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》,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(duì)象和內(nèi)容,機(jī)構(gòu)機(jī)器機(jī)械→機(jī)構(gòu)綜合→運(yùn)動(dòng)分析→機(jī)械動(dòng)力學(xué),構(gòu)件----運(yùn)動(dòng)單元（從運(yùn)動(dòng)角度來(lái)說(shuō)不可再分割的部分）,以?xún)?nèi)燃機(jī)為例：活塞--—活塞體--—活塞環(huán)----滑環(huán)從運(yùn)動(dòng)角度講：它是一個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，將推力轉(zhuǎn)化為滑塊的往復(fù)移動(dòng)。,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(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)力學(xué)的一些基本知識(shí)。本課程作為一門(mén)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(dòng)及工作性能和設(shè)計(jì)新機(jī)械的知識(shí)基礎(chǔ)，通過(guò)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(zhuān)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(dòng)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(dòng)。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(dòng)的條件（3）掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫(huà)法,2-2運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)（1）運(yùn)動(dòng)副定義：兩構(gòu)件直接接觸并能保證一定運(yùn)動(dòng)關(guān)系的聯(lián)結(jié)。三要素：兩構(gòu)件、直接接觸、可動(dòng)聯(lián)結(jié)（據(jù)此判別運(yùn)動(dòng)副）（2）運(yùn)動(dòng)副元素：構(gòu)件上能夠直接參加接觸以構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的幾何元素。就幾何形狀來(lái)說(shuō)，不外乎點(diǎn)、線(xiàn)、面三種形式。,（3）分類(lèi)低副----副元素為面接觸，引入二個(gè)約束，有：移動(dòng)副----相對(duì)運(yùn)動(dòng)為移動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)副----相對(duì)運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)。（也稱(chēng)鉸鏈，有固定鉸、活動(dòng)鉸之分）。高副----以點(diǎn)或線(xiàn)接觸，引入一個(gè)約束。結(jié)論：*平面構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副只有三種形式：（高、移、轉(zhuǎn)）*將引入一個(gè)約束的稱(chēng)為一級(jí)副（Ⅰ級(jí)），依此類(lèi)推，引入二個(gè)約束的為Ⅱ級(jí)副。,（4）運(yùn)動(dòng)副規(guī)定畫(huà)法（表2-1）（5）運(yùn)動(dòng)鏈定義：通過(guò)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)結(jié)而構(gòu)成的相對(duì)可動(dòng)的系統(tǒng)稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)鏈。開(kāi)鏈：運(yùn)動(dòng)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(dòng)簡(jiǎn)圖1.定義----說(shuō)明機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形,且以規(guī)定線(xiàn)條和符號(hào)嚴(yán)格按比例繪制。（不按比例畫(huà)出的為示意圖）。2.構(gòu)件分類(lèi)：原動(dòng)件、從動(dòng)件、機(jī)架3.繪制簡(jiǎn)圖的一般步驟：(1)分清運(yùn)動(dòng)狀況，認(rèn)清哪些是固定件、原動(dòng)件、從動(dòng)件。（2）從原動(dòng)件開(kāi)始，按運(yùn)動(dòng)傳遞的順序，仔細(xì)分析各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，確定構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動(dòng)種類(lèi)和數(shù)目。（3）選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，定出各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，用規(guī)定的符號(hào)和線(xiàn)條連接各運(yùn)動(dòng)副。如：例2-1（圖2-8）,,2-4機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件條件：機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)=機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)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(dòng)構(gòu)件所可能具有的總自由度數(shù)減去運(yùn)動(dòng)副所引入的約束數(shù)。即：F=3n–2PL-PH,例3．儀表示值機(jī)構(gòu)F=36-28–1=1,,例4．計(jì)算多桿的自由度解：n=10,PL=14,PH=0F=3n–2PL-PH=310–214=2,,例5．計(jì)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(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(dòng)副的種類(lèi)和數(shù)目。2）要使機(jī)構(gòu)能運(yùn)動(dòng)，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(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無(wú)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(duì)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(dòng)副，只有一個(gè)移動(dòng)副起作用。2）兩個(gè)構(gòu)件之間組成多個(gè)軸線(xiàn)重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副，只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起作用。3）機(jī)構(gòu)中傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱(chēng)部分。,,,解：n=9,PL=12,PH=2F=3n–2PL-PH=39–212-2=1,2-7空間機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式：F=6n–5P5-4P4–3P3–2P2–P1=其中i為i級(jí)運(yùn)動(dòng)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(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)和沿Z軸移動(dòng)），故：F=（6-m）n–(5-m)P5-4P4–3P3=（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(lèi)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=3Ⅱ級(jí)組n=4,PL=6Ⅲ級(jí)組n應(yīng)為2的倍數(shù)，PL應(yīng)為3的倍數(shù)常用Ⅱ級(jí)組,Ⅲ級(jí)組少用，更高級(jí)的桿組很少用。,Ⅱ級(jí)組有5種基本形式,Ⅲ級(jí)組有3種基本形式。,