4. 組織機構(gòu)

1. 制度分析的常用方法

2 基本結(jié)構(gòu)設計

3 組合機構(gòu)分析與設計

4. 機構(gòu)參考圖例

1. 制度分析的常用方法

(1)組織自由度分析

一、常用術(shù)語的概念

(1)常用術(shù)語概念：表4-1-1、P4-3

(2)運動副的分類：表4-1-2、P4-3

2、機構(gòu)運動圖及操縱圖

(1)如何繪制機構(gòu)運動圖：表4-1-3、P4-4

（2）機構(gòu)動作圖（圖形）符號（GB/T 4460-2013）：表4-1-4、P4-5

3、組織自由度分析

(1)平面機構(gòu)自由度分析：P4-9

(2) 單閉環(huán)空間機構(gòu)自由度計算

A.平面機構(gòu)自由度分析示例：表4-1-5、P4-10

B、計算F時的注意事項：表4-1-6、P4-11

C、單閉環(huán)機構(gòu)公共約束數(shù)M的確定：表4-1-7、P4-12

D、采用框架切割法確定單閉環(huán)空間機構(gòu)的M：表4-1-8、P4-13

(3)多閉環(huán)空間機構(gòu)和開環(huán)機構(gòu)的自由度計算：P4-14

(4) 空間機構(gòu)自由度計算示例：P4-14

4.平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

1、平面機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分類：表4-1-9、P4-16

(2)平面機構(gòu)運動分析

(1)平面機構(gòu)運動分析方法比較：表4-1-10、P4-17

矢量圖法、解析法、瞬時中心法、線圖微積分法、實驗法

1、機構(gòu)位置及構(gòu)件上某一點的軌跡分析

2、機構(gòu)速度和加速度分析

(1)矢量圖解法

A、矢量圖形法求解機構(gòu)軌跡的方法：表4-1-11、P4-18

B、矢量圖形法求解機構(gòu)運動的步驟和方法：表4-1-12、P4-19

C、幾種常用絲杠機構(gòu)的速度、加速度矢量方程：表4-1-13、P4-19

D、III、IV多桿機構(gòu)速度、加速度矢量方程：表4-1-14、P4-22

(2) 分析方法

A.解析法求解機構(gòu)運動的步驟和方法：表4-1-15、P4-24

(3)即刻心法

A、三種常用四桿機構(gòu)運動分析公式（1桿為原始運動部件）：表4-1-16、P4-25

B、III、IV類機構(gòu)運動分析的分析方法：表4-1-17、P4-28

C、幾種常用機構(gòu)的瞬時中心位置和部件速度：表4-1-18、P4-29

3、高級副職機構(gòu)變動分析

(1)使用高并行低代方法求解：P4-29

（2）利用高層機制直接求解：P4-30

(3)平面機構(gòu)受力分析

1、桿組及部件慣性力靜定條件計算：表4-1-19、P4-33

2、運動副摩擦力的計算：表4-1-20、P4-34

3 機構(gòu)受力分析

(1)圖形計算方法：表4-1-21、P4-35

(2) 用速度杠桿法求平衡力F_{p}：表4-1-22、P4-37

(3)機構(gòu)動靜態(tài)分析方法：表4-1-23、P4-37

4、慣性力的平衡

(1)不規(guī)則形狀旋轉(zhuǎn)部件平衡重力的確定：表4-1-24、P4-39

(2)平面機構(gòu)平衡：表4-1-25、P4-39

(4) 單自由度機械動力學分析

1、機械的運動過程及運動方程：P4-43

2. 求解機器運動方程：P4-43

3、機器周期性速度波動的調(diào)整及飛輪設計：P4-43

A、機器運動方程：表4-1-26、P4-44

B. 運動方程應用舉例：表4-1-27、P4-46

(1) 機床主軸平均角速度{m}及速度不均系數(shù)δ：P4-48

(2) 飛輪設計：P4-48

A、各類機械允許速度不均勻系數(shù)δ：表4-1-28、P4-49

B、飛輪尺寸的確定：表4-1-29、P4-50

4.機械效率的計算

(1) 傳動機構(gòu)不同連接方式時的總效率及特性：表4-1-30、P4-51

至 4-51

2 基本結(jié)構(gòu)設計

(1)平面連桿機構(gòu)

