機械原理與機械零

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1、書 名 ： 機 械 原 理 與 機 械 零 件ISBN： 978-7-111-34602-9作 者 ： 張 景 學(xué)出 版 社 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社本 書 配 有 電 子 課 件 工 程 制 圖 高 職 高 專 ppt 課 件 簡 易 沖 床設(shè) 計 方 案分 析1） 能 否 實 現(xiàn) 設(shè) 計 者 的 意 圖 ？ 為 什 么 ？2） 若 否 ， 請 畫 出 一 種 改 進(jìn) 方 案 。 工 程 制 圖 高 職 高 專 ppt 課 件 鉸 鏈 B的 中 心 既 要 隨杠 桿 2繞 軸 A轉(zhuǎn) 動 ， 又 要隨 沖 頭 3沿 鉛 垂 線 移 動 ，存 在 運 動 干 涉 ， 無 法 運動 。不 能

2、 實 現(xiàn) 設(shè) 計 者 的 意 圖 ！如 何 改 進(jìn) ？ 該 類 問 題 可 通 過計 算 得 到 解 決 ！工 程 制 圖 高 職 高 專 ppt 課 件 工 程 制 圖 高 職 高 專 ppt 課 件 第 一 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 組 成平 面 機 構(gòu) 空 間 機 構(gòu) 工 程 制 圖 高 職 高 專 ppt 課 件 運 動 副 ： 兩 構(gòu) 件 直 接 接觸 而 構(gòu) 成 的 可 動 聯(lián) 接 。 二 、 運 動 副 及 分 類一 、 構(gòu) 件 第 一 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 組 成運 動 副 元 素 ： 兩 構(gòu) 件 上構(gòu) 成 運 動 副 的 接 觸 表 面 。 4個 構(gòu) 件4個 運 動 副運 動

3、 副 元 素 均 為 圓 柱 面獨 立 運 動 的 單 元 體 。 工 程 制 圖 高 職 高 專 ppt 課 件 運 動 副 機 構(gòu) 的 “ 關(guān) 節(jié) ” ！第 一 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 組 成 工 程 制 圖 高 職 高 專 ppt 課 件 平 面 副空 間 副第 一 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 組 成按 相 對運 動 分按 接 觸形 式 分 低 副 ： 面 接 觸高 副 ： 點 、 線 接 觸運 動 副分 類 3個 構(gòu) 件3個 運 動 副2個 低 副1個 高 副工 程 制 圖 高 職 高 專 ppt 課 件 轉(zhuǎn) 動 副（ 回 轉(zhuǎn) 副 ， 鉸 鏈 ） 移 動 副第 一 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的

4、組 成 工 程 制 圖 高 職 高 專 ppt 課 件 凸 輪 高 副 齒 輪 高 副輪 軌 高 副 第 一 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 組 成 工 程 制 圖 高 職 高 專 ppt 課 件 球 面 副 螺 旋 副第 一 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 組 成 第 一 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 組 成7個 構(gòu) 件10個 運 動 副7個 低 副3個 高 副 開 鏈閉 鏈多 個 構(gòu) 件 通 過 運 動 副 連 接 而 組 成 的 可 動 系 統(tǒng) 。第 一 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 組 成三 、 運 動 鏈 具 有 確 定 相 對 運 動 的 運 動 鏈 。123 4 從 動 件原 動 件機 架機 構(gòu) = 機 架

5、 + 原 動 件 + 從 動 件第 一 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 組 成 1. 概 念 ： 表 示 機 構(gòu) 各 構(gòu) 件 間 相 對 運 動 關(guān) 系 的 簡 單 圖 形實 際 機 構(gòu) 運 動 簡 圖2. 作 用 ： 分 析 現(xiàn) 有 機 構(gòu) ， 設(shè) 計 新 機 構(gòu) 。第 二 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 運 動 簡 圖 實 際機 構(gòu) 運 動簡 圖3. 簡 化 原 則 構(gòu) 件 數(shù) 不 變運 動 副 類 型 不 變運 動 副 數(shù) 不 變運 動 尺 寸 不 變機 架 不 變原 動 件 不 變運 動 特 性 不 變簡 單 、 形象第 二 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 運 動 簡 圖 4. 運 動 副 符 號第 二 節(jié) 平 面

