機械原理孫恒西北工業(yè)大學版第1、2章.ppt

機械原理,西北工業(yè)大學孫恒主編,第一章緒論1-1本課程研究的對象和內(nèi)容,機構(gòu)機器機械機構(gòu)綜合運動分析機械動力學,構(gòu)件-運動單元（從運動角度來說不可再分割的部分）,以內(nèi)燃機為例：活塞-活塞體-活塞環(huán)-滑環(huán)從運動角度講：它是一個運動單元，將推力轉(zhuǎn)化為滑塊的往復移動。,機構(gòu)的定義：,多個構(gòu)件的人為組合各構(gòu)件間有確定的相對運動機器除機構(gòu)定義的二個特征外，另外能進行能量的轉(zhuǎn)換。,本課程研究的主要內(nèi)容,機構(gòu)的工作原理，運動分析，參數(shù)計算各種常用機構(gòu)及綜合有關(guān)機器動力學的一些基本知識。本課程作為一門機械系的重點技術(shù)基礎(chǔ)課，是研究現(xiàn)有機械運動及工作性能和設(shè)計新機械的知識基礎(chǔ)，通過本課程的學習，將為學習機械設(shè)計、機床、機械制造工藝及其它課程打下專業(yè)基礎(chǔ)。,第二章平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機構(gòu)：機構(gòu)的各主要運動構(gòu)件在同一剖面內(nèi)（同一平面內(nèi)），或在幾個相互平行的平面內(nèi)運動。本章的重點：（1）了解機構(gòu)的基本組成及自由度計算（2）機構(gòu)具有確定運動的條件（3）掌握機構(gòu)運動簡圖的畫法,2-2運動副及其分類（1）運動副定義：兩構(gòu)件直接接觸并能保證一定運動關(guān)系的聯(lián)結(jié)。三要素：兩構(gòu)件、直接接觸、可動聯(lián)結(jié)（據(jù)此判別運動副）（2）運動副元素：構(gòu)件上能夠直接參加接觸以構(gòu)成運動副的幾何元素。就幾何形狀來說，不外乎點、線、面三種形式。,（3）分類低副-副元素為面接觸，引入二個約束，有：移動副-相對運動為移動。轉(zhuǎn)動副-相對運動為轉(zhuǎn)動。（也稱鉸鏈，有固定鉸、活動鉸之分）。高副-以點或線接觸，引入一個約束。結(jié)論：*平面構(gòu)件組成運動副只有三種形式：（高、移、轉(zhuǎn)）*將引入一個約束的稱為一級副（級），依此類推，引入二個約束的為級副。,（4）運動副規(guī)定畫法（表2-1）（5）運動鏈定義：通過運動副聯(lián)結(jié)而構(gòu)成的相對可動的系統(tǒng)稱為運動鏈。開鏈：運動鏈的構(gòu)件未形成首末封閉的系統(tǒng)。（多用在機械手）閉鏈：各構(gòu)件構(gòu)成了首末封閉的系統(tǒng)。（經(jīng)常采用）,2-3機構(gòu)運動簡圖1.定義-說明機構(gòu)各構(gòu)件的相對運動關(guān)系的簡單圖形,且以規(guī)定線條和符號嚴格按比例繪制。（不按比例畫出的為示意圖）。2.構(gòu)件分類：原動件、從動件、機架3.繪制簡圖的一般步驟：(1)分清運動狀況，認清哪些是固定件、原動件、從動件。（2）從原動件開始，按運動傳遞的順序，仔細分析各構(gòu)件之間的相對運動性質(zhì)，確定構(gòu)件的數(shù)目、運動種類和數(shù)目。（3）選擇適當?shù)谋壤撸ǔ龈鬟\動副的相對位置，用規(guī)定的符號和線條連接各運動副。如：例2-1（圖2-8）,2-4機構(gòu)具有確定運動的條件條件：機構(gòu)的原動件數(shù)=機構(gòu)的運動自由度數(shù)2-5平面機構(gòu)的自由度計算自由度計算：活動構(gòu)件所可能具有的總自由度數(shù)減去運動副所引入的約束數(shù)。即：F=3n2PL-PH,例3儀表示值機構(gòu)F=36-281=1,例4計算多桿的自由度解：n=10,PL=14,PH=0F=3n2PL-PH=310214=2,例5計算輪系的自由度解：n=4,PL=4,PH=2F=3n2PL-PH=3424-2=2,例6F=0，應(yīng)改進結(jié)構(gòu),討論：1)平面機構(gòu)的自由度F取決于構(gòu)件的數(shù)目、以及運動副的種類和數(shù)目。2）要使機構(gòu)能運動，F(xiàn)>03）F=0,剛性靜定結(jié)構(gòu)4）F<0,超靜定結(jié)構(gòu),2-6計算平面機構(gòu)自由度注意事項,1.注意復合鉸鏈,2.除去局部自由度,局部自由度-對整個機構(gòu)運動無關(guān)的自由度。如：凸輪機構(gòu)中的滾子計算方法有兩個：1）按起作用的構(gòu)件數(shù)計算，把具有局部自由度的構(gòu)件除去2）直接計算：F局部自由度數(shù)=實際自由度,3.虛約束虛約束-對機構(gòu)自由度影響的是重復的約束,虛約束一般發(fā)生在軌跡重合的地方，如：,另外注意：1）兩個構(gòu)件之間組成多個導路平行的移動副，只有一個移動副起作用。2）兩個構(gòu)件之間組成多個軸線重合的轉(zhuǎn)動副，只有一個轉(zhuǎn)動副起作用。3）機構(gòu)中傳遞運動不起獨立作用的對稱部分。,解：n=9,PL=12,PH=2F=3n2PL-PH=39212-2=1,2-7空間機構(gòu)的自由度計算公式：F=6n5P5-4P43P32P2P1=其中i為i級運動副的約束數(shù),解n=3，P5=-2，P4=1P3=1F=6n5P5-4P43P3=（63）（52）-（41）-31=1,如有公共約束（公共約束數(shù)m），則：,其公共約束數(shù)m=4（不能繞三個軸轉(zhuǎn)動和沿Z軸移動），故：F=（6-m）n(5-m)P5-4P43P3=（6-4）2（5-4）3=1,2-8平面機構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類及分析,如：,結(jié)構(gòu)分析:基本桿組：3n-2PL-PH=0當全為低副時：3n-2PL=0它們的組合：n=2,PL=3級組n=4,PL=6級組n應(yīng)為2的倍數(shù)，PL應(yīng)為3的倍數(shù)常用級組,級組少用，更高級的桿組很少用。,級組有5種基本形式,級組有3種基本形式。,