1、四桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式：表4-2-1、P4-52

2.根據(jù)傳動角度設計四桿機構(gòu)

(1)按照最小傳動角有最大值的條件設計曲柄搖桿機構(gòu)：P4-53

（2）根據(jù)最小傳動角：P4-54設計行程速比系數(shù)k=1（{12}=180°）的曲柄搖桿機構(gòu)

(3) 根據(jù)最小傳動角取最大值的條件設計偏置曲柄滑塊機構(gòu)：P4-55

(4)按最小傳動角設計雙曲柄機構(gòu)：P4-55

3、根據(jù)輸入桿和輸出桿的位置關(guān)系設計四桿機構(gòu)。

(1)幾何法

A、旋轉(zhuǎn)極、等視角關(guān)系及相對旋轉(zhuǎn)極：P4-56

B、采用相對極點法合成四桿機構(gòu)，使輸入、輸出元件滿足三種對應位置關(guān)系：表4-2-2、P4-57

C、采用相對極點法合成四桿機構(gòu)，使輸入、輸出桿滿足四種對應位置關(guān)系：表4-2-3、P4-58

(2) 分析方法：P4-60

(3) 實驗方法：P4-63

4、根據(jù)連桿位置和連桿點位置綜合鉸鏈四桿機構(gòu)。

(1) 具有三個已知連桿位置的綜合鉸鏈四桿機構(gòu)：表4-2-4斜面機械效率特點斜面機械效率特點，P4-63

(2) 具有四個已知連桿位置的綜合鉸鏈四桿機構(gòu)：P4-64

(3) 點曲線和圓心曲線：P4-65

(4)連桿位置已知的綜合鉸鏈四桿機構(gòu)：P4-65

(5)軌跡合成：P4-67

(6) 同等機構(gòu)及其應用：P4-70

(7) 直線運動機構(gòu)：表4-2-5、P4-70

(2)瞬時中心線機構(gòu)和互包絡機構(gòu)

1、瞬時中心線機構(gòu)的工作特性及設計計算一般原則：P4-71

2.非圓齒輪節(jié)線設計

(1) 非圓齒輪節(jié)線設計，再現(xiàn)給定自變量的函數(shù)

A. 重現(xiàn)給定自變量函數(shù)的非圓齒輪節(jié)線設計：表 4-2-6，P4-73

B、8種典型非圓齒輪節(jié)線曲線和5種典型非圓齒輪齒條、小齒輪節(jié)線曲線計算公式：表4-2-7、P4-75

(2)共軛偏心圓齒輪和非圓齒輪：表4-2-8、P4-76

斜面機械效率特點

(3)橢圓-橢圓齒輪及橢圓齒輪傳動

A、橢圓-橢圓齒輪及橢圓齒輪傳動計算表：表4-2-9、P4-78

B、橢圓積分數(shù)值表 E=int_{0}^{Pi/2}sqrt{1-K^{2}sin^{2}}d：表 4-2-10、P4-79

3、互包絡機構(gòu)工作特性：P4-80

4、互信封機制設計

A、互包絡機構(gòu)設計計算公式（運動學法）：表4-2-11、P4-81

B、互包絡機構(gòu)設計計算實例：表4-2-12、P4-82

(3)凸輪機構(gòu)

