递的功率，这样需要进行外力偶矩的计算。下一页下一页上一页上一页目目 录录2.3圆轴扭转圆轴扭转p2.3.3圆轴扭转时的应力与强度计算圆轴扭转时的应力与强度计算1.圆轴扭转时横截面上的应力及分布规律由实验可知，圆轴扭转时横截面上的应力为切应力，其分布规律如图所示。边缘处切应力最大，其值为式中，T为扭矩；Wp为扭转截面系数，对于实心圆轴Wp=0.2d 3。2.圆轴扭转强度条件扭转时切应力分布规律下一页下一页上一页上一页目目 录录2.4弯曲变形弯曲变形p2.4.1平面弯曲平面弯曲1.平面弯曲的概念与实例工程上常见的梁其横截面都有一根对称轴，由梁的轴线与横截面上对称轴构成的平面称为纵向对称面。当作用在梁上所有的外力都在纵向对称面内时，变形后梁的轴线将在纵向对称面内变为曲线。这种变曲形式称为平面弯曲（如图）。扭转时切应力分布规律下一页下一页上一页上一页目目 录录2.4弯曲变形弯曲变形p2.4.1平面弯曲平面弯曲2.梁的计算简图及分类为了便于分析和计算，经常对梁进行简化。其简化形式为以下三种：梁的简图（1）简支梁，如图（a）所示。（2）外伸梁，如图（b）所示。（3）悬臂梁，如图（c）所示。下一页下一页上一页上一页目目 录录2.4弯曲变形弯曲变形p2.4.2平面弯曲时的内力平面弯曲时的内力平面弯曲时的内力仍用截面法，如图所示。为保持平衡，在截面1-1上必定有一个内力FS和内力偶矩M作用，内力FS称为截面上的剪力，内力偶矩M 称为截面上的弯矩。截面法求内力下一页下一页上一页上一页目目 录录2.4弯曲变形弯曲变形p2.4.2平面弯曲时的内力平面弯曲时的内力弯矩符号规定：梁变形后中间凹为“+”梁变形后中间凸为“”（如图所示）弯矩符号下一页下一页上一页上一页目目 录录2.4弯曲变形弯曲变形p2.4.3弯矩图弯矩图为清楚地表达出整个梁上每个横截面上弯矩大小的变化情况，用图形表示出来，这个简图称为弯矩图。如图所示。在AC段上 M=FAx （0 xLAC）当x=LAC时，M最大，其值为 M max=FA LAC弯矩图下一页下一页上一页上一页目目 录录2.4弯曲变形弯曲变形p2.4.3弯矩图弯矩图作弯矩图的步骤：第一步，求出梁的支反力。第二步，求出各集中力（包括外力和约束反力）、集中力偶作用点（称为控制点）处截面上的弯矩。第三步，取横坐标x平行于梁的轴线，表示梁的截面位置；纵坐标Mw表示梁各截面的弯矩的大小，将各控制点弯矩的大小对应画在坐标轴上，然后连接各点。作图时将正值弯矩画在x 轴的上方，负值弯矩画在x 轴的下方，并在弯矩图上标出个控制点的弯矩值。弯矩图下一页下一页上一页上一页目目 录录2.4弯曲变形弯曲变形p2.4.3弯矩图弯矩图作图所示各梁的弯矩图，并求出Mmax。例2.4图下一页下一页上一页上一页目目 录录2.4弯曲变形弯曲变形p2.4.4平面弯曲时梁的正应力与强度条件平面弯曲时梁的正应力与强度条件1.正应力分布规律实验证明发生弯曲变形时，梁的上、下边缘两层产生的应力最大，中性层上的应力为零。如图所示。式中，WZ：弯曲截面系数。圆形截面WZ=0.1 d 3，矩形截面WZ=bh2/6。2.强度条件项目三平面机构的运动简图平面机构的运动简图运动副及其分类运动副及其分类平面机构的运动简图平面机构的运动简图下一页下一页上一页上一页目目 录录3.运动副及其分类运动副及其分类机构中各个构件之间必须有确定的相对运动，因此，构件的联接既要使两个构件直接接触，又能产生一定的相对运动，这种直接接触的活动联接称为运动副。p3.1.1运动副的概念运动副的概念下一页下一页上一页上一页目目 录录3.运动副及其分类运动副及其分类两构件的接触有三种情况：点、线、面。p3.1.2运动副的分类及特点运动副的分类及特点1低副低副两构件之间以面接触的运动副。按两构件间的相对运动特征可分为转动副、移动副和螺旋副。1）转动副两构件之间只允许做相对转动的运动副，见图。2）移动副两构件之间只允许做相对移动的运动副，见图。转动副移动副3）螺旋副螺杆和螺母的联接。是空间运动副，不作讨论。下一页下一页上一页上一页目目 录录3.运动副及其分类运动副及其分类两构件的接触有三种情况：点、线、面。p3.1.2运动副的分类及特点运动副的分类及特点2高副高副两构件之间以点或线接触的运动副，如图（a）和（c）所示为线接触，图（c）为点接触。高副下一页下一页上一页上一页目目 录录3.运动副及其分类运动副及其分类两构件的接触有三种情况：点、线、面。p3.1.2运动副的分类及特点运动副的分类及特点3.运动副的特点运动副的特点1）低副特点由于是面接触，承受载荷时的单位面积压力较小，故较耐用，传力性能好。但低副是滑动摩擦，摩擦损失大，因而效率低。低副不能传递较复杂的运动。2）高副特点由于是点、线接触，承受载荷时的单位面积压力较大，故两构件接触处容易磨损，制造和维修困难，但高副能传递较复杂的运动。下一页下一页上一页上一页目目 录录3.运动副及其分类运动副及其分类两构件的接触有三种情况：点、线、面。p3.1.2运动副的分类及特点运动副的分类及特点4.低副机构与高副机构低副机构与高副机构机构中所有运动副均为低副的机构称为低副机构；机构中至少有一个运动副是高副的机构称为高副机构。下一页下一页上一页上一页目目 录录3.2平面机构的运动简图平面机构的运动简图p3.2.1运动副及构件的表示方法运动副及构件的表示方法1.