第八章 平面连杆机构及其设计

1. 平面四杆机构的基本型式及其演化方法

铰链四杆机构可以通过4种方式演化出其他形式的四杆机构：①取不同构件为机架；

②改变构件的形状和尺寸；

③运动副元素的逆换；

④运动副的扩大。

2. 平面连杆机构的工作特性

1) 急回特性

有时某一机构本身并无急回特性，但当它与另一机构组合后，此组合后的机构并不一定亦无急回特性。机构有无急回特性，应从急回特性的定义入手进行分析。

2） 压力角和传动角

压力角是衡量机构传力性能好坏的重要指标。对于传动机构，应使其α角尽可能小(γ尽可能大)。

连杆机构的压力角(或传动角)在机构运动过程中是不断变化的，在从动件的一个运动循环中，α角存在一个最大值αmax。在设计连杆机构时，应注意使αmax≤［α］。

3） 死点位置

此处应注意：“死点”、“自锁”与机构的自由度F≤0的区别。

自由度小于或等于零，表明该运动链不是机构而是一个各构件间根本无相对运动的桁架；

死点是在不计摩擦的情况下机构所处的特殊位置，利用惯性或其他办法，机构可以通过死点位置，正常运动；

自锁是指机构在考虑摩擦的情况下，当驱动力的作用方向满足一定的几何条件时，虽然机构自由度大于零，但机构却无法运动的现象。

死点、自锁是从力的角度分析机构的运动情况，而自由度是从机构组成的角度分析机构的运动情况。

3. 平面连杆机构的设计（曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构）

平面连杆机构运动设计常分为三大类设计命题：刚体导引机构的设计、函数生成机构的设计和轨迹生成机构的设计。

在设计一个四杆机构使其两连架杆实现预定的对应角位置时，可以用 “刚化反转法”求解此四杆机构。这个问题是本章的难点之一。

第九章 凸轮机构及其设计

本章的重点是凸轮机构的运动设计。

1. 凸轮机构的类型及其特点

2. 从动件运动规律的选择或设计

运动规律：

a：名词术语：推（回）程运动角、远（近）休止角、推程、基圆等。

b：常用的运动规律：方程式的推导（仅要求等速）、运动线图及其变化规律、运动特点（刚（柔）性冲击及其发生的位置、时刻和应用的场合）。

c：运动规律的选择依据：满足工作对从动件特殊的运动要求；满足运动规律拼接的边界条件，即各段运动规律的位移、速度和加速度值在连接点处应分别相等；使最大速度和最大加速度的值尽可能小。

3. 凸轮廓线的设计

凸轮廓线设计的反转法原理是本章的重点内容之一。

无论是用图解法还是解析法设计凸轮廓线，所依据的基本原理都是反转法原理。

4. 凸轮基本尺寸的确定

a：压力角：定义、不同位置时机构压力角的确定以及对压力角所提出限制的原因（αmax不超过许用压力角［α］）

b：基圆半径：

确定原则：αmax≤α或者ρmin≥［ρ］=3～5 mm

c：滚子半径：取决于凸轮轮廓曲线的形状，对于内凹的曲线形状，保证最大压力角αmax不超过许用压力角［α］；对于外凸的曲线形状，保证凸轮实际廓线的最小曲率半径

ρa min= ρmin-rr ≥ 3～5 mm，以避免运动失真和应力集中。

运动失真：增大基圆半径、减小滚子半径以及改变机构的运动规律。

d平底尺寸：

图解法：l=2lmax 5~7mm

解析法：l=2|ds/dδ|max 5~7mm