1.凸輪機構(gòu)的術(shù)語和一般設計步驟

(1)術(shù)語和符號：表4-2-13、P4-84

(2)半凸輪設計步驟：表4-2-14、P4-84

2、凸輪機構(gòu)的基本型式及關(guān)閉方法

(1)凸輪機構(gòu)的基本類型及特點：表4-2-15、P4-85

平面凸輪機構(gòu)、空間凸輪機構(gòu)、從動式

(2)凸輪機構(gòu)關(guān)閉方式：表4-2-16、P4-87

3、凸輪機構(gòu)壓力角：表4-2-17、P4-88

4.基圓半徑R_、圓柱凸輪最小半徑R_{min}、滾子半徑R_{r}

(1)基圓半徑R_對凸輪機構(gòu)的影響：表4-2-18、P4-89

(2)基圓半徑R_和R_{min}的確定方法

A、用畫圖法求圓盤凸輪R_的一般方法：表4-2-19、P4-91

B、凸輪與軸的連接方法及R_、R_{min}的計算公式：表4-2-20、P4-92

(3)滾子半徑R_{r}的確定

5.從動件運動規(guī)則和方程

(1) 跟隨者移動規(guī)則

A、凸輪機構(gòu)各種運動模式比較：表4-2-21、P4-93

加速間斷運動、Ⅰ雙停運動、Ⅱ不停運動、3單停運動

(2) 基本運動規(guī)律參數(shù)曲線

A、基本運動規(guī)則參數(shù)曲線：表4-2-22、P4-95

B. 基本運動定律方程：表4-2-23、P4-96

(3)常用組合運動定律方程的應用

A、常用的組合運動規(guī)律方程及其比較和應用：表4-2-24、P4-97

B、常用多項式運動定律方程：表4-2-25、P4-101

C、非對稱加速度多項式運動規(guī)律方程：表4-2-26、P4-101

D、根據(jù)指定的特殊邊界條件建立多項式運動定律方程示例：表4-2-27、P4-102

E、停止、推動、返回、停止運動規(guī)律方程舉例：表4-2-28、P4-102

6、滾子從動凸輪工作輪廓設計

(1) 繪制方法

A、直線或擺動滾子從動件盤形凸輪工作輪廓設計：表4-2-29、P4-103

B、軸向直線及擺動從動件圓柱凸輪工作型線設計：表4-2-30、P4-104

(2) 分析方法

A、直線、擺動滾子從動件盤形凸輪工作輪廓線設計：表4-2-31、P4-105

B、共軛凸輪理論輪廓方程：表4-2-32、P4-106

7、平底從動盤凸輪工作輪廓設計

(1)直線直角平底從動盤凸輪基本尺寸的確定：表4-2-33、P4-111

(2) 固定從動件板形凸輪工作輪廓設計（繪圖法）：表4-2-34、P4-112

(3) 直線平底、擺動平底從動件盤形凸輪工作輪廓設計（解析法）：表4-2-35、P4-113

8、圓弧凸輪工作輪廓設計

(1)單圓弧凸輪(偏心輪)

A、單圓弧凸輪及其從動件運動參數(shù)計算：表4-2-36、P4-114

(2) 多圓弧凸輪

A、定義及接弧條件：表4-2-37、P4-114

B、中心作用直線滾子和直線作用直角平底從動件的四圓弧凸輪輪廓設計：表4-2-38、P4-115

C、三角凸輪工作輪廓設計：表4-2-39、P4-116

9、凸輪、滾子結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、強度、精度、表面粗糙度、加工圖

(1)凸輪、滾柱結(jié)構(gòu)：P4-116

A、托輥各部分尺寸參考數(shù)據(jù)：表4-2-40、P4-118

(2)常用材料

A、凸輪與從動輪接觸端常用材料、熱處理、極限應力{HO}：表4-2-41、P4-119

(3)強度校核及許用應力

A.強度校準公式（初始線接觸）：表4-2-42、P4-119

(4)凸輪精度和表面粗糙度

A、凸輪公差和表面粗糙度：表4-2-43、P4-120

(5) 凸輪工作圖：P4-120

(4)分度凸輪機構(gòu)

1、分度凸輪機構(gòu)的性能及其運動參數(shù)

(1)幾種常用間歇分度機構(gòu)的性能比較：表4-2-44、P4-122

(2)分度凸輪機構(gòu)中主要運動參數(shù)的符號及含義：表4-2-45、P4-122

2.圓弧面（滾齒式）分度凸輪機構(gòu)