6、機 構(gòu) 運 動 簡 圖 高 副兩 構(gòu)件 均為 活動 構(gòu)件兩 構(gòu)件 之一 為機 架 轉(zhuǎn) 動 副 移 動 副 5. 構(gòu) 件 符號 第 二 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 運 動 簡 圖同 一構(gòu) 件兩 副構(gòu) 件三 副構(gòu) 件 6. 機 構(gòu) 符號 第 二 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 運 動 簡 圖支 架上 的電 動機 帶 傳動 鏈傳動外 嚙合 圓柱 齒輪 傳動 內(nèi) 嚙合 圓柱 齒輪 傳動 齒輪齒條傳動錐 齒輪 傳 動 圓 柱蝸 桿傳 動 凸輪機構(gòu) 7. 繪 制 步 驟2） 測 量 構(gòu) 件 的 運 動 尺 寸3） 繪 圖 選 擇 視 圖 平 面 、 瞬 時 位 置 和 比 例 尺 ，采 用 構(gòu) 件 和 運 動 副 的 規(guī) 定

7、 符 號 作 圖 。內(nèi) 燃 機 機 構(gòu) 運 動 簡 圖 繪 制顎 式 破 碎 機 機 構(gòu) 運 動 簡 圖 繪 制1） 分 析 運 動 副 的 類 型 、 數(shù) 目 、 位 置機 架 、 原 動 件 、 從 動 件 ， 構(gòu) 件 數(shù)運 動 傳 遞 過 程第 二 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 運 動 簡 圖 構(gòu) 件 能 夠 發(fā) 生 的 獨 立 運 動 數(shù) 目一 、 平 面 機 構(gòu) 自 由 度 計 算1. 構(gòu) 件 的 自 由 度空 間 自 由 構(gòu) 件有 六 個 自 由 度 平 面 自 由 構(gòu) 件有 三 個 自 由 度第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度 鏈 接 動 畫鏈 接 動 畫2. 運 動 副 的 約

8、束xy z x y z引 入 2個 約 束 ， 保 留 1個 自 由 度 低 副 第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度 凸 輪 高 副 齒 輪 高 副輪 軌 高 副引 入 1個 約 束 ， 保 留 2個 自 由 度高 副 第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度 3. 機 構(gòu) 的 自 由 度F = 3n 2PL PHn 活 動 構(gòu) 件 數(shù) （ 原 動 件 數(shù) 從 動 件 數(shù) ）PL 低 副 數(shù)PH 高 副 數(shù)所 有 構(gòu) 件 能 夠 發(fā) 生 的 獨 立 運 動 的 總 數(shù) 目第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1 F 3n 2PL PH 3

9、2 2 3 0 F 3n 2PL PH 3 3 2 5 1 第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度例 ： 計 算 機 構(gòu) 的 自 由 度F = 0 不 能 動為 穩(wěn) 定 桁 架 F 0 不 能 動為 超 穩(wěn) 定 桁 架 F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1 第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度F 3n 2PL PH 3 4 2 5 2 例 ： 計 算 機 構(gòu) 的 自 由 度F = 1能 發(fā) 生 1個 獨 立 運 動 F = 2能 發(fā) 生 2個 獨 立 運 動 二 、 機 構(gòu) 具 有 確 定 運 動 的 條 件 F 3n 2PL PH 3 2 2 3 0F = 0 不 能 動為

10、穩(wěn) 定 桁 架 F 0 不 能 動為 超 穩(wěn) 定 桁 架F 3n 2PL PH 3 3 2 5 1 第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度1） 必 要 條 件 機 構(gòu) 的 自 由 度 必 須 大 于 零 。 F= W 運 動 確 定F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1 鏈接動畫 鏈接動畫F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1 F W 機 構(gòu) 破 壞W原 動 件 的 個數(shù) 第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度2） 充 分 條 件 機 構(gòu) 的 自 由 度 必 須 等 于 原 動 件 的 個 數(shù) 鏈接動畫F 3n 2PL PH 3 4 2 5 2 F= W 運 動 確 定 F 3

11、n 2PL PH 3 4 2 5 2 F W 運 動 不 確 定 鏈接動畫第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度 結(jié) 論F 3n 2PL PH F=0 不 能 動 ， 為 穩(wěn) 定 桁 架F 0 不 能 動 ， 為 超 穩(wěn) 定 桁 架F 0 能 動 F W 機 構(gòu) 破 壞F W 運 動 不 確 定F W 運 動 確 定機 構(gòu) 具 有 確 定 運 動 的 條 件機 構(gòu) 的 自 由 度 大 于 零 ， 且 等 于 原 動 件 的 個 數(shù)第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度 F=3n 2PL PH = 3 6 2 7 3 =1F 原 動 件 數(shù) 運 動 確 定例 ： 計 算 內(nèi) 燃 機 機