构件的表示方法构件的表示方法在机构运动简图中，构件用一个线条来表示。但当一个构件上有几个运动副时，就需要其他的表示方法，见表所示。下一页下一页上一页上一页目目 录录3.2平面机构的运动简图平面机构的运动简图p3.2.1运动副及构件的表示方法运动副及构件的表示方法2.运动副的表示符号运动副的表示符号运动副的表示符号如表。下一页下一页上一页上一页目目 录录3.2平面机构的运动简图平面机构的运动简图p3.2.2运动简图表示方法运动简图表示方法1.绘制运动简图的要求绘制运动简图的要求1）分析机构，观察相对运动；2）找出所有的构件与运动副；3）选择合理的位置，即能充分反映机构的特性。下一页下一页上一页上一页目目 录录3.2平面机构的运动简图平面机构的运动简图p3.2.2运动简图表示方法运动简图表示方法2.绘制机构运动简图的步骤绘制机构运动简图的步骤1）分析机构的结构及动作原理，找出主动件、从动件、机架；2）确定运动副种类；3）选择视图平面和比例尺，即能充分反映机构的特性；4）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画）下一页下一页上一页上一页目目 录录3.2平面机构的运动简图平面机构的运动简图p3.2.2运动简图表示方法运动简图表示方法例3.1绘制图（a）所示偏心轮机构运动简图偏心轮机构（1）分析机构的结构及动作原理，找出主动件、从动件、机架。此偏心轮机构中的1为机架，固定不动。构件2为主动件，做转动，带动构件3，构件3带动滑块4做往复直线运动。（2）确定运动副种类此偏心轮机构中的机架1相对静止，偏心轮2相对机架1绕O点回转，组成一个一个转动副转动副，其轴心在O点；构件2构件3相对构件2绕A点回转，组成第二个转动副第二个转动副，其轴心在A点；构件4相对构件3绕B点回转，组成第三个转动副第三个转动副，其轴心在B点；构件4相对机架1沿CC作直线移动，组成一个移动副一个移动副，其导路方向同CC。下一页下一页上一页上一页目目 录录3.2平面机构的运动简图平面机构的运动简图p3.2.2运动简图表示方法运动简图表示方法例3.1绘制图（a）所示偏心轮机构运动简图偏心轮机构（3）选择视图平面和比例尺，即能充分反映机构的特性。通过分析，该机构为平面机构，所以选择与纸面平行的平面为视图平面。（4）用规定的符号和线条绘制成简图首先画出偏心轮2与机架1组成的转动副O以及滑块4与机架1组成移动副的导路CC，然后以一定比例画出连杆3与偏心轮2组成的转动副轴心A（A是偏心轮有几何中心）。线段OA称为偏心距，即曲柄的长度。再用同一比例画出滑块4与连杆3组成的转动副轴心B，B应在CC上。线段AB代表连杆3的长度。最后用构件和运动副的符号相联接，并用数字标注各构件。如图（b）所示。项目四平面连杆机构平面连杆机构平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用四杆机构的特性四杆机构的特性项目四平面连杆机构平面连杆机构缝纫机图为一台缝纫机，人们会问：它是怎样运动的?下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用若干构件通过低副（转动副或移动副）联接所组成的机构称作连杆机构或低副机构。所有构件均在某一平面内运动或相互平行平面内运动的连杆机构称为平面连杆机构。由四个构件组成的平面连杆机构称为平面四杆机构。p4.1.1平面四杆机构的定义平面四杆机构的定义下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用构件间以四个转动副相连的平面四杆机构，称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构。p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1.铰链四杆机构基本类型铰链四杆机构基本类型如图所示，在此机构中，AD固定不动，称为机架；AB、CD两构件与机架组成转动副，称为连架杆；BC称为连杆。在连架杆中，AB杆能作整周360回转称为曲柄，CD杆只能在一定角度范围内摆动称为摇杆。铰链四杆机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用根据机构中有无曲柄，铰链四杆机构又分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1）曲柄摇杆机构两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构称为曲柄摇杆机构。当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动转变为摇杆的往复摆动，如图中的雷达天线机构；反之，当摇杆为原动件时，可将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动，如图缝纫机所示的踏板。铰链四杆机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用2）双曲柄机构两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构。