第10章 机械系统的静力分析和设计,10.1 压力角和传动角 1.平面铰链四杆机构的压力角和传动角,从动件上力P的作用线与力作用点C的绝对速度vc 之间所夹的锐角 称为压力角。 传动角定义为连杆与机构运动输出构件之间所夹的锐角。,1,2.凸轮机构的压力角,一般凸轮设计中，许用压力角的推荐值为：在推程中，直动从动件许用压力角 3040；摆动从动件许用压力角 4050。在回程中 7080,2,从图中可以看出，如果采用对心方式，凸轮的最小基圆 半径为OB0；如果采用偏置方式，凸轮的最小基圆半径为 OB0。,按照机构许用压力角确定凸轮基圆半径和偏距图解法,由此可以得出结论： 采用对心方式的凸轮机构的最小基圆半径比采用偏置方式的最小基圆半径大，也就是说：采用偏置方式可以减小凸轮机构的尺寸。,3,3.齿轮机构的压力角 齿廓为渐开线齿廓齿廓上各点压力角的大小是不同的。 通常所说的齿轮的压力角是指齿轮分度圆上的压力角 。,4,图（b）为=14.50标准齿轮的齿形，图（c）为=200标准齿轮的齿形。由图可见，分度圆压力角越大，齿根部分的齿厚就越大，齿顶部分齿厚将会变小。而当一对标准安装的齿轮啮合时，增大压力角，重合度将会减少 。,5,10.2 死点 1.机构在运动过程中传动角 0的情况，机构的这一位置称为死点位置。在机构的死点位置，输入运动是无法传递的。,6,2. 克服死点的方法 工程上常用的方法有利用构件的惯性、相同机构错位布置等。最近又出现了利用冗余驱动器的方法，在铰链点B处安装一个伺服电机，当机构处于死点位置的时候，伺服电机工作，从而使机构继续运动。,3. 死点的利用 飞机起落架机构，在机轮放下时，杆BC与杆CD成一直线，此时虽然机轮或构件AB上可能受到很大的力，但由于构件AB为主动件时，机构处于死点位置，所以起落架不会反转（折回）。而当要收起起落架机构的时候，只需在构件CD上施加一个驱动力矩即可。,7,10.3 机械中的摩擦、自锁和效率 10.3.1运动副中的摩擦和自锁 平面移动副中的摩擦和自锁 摩擦角,总反力的方向恒与相对运动V12的方向成一钝角90o+。 自锁条件：,8,楔形面移动副,摩擦力,当量摩擦系数和摩擦角,自锁条件：,9,矩形螺旋副中的摩擦和自锁,正行程,反行程,自锁条件,10,三角形螺纹 螺母与螺杆之间的接触可近似地看成是楔形面,11,3.平面转动副中的摩擦和自锁（径向轴颈）,径向轴颈的自锁的条件为,12,在图示的偏心夹具中，要求不加力FP仍能夹紧工件。,几何条件,13,10.3.2 考虑运动副摩擦机构的力分析,图示机构中，凸轮为主动件，顺时针转动。考虑各个运动副中的摩擦，对图示位置进行力分析。,14,10.3.3 机械的效率和自锁 1.机械效率的计算,15,2.机械自锁的效率条件,图示斜面机构,16,