12、構(gòu) 的 自 由 度第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度 F=3n 2PL PH = 3 6 2 8 1 =1F 原 動 件 數(shù) 運 動 確 定第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度例 ： 計 算 牛 頭 刨 床 機 構(gòu) 的 自 由 度 播 放 動 畫F = 3 5 2 6 0 = 3 ？三 、 計 算 平 面 機 構(gòu) 自 由 度 的 注 意 事 項1. 復(fù) 合 鉸 鏈 兩 個 以 上 的 構(gòu) 件（ k個 ） 在 同 一 軸 線 上用 轉(zhuǎn) 動 副 相 聯(lián) 構(gòu) 成 復(fù)合 鉸 鏈 ， 其 實 際 轉(zhuǎn) 動副 數(shù) 為 k 1個 。F = 3 5 2 7 0 = 1 復(fù) 合 鉸 鏈第 三 節(jié) 平

13、 面 機 構(gòu) 的 自 由 度 不 影 響 其 他構(gòu) 件 運 動 的獨 立 的 運 動可 減 輕 摩 擦和 磨 損 。計 算 時 應(yīng) 除去 局 部 自 由度 。將 滾 子 與 推桿 假 想 焊 接后 再 計 算 。F= 3 3 2 3 1 = 2 ?2. 局 部 自 由 度 F= 3 2 2 2 1 = 1鏈接動畫 鏈接動畫第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度 對 機 構(gòu) 運 動 不 起 限 制 作 用 的 重 復(fù) 約 束 。1） 兩 構(gòu) 件 間 構(gòu) 成 多 個 重 復(fù) 的 運 動 副軸 線 重 合 的 轉(zhuǎn) 動 副平 行 或 重 合 的 移 動 副法 線 重 合 的 高 副3. 虛 約 束

14、 第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度F = 3 2 2 2 1 = 1重 復(fù) 運 動 副 只 算 一 個可 提 高 剛 度 、 強 度 等 2） 機 構(gòu) 中 存 在 的 某 些 重 復(fù) 部 分 所 引 入 的 約 束處 理 辦 法 ： 去 掉 重 復(fù) 部 分鏈 接 動 畫 F=3n 2PL PH =3 3 2 3 2 = 1第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度F=3n 2PL PH =3 4 2 4 4 = 0 ?可 使 傳 動 可 靠 、 平 穩(wěn) ， 傳 遞 更 大 功 率 。 3） 兩 構(gòu) 件 上 兩 點 間 的 距 離 保 持 恒 定 不 變 ， 若 用 兩 轉(zhuǎn)動 副 桿

15、聯(lián) 接 ， 會 引 入 虛 約 束 。F=3n 2PL PH =3 3 2 4 0 =1 B E C鏈 接 動 畫F=3n 2PL PH =3 4 2 6 0 =0 ? 鏈 接 動 畫B E C第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度曲 柄 聯(lián) 動 ， 轉(zhuǎn) 向 相 同 ， 傳 動 可 靠 。 F =原 動 件 數(shù)機 構(gòu) 有 確 定 運 動F = 3 7 2 1 = 2例 ： 計 算 大 篩 機 構(gòu) 的 自 由 度 ， 判 斷 其 運 動 確 定 性復(fù) 合 鉸 鏈虛 約 束 局 部 自 由 度鏈 接 動 畫 鏈 接 動 畫第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度 不 能 。 因 為 自 由

16、度為 零 ， 不 能 動 。1） 繪 制 該 機 構(gòu) 的 運 動 簡 圖 ， 并 計 算 其 自 由 度 。0 14233 23 HL PpnF2） 該 簡 圖 能 否 實 現(xiàn) 設(shè) 計 者 的 意 圖 ？ 為 什 么 ？第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度 1 15243 23 HL PpnF 1 15243 23 HL PpnF 1 23233 23 HL PpnF運 動 確 定 運 動 確 定 運 動 確 定3） 請 畫 出 改 進(jìn) 方 案 ， 并 計 算 其 自 由 度 。 第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度 4） 機 械 設(shè) 計 中 ， 計 算 機 構(gòu) 自 由 度 有 何 意 義 ？0 14233 23 HL PpnF可 以 判 斷 機 構(gòu) 的 運 動 確 定 情 況 ， 初 步 排 除 錯 誤 ！第 三 節(jié) 平 面 機 構(gòu) 的 自 由 度