双曲柄机构可将原动曲柄的等速转动转换成从动曲柄的等速或变速转动，如图所示的惯性筛驱动机构。惯性筛驱动机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用当双曲柄机构的相对两杆平行且相等时，则成为平行四边形机构，如图（a）所示。注意：平行四边形机构在运动过程中，当两曲柄与机架共线时，在原动件转向不变、转速恒定的条件下，从动曲柄会出现运动不确定现象，如图（b）所示。可以在机构中添加飞轮或使用两组相同机构错位排列来克服此现象。双曲柄机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用3）双摇杆机构两连架杆都是摇杆的机构称为双摇杆机构。如图所示的鹤式起重机构，保证货物水平移动。鹤式起重机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用1）曲柄滑块机构如图所示，当曲柄AB做整周回转时，滑块左右移动，（a）图为偏置曲柄滑块机构，（b）图为对心曲柄滑块机构。曲柄滑块机构广泛应用于往复式机械中，如图为压力机中曲柄滑块机构。p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用2.含有移动副的四杆机构含有移动副的四杆机构曲柄滑块机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用曲柄滑块机构广泛应用于往复式机械中，如图为压力机中曲柄滑块机构。p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用2.含有移动副的四杆机构含有移动副的四杆机构压力机中曲柄滑块机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用2）导杆机构在图（a）所示的对心曲柄滑块机构中，若改取构件1为机架，则机构演化为导杆机构。在图（b）中，AB杆为机架AC杆称为导杆，当AB杆比BC杆短时，BC杆做整周回转，导杆AC也做整周回转，该机构为曲柄转动导杆机构。p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用含有一个移动副的四杆机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用下图所示就是该机构在小型刨床中的应用；当AB杆长比BC杆长时，BC杆做整周回转，导杆AC只能绕A点摆动，该机构为曲柄摆动导杆机构。p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用刨床机构简图下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用下图所示就是该机构在牛头刨床中的应用p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用牛头刨床机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用3）摇块机构在图（b）中，以BC杆为机架，AC杆往复直线运动，则块C摆动，称为摇块机构。图（a）所示的自卸卡车翻斗机构就是摇块机构的应用。p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用牛头刨床机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用4）移动导杆机构在图含有一个移动副的四杆机构（d）中，滑块C为机架，AB杆摆动，AC杆往复直线运动，称为移动导杆机构。如下图所示的抽水唧筒就是移动导杆机构的应用。p4.1.2平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用抽水唧筒下一页下一页上一页上一页目目 录录4.2四杆机构的特性四杆机构的特性铰链四杆机构存在曲柄，必须同时满足以下两个条件：1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆；2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。p4.2.1平面四杆机构的类型及应用平面四杆机构的类型及应用下一页下一页上一页上一页目目 录录4.2四杆机构的特性四杆机构的特性当主动件曲柄等速转动时，从动件摇杆摆回的平均速度大于摆出的平均速度，摇杆的这种运动特性称为急回特性。p4.2.2急回特性急回特性下一页下一页上一页上一页目目 录录4.2四杆机构的特性四杆机构的特性1.曲柄摇杆机构的急回特性曲柄摇杆机构的急回特性p4.2.2急回特性急回特性铰链四杆机构的急回特性下一页下一页上一页上一页目目 录录4.2四杆机构的特性四杆机构的特性2.曲柄滑块机构的急回特性曲柄滑块机构的急回特性p4.2.2急回特性急回特性曲柄滑块机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.2四杆机构的特性四杆机构的特性3.