機械原理孫恒西北工業(yè)大學版第1、2章.ppt

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《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容,機構機器機械→機構綜合→運動分析→機械動力學,構件----運動單元（從運動角度來說不可再分割的部分）,以內燃機為例：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，將推力轉化為滑塊的往復移動。,機構的定義：,多個構件的人為組合各構件間有確定的相對運動機器除機構定義的二個特征外，另外能進行能量的轉換。,本課程研究的主要內容,機構的工作原理，運動分析，參數(shù)計算各種常用機構及綜合有關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基礎課，是研究現(xiàn)有機械運動及工作性能和設計新機械的知識基礎，通過本課程的學習，將為學習機械設計、機床、機械制造工藝及其它課程打下專業(yè)基礎。,第二章平面機構的結構分析平面機構：機構的各主要運動構件在同一剖面內（同一平面內），或在幾個相互平行的平面內運動。本章的重點：（1）了解機構的基本組成及自由度計算（2）機構具有確定運動的條件（3）掌握機構運動簡圖的畫法,2-2運動副及其分類（1）運動副定義：兩構件直接接觸并能保證一定運動關系的聯(lián)結。三要素：兩構件、直接接觸、可動聯(lián)結（據(jù)此判別運動副）（2）運動副元素：構件上能夠直接參加接觸以構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。轉動副----相對運動為轉動。（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。結論：*平面構件組成運動副只有三種形式：（高、移、轉）*將引入一個約束的稱為一級副（Ⅰ級），依此類推，引入二個約束的為Ⅱ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)結而構成的相對可動的系統(tǒng)稱為運動鏈。開鏈：運動鏈的構件未形成首末封閉的系統(tǒng)。（多用在機械手）閉鏈：各構件構成了首末封閉的系統(tǒng)。（經(jīng)常采用）,2-3機構運動簡圖1.定義----說明機構各構件的相對運動關系的簡單圖形,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，仔細分析各構件之間的相對運動性質，確定構件的數(shù)目、運動種類和數(shù)目。（3）選擇適當?shù)谋壤?，定出各運動副的相對位置，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機構具有確定運動的條件條件：機構的原動件數(shù)=機構的運動自由度數(shù)2-5平面機構的自由度計算自由度計算：活動構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=3n–2PL-PH,例3．儀表示值機構F=36-28–1=1,,例4．計算多桿的自由度解：n=10,PL=14,PH=0F=3n–2PL-PH=310–214=2,,例5．計算輪系的自由度解：n=4,PL=4,PH=2F=3n–2PL-PH=34–24-2=2,,例6F=0，應改進結構,,,討論：1)平面機構的自由度F取決于構件的數(shù)目、以及運動副的種類和數(shù)目。2）要使機構能運動，F(xiàn)>03）F=0,剛性靜定結構4）F<0,超靜定結構,2-6計算平面機構自由度注意事項,1.注意復合鉸鏈,,2.除去局部自由度,,,局部自由度----對整個機構運動無關的自由度。如：凸輪機構中的滾子計算方法有兩個：1）按起作用的構件數(shù)計算，把具有局部自由度的構件除去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）兩個構件之間組成多個軸線重合的轉動副，只有一個轉動副起作用。3）機構中傳遞運動不起獨立作用的對稱部分。,,,解：n=9,PL=12,PH=2F=3n–2PL-PH=39–212-2=1,2-7空間機構的自由度計算公式：F=6n–5P5-4P4–3P3–2P2–P1=其中i為i級運動副的約束數(shù),解n=3，P5=-2，P4=1P3=1F=6n–5P5-4P4–3P3=（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（不能繞三個軸轉動和沿Z軸移動），故：F=（6-m）n–(5-m)P5-4P4–3P3=（6-4）2–（5-4）3=1,,,2-8平面機構的組成原理、結構分類及分析,如：,結構分析: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=3Ⅱ級組n=4,PL=6Ⅲ級組n應為2的倍數(shù)，PL應為3的倍數(shù)常用Ⅱ級組,Ⅲ級組少用，更高級的桿組很少用。,Ⅱ級組有5種基本形式,Ⅲ級組有3種基本形式。,