(1)基本結(jié)構(gòu)及工作原理：P4-122

(2)圓弧分度凸輪機構(gòu)主要運動參數(shù)及幾何尺寸

A、圓弧分度凸輪機構(gòu)主要運動參數(shù)及計算實例：表4-2-46、P4-124

B、圓弧分度凸輪機構(gòu)主要幾何尺寸及計算實例：表4-2-47、P4-126

(3)圓弧分度凸輪工作面設計及實例計算

A、圓弧分度凸輪工作輪廓的設計計算：表4-2-48、P4-127

B、凸輪與轉(zhuǎn)盤對應角位置、機構(gòu)角速度比、壓力角計算示例：表4-2-49、P4-128

C、凸輪工作面三維坐標x_{1}、y_{1}、z_{1}計算示例（參數(shù)同表4-2-49）：表4-2-50 , P4-129

(4)圓弧分度凸輪機構(gòu)動力學計算

A、圓弧分度凸輪機構(gòu)主要動態(tài)參數(shù)：表4-2-51、P4-129

(5)圓弧分度凸輪機構(gòu)主要零件材料、熱處理及技術(shù)要求：表4-2-52、P4-131

(6)圓弧分度凸輪機構(gòu)設計要點：P4-131

(7) 圓弧分度凸輪機構(gòu)主要構(gòu)成圖示例：P4-131

(8) 圓弧凸輪分度箱

A、GJC系列圓弧凸輪分度機構(gòu)安裝結(jié)構(gòu)尺寸：表4-2-53、P4-133

B、GT型圓弧凸輪分度機構(gòu)：表4-2-54、P4-135

3. 圓柱分度凸輪機構(gòu)

（一）工作原理及主要型號：P4-135

(2)圓柱分度凸輪機構(gòu)主要運動參數(shù)及幾何尺寸：P4-135

A、圓柱分度凸輪機構(gòu)主要運動參數(shù)及計算實例：表4-2-55、P4-136

B、圓柱分度凸輪機構(gòu)主要幾何尺寸及計算實例：表4-2-56、P4-137

(3) 圓柱分度凸輪工作輪廓設計：表4-2-57、P4-138

(4)圓柱分度凸輪機構(gòu)主要零件材料、技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)設計要點：P4-138

(5) 圓柱分度凸輪輪廓面展開為平面矩形時的設計計算：表4-2-58、P4-139

4.共軛（平行）分度凸輪機構(gòu)

(1)基本結(jié)構(gòu)及工作原理：P4-140

(2)共軛分度凸輪機構(gòu)主要運動參數(shù)及幾何尺寸

A、共軛盤分度凸輪機構(gòu)主要運動參數(shù)及計算實例：表4-2-59、P4-141

斜面機械效率特點

B、共軛盤分度凸輪機構(gòu)主要幾何尺寸及算例：表4-2-60、P4-142

(3)用于用圖形繪制凸輪的理論輪廓和工作輪廓

A、共軛盤形分度凸輪廓線設計繪制方法：表4-2-62、P4-144

(4)共軛盤分度凸輪機構(gòu)凸輪廓線解析計算：P4-145

A、共軛盤形分度凸輪廓線設計解析方法：表4-2-63、P4-146

B、凸輪與1、3號滾子嚙合的理論輪廓和工作輪廓：表4-2-64、P4-147

(5)共軛（平行）凸輪分度箱：表4-2-65、P4-147

(5)棘輪機構(gòu)、溝槽機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、銷輪機構(gòu)

1. 棘輪機構(gòu)

(一)常用形式

A、棘輪機構(gòu)的常見形式：表4-2-66、P4-148

B、棘輪摩擦面型式：表4-2-67、P4-149

(2)設計要點：表4-2-68、P4-149

2.滑輪機構(gòu)

(1)工作原理及形式：P4-150

(2)滑輪機構(gòu)幾何尺寸和主要運動參數(shù)計算(均勻分布徑向槽)

A、外滑輪機構(gòu)和內(nèi)滑輪機構(gòu)主要參數(shù)計算：表4-2-69、P4-152

B、滑輪機構(gòu)主要參數(shù)表（均勻分布徑向槽）：表4-2-70、P4-154

C.滑輪機構(gòu)的k和τ值：表4-2-71、P4-154

D、球面滑輪機構(gòu)的幾何尺寸和運動特性：表4-2-72、P4-155

(3)滑輪機構(gòu)動態(tài)特性：表4-2-73、P4-155

3、齒輪機構(gòu)不完整

(1)基本形式及嚙合特性：P4-156

(2)設計參數(shù)計算：P4-158

A、從動輪鎖緊圓弧所跨越的完整循環(huán)數(shù)K與無齒頂干涉的主動輪最終齒頂高度系數(shù)h_{am}^{*}：表4-2-74、P4-159

(3)不完全齒輪機構(gòu)設計計算公式及工作圖：表4-2-75、P4-161

4. 風車機構(gòu)

