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機(jī)械原理孫恒西北工業(yè)大學(xué)版第1、2章.ppt

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機(jī)械原理孫恒西北工業(yè)大學(xué)版第1、2章.ppt

機(jī)械原理,西北工業(yè)大學(xué)孫恒主編,第一章緒論1-1本課程研究的對象和內(nèi)容,機(jī)構(gòu)機(jī)器機(jī)械機(jī)構(gòu)綜合運(yùn)動分析機(jī)械動力學(xué),構(gòu)件-運(yùn)動單元(從運(yùn)動角度來說不可再分割的部分),以內(nèi)燃機(jī)為例:活塞-活塞體-活塞環(huán)-滑環(huán)從運(yùn)動角度講:它是一個(gè)運(yùn)動單元,將推力轉(zhuǎn)化為滑塊的往復(fù)移動。,機(jī)構(gòu)的定義:,多個(gè)構(gòu)件的人為組合各構(gòu)件間有確定的相對運(yùn)動機(jī)器除機(jī)構(gòu)定義的二個(gè)特征外,另外能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換。,本課程研究的主要內(nèi)容,機(jī)構(gòu)的工作原理,運(yùn)動分析,參數(shù)計(jì)算各種常用機(jī)構(gòu)及綜合有關(guān)機(jī)器動力學(xué)的一些基本知識。本課程作為一門機(jī)械系的重點(diǎn)技術(shù)基礎(chǔ)課,是研究現(xiàn)有機(jī)械運(yùn)動及工作性能和設(shè)計(jì)新機(jī)械的知識基礎(chǔ),通過本課程的學(xué)習(xí),將為學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)床、機(jī)械制造工藝及其它課程打下專業(yè)基礎(chǔ)。,第二章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu):機(jī)構(gòu)的各主要運(yùn)動構(gòu)件在同一剖面內(nèi)(同一平面內(nèi)),或在幾個(gè)相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動。本章的重點(diǎn):(1)了解機(jī)構(gòu)的基本組成及自由度計(jì)算(2)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件(3)掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的畫法,2-2運(yùn)動副及其分類(1)運(yùn)動副定義:兩構(gòu)件直接接觸并能保證一定運(yùn)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(yùn)動副)(2)運(yùn)動副元素:構(gòu)件上能夠直接參加接觸以構(gòu)成運(yùn)動副的幾何元素。就幾何形狀來說,不外乎點(diǎn)、線、面三種形式。,(3)分類低副-副元素為面接觸,引入二個(gè)約束,有:移動副-相對運(yùn)動為移動。轉(zhuǎn)動副-相對運(yùn)動為轉(zhuǎn)動。(也稱鉸鏈,有固定鉸、活動鉸之分)。高副-以點(diǎn)或線接觸,引入一個(gè)約束。結(jié)論:*平面構(gòu)件組成運(yùn)動副只有三種形式:(高、移、轉(zhuǎn))*將引入一個(gè)約束的稱為一級副(級),依此類推,引入二個(gè)約束的為級副。,(4)運(yùn)動副規(guī)定畫法(表2-1)(5)運(yùn)動鏈定義:通過運(yùn)動副聯(lián)結(jié)而構(gòu)成的相對可動的系統(tǒng)稱為運(yùn)動鏈。開鏈:運(yùn)動鏈的構(gòu)件未形成首末封閉的系統(tǒng)。(多用在機(jī)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(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖1.定義-說明機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的相對運(yùn)動關(guān)系的簡單圖形,且以規(guī)定線條和符號嚴(yán)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(jī)架3.繪制簡圖的一般步驟:(1)分清運(yùn)動狀況,認(rèn)清哪些是固定件、原動件、從動件。(2)從原動件開始,按運(yùn)動傳遞的順序,仔細(xì)分析各構(gòu)件之間的相對運(yùn)動性質(zhì),確定構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動種類和數(shù)目。(3)選擇適當(dāng)?shù)谋壤撸ǔ龈鬟\(yùn)動副的相對位置,用規(guī)定的符號和線條連接各運(yùn)動副。如:例2-1(圖2-8),2-4機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件條件:機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)=機(jī)構(gòu)的運(yùn)動自由度數(shù)2-5平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算自由度計(jì)算:活動構(gòu)件所可能具有的總自由度數(shù)減去運(yùn)動副所引入的約束數(shù)。即:F=3n2PL-PH,例3儀表示值機(jī)構(gòu)F=36-281=1,例4計(jì)算多桿的自由度解:n=10,PL=14,PH=0F=3n2PL-PH=310214=2,例5計(jì)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(jìn)結(jié)構(gòu),討論:1)平面機(jī)構(gòu)的自由度F取決于構(gòu)件的數(shù)目、以及運(yùn)動副的種類和數(shù)目。2)要使機(jī)構(gòu)能運(yùn)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(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度注意事項(xiàng),1.注意復(fù)合鉸鏈,2.除去局部自由度,局部自由度-對整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動無關(guān)的自由度。如:凸輪機(jī)構(gòu)中的滾子計(jì)算方法有兩個(gè):1)按起作用的構(gòu)件數(shù)計(jì)算,把具有局部自由度的構(gòu)件除去2)直接計(jì)算:F局部自由度數(shù)=實(shí)際自由度,3.虛約束虛約束-對機(jī)構(gòu)自由度影響的是重復(fù)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(gè)構(gòu)件之間組成多個(gè)導(dǎo)路平行的移動副,只有一個(gè)移動副起作用。2)兩個(gè)構(gòu)件之間組成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動副,只有一個(gè)轉(zhuǎn)動副起作用。3)機(jī)構(gòu)中傳遞運(yùn)動不起獨(dú)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(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式:F=6n5P5-4P43P32P2P1=其中i為i級運(yùn)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(gè)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(jī)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(dāng)全為低副時(shí):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。,

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