导杆机构的急回特性导杆机构的急回特性p4.2.2急回特性急回特性摆动导杆机构下一页下一页上一页上一页目目 录录4.2四杆机构的特性四杆机构的特性4.四杆机构的死点四杆机构的死点p4.2.2急回特性急回特性四杆机构的死点摇杆为主动件，如图所示。当连杆与曲柄两次共线时，连杆作用于曲柄上B点的力与B点的速度垂直，此时摇杆上无论加多大驱动力，机构不能运动，此位置称为“死点”。下一页下一页上一页上一页目目 录录4.2四杆机构的特性四杆机构的特性p4.2.2急回特性急回特性起落架死点有用也有弊。有利用死点来工作的，如图飞机起落架和专用夹具就是利用死点工作的。专用夹具下一页下一页上一页上一页目目 录录4.2四杆机构的特性四杆机构的特性p4.2.2急回特性急回特性火车轮机构两组机构错开排列，如火车轮机构，如图；靠飞轮的惯性（如内然机、缝纫机等）。项目五凸轮机构及其他常用机构凸轮机构及其他常用机构凸轮机构凸轮机构棘轮机构棘轮机构槽轮机构槽轮机构不完全齿轮机构不完全齿轮机构项目五凸轮机构及其他常用机构凸轮机构及其他常用机构送料机构为一送料机构，人们会问：它是怎样实现送料的?下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构1.凸轮机构的组成p5.1.1凸轮机构的组成及应用凸轮机构的组成及应用1）组成如图所示，件1称为凸轮，做等速转动，推动从动件2往复移动，因此凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个部分所组成的高副机构。送料机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.1凸轮机构的组成及应用凸轮机构的组成及应用2）运动特点凸轮机构可以将主动件凸轮的等速转动变换为从动件的往复直线运动或绕某定点的摆动，并依靠凸轮轮廓曲线准确地实现所要求的运动规律。送料机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.1凸轮机构的组成及应用凸轮机构的组成及应用3）凸轮机构优缺点优点：只要正确地设计凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意给定的运动规律，且结构简单、紧凑、工作可靠。缺点：凸轮与从动件之间为点或线接触，不易润滑，容易磨损。因此，凸轮机构多用于传力不大的控制机构和调节机构。送料机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.1凸轮机构的组成及应用凸轮机构的组成及应用图为内燃机配气机构。当主动件凸轮回转时，使得气门杆按照一定的要求做上下往复运动，控制气门的开启与关闭。内燃机配气凸轮机构2.凸轮机构的应用绕线机凸轮机构图为绕线机凸轮机构。当主动件1凸轮回转时，带动从动件2（绕线杆）往复摆动，将线绕在等速转动的轴3上。下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的分类1）盘形凸轮如图所示，这种凸轮是一个径向尺寸变化的盘形构件，当凸轮1绕固定轴转动时，可使从动件2在垂直于凸轮轴的平面内运动。1.按凸轮的形状分2）移动凸轮当盘形凸轮的径向尺寸变得无穷大时，其转轴也将在无穷远处，这时凸轮将作直线移动，通常称这种凸轮为移动凸轮，如图所示。移动凸轮内燃机配气凸轮机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的分类3）圆柱凸轮凸轮为一圆柱体，它可以看成是由移动凸轮卷曲而成的。曲线轮廓可以开在圆柱体的端面也可以在圆柱面上开出曲线凹槽，如图所示为一圆柱凸轮组成的送料机构。1.按凸轮的形状分送料机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的分类有直动从动件和摆动从动件，如图所示。根据从动件端部形状不同将其分为：1)尖顶从动件如图a所示。结构最简单，而且尖顶能与较复杂形状的凸轮轮廓相接触，从而能实现较复杂的运动，但因尖顶极易磨损，故只适用于轻载、低速的凸轮机构和仪表中。2.按从动件的运动形式和端部形状分尖顶从动件、滚子从动件及平底从动件下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的分类2)滚子从动件如图b所示。在从动件的一端装有一个可自由转动的滚子。由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，故磨损较小，改善了工作条件。因此，可用来传递较大的动力，应用也最广泛。2.按从动件的运动形式和端部形状分尖顶从动件、滚子从动件及平底从动件下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的分类3)平底从动件如图所示，从动件一端做成平底(即平面)，在凸轮轮廓与从动件底面之间易于形成油膜，故润滑条件较好、磨损小。当不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力始终与平底垂直，传力性能较好，传动效率较高，所以常用于