(1)風車機構(gòu)的主要類型及特點

A、針輪機構(gòu)主要類型及特點：表4-2-76、P4-163

(2)風車機構(gòu)設計計算

A、針輪機構(gòu)幾何尺寸及運動參數(shù)：表4-2-77、P4-164

(6)傾斜機構(gòu)和螺旋機構(gòu)

1、斜面機構(gòu)的特性指標及計算公式：P4-165

(1)斜面機構(gòu)的特性指標及計算公式：表4-2-78、P4-166

2、螺旋機構(gòu)

(1)螺旋機構(gòu)特性指標：表4-2-79、P4-168

(2)絲杠機構(gòu)傳動型式：表4-2-80、P4-168

3、參數(shù)選擇

(1) 升程角α參考值：表4-2-81、P4-169

(7)往復式油(缸)缸機構(gòu)運動設計

1. 參數(shù)計算

(1)擺動油缸計算公式：表4-2-82、P4-169

2、參數(shù)選擇

(1)擺動油缸機構(gòu)基本參數(shù)選擇：圖4-2-92、P4-171

3. 動作設計

(1)幾何法：表4-2-83、P4-171

(2)分析方法：表4-2-84、P4-172

至 P4-172

3 組合機構(gòu)分析與設計

(1)基本機構(gòu)主要組合類型：P4-173

1.系列組合

2、并聯(lián)組合

3、復雜組合

(2)凸輪連桿組合機構(gòu)

1. 固定凸輪連桿組合機構(gòu)：P4-174

2、移動凸輪連桿組合機構(gòu)：P4-176

3、連桿凸輪連桿組合機構(gòu)

(3)齒輪連桿組合機構(gòu)

1、行星輪系與二級拉桿組組合機構(gòu)：P4-179

A、單排內(nèi)嚙合行星輪系-連桿組合機構(gòu)計算：表4-3-1、P4-181

2、四桿機構(gòu)與行星輪系的組合：P4-182

A、幾種具有停止特性的四桿鉸軸輪系組合機構(gòu)：表4-3-2、P4-185

3、五桿機構(gòu)與齒輪機構(gòu)的組合機構(gòu)：P4-187

A、五連桿鉸鏈機構(gòu)與定軸齒輪系的組合：P4-187

B、五連桿鉸鏈機構(gòu)與行星輪系復合組合機構(gòu)：P4-189

(4)凸輪-齒輪組合機構(gòu)

1、輸出部分凸輪齒輪組合機構(gòu)實現(xiàn)周期變速運動：P4-190

2、凸輪-齒輪組合機構(gòu)實現(xiàn)軌跡要求：P4-192

3.實現(xiàn)周期性停止的輸出凸輪齒輪組合機構(gòu)：P4-192

(5) 柔性部件組合機構(gòu)

1、正時皮帶連桿組合機構(gòu)：P4-194

2、差速帶、鏈節(jié)組合機構(gòu)：P4-194

A、差速帶、鏈節(jié)組合機構(gòu)中各部件之間的運動學關(guān)系：表4-3-3、P4-195

至 P4-195

4. 機構(gòu)參考圖例

(1) 勻速旋轉(zhuǎn)機構(gòu)：P4-196

1、固定傳動比、勻速旋轉(zhuǎn)機構(gòu)：P4-196

2. 分級傳動機構(gòu)：P4-201

3、無級變速機構(gòu)：P4-203

(2)非等速旋轉(zhuǎn)機構(gòu)：P4-204

(3) 往復機構(gòu)：P4-206

(4)緊急返回機構(gòu)：P4-214

(5)行程放大機構(gòu)：P4-216

(6) 可調(diào)行程機構(gòu)：P4-218

(7) 間歇運動機構(gòu)：P4-221

(8)超控停止及單向機構(gòu)：P4-227

(9) 換向機構(gòu)：P4-229

(10)差動補償機構(gòu)：P4-232

(11)氣動、液壓驅(qū)動機構(gòu)：P4-235

(12)增力夾緊機構(gòu)：P4-239

(13) 實現(xiàn)預期軌跡的組織：P4-244

(14)安全保險及制動裝置：P4-250

(15)定位聯(lián)鎖機構(gòu)：P4-255

(16)伸縮機構(gòu)：P4-257

(17)振動機構(gòu)：P4-260

至 P4-263

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（知識點）平面機構(gòu)的自由度分析與結(jié)構(gòu)分析

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