機(jī)械設(shè)計(jì)原理與方法[共63頁]

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)原理與方法第一章 緒論緒論中將介紹三個(gè)問題n一.學(xué)什么n二.為什么要學(xué)n三.怎樣學(xué)學(xué)什么內(nèi)容，要求，術(shù)語，區(qū)別1.本課程的主要內(nèi)容n機(jī)械設(shè)計(jì)原理與方法課程,是將傳統(tǒng)的 和以及三門課程的主要內(nèi)容有機(jī)結(jié)合的一門課程。n本課程的研究對(duì)象是機(jī)械。而機(jī)械則是機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱。（在后面的3.術(shù)語中再詳細(xì)說明）n本課程的研究?jī)?nèi)容大體為以下三部分： 1.機(jī)械的組成原理及機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué),機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)理論與方法; 2.機(jī)械零部件的參數(shù)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理與方法; 3.機(jī)械精度設(shè)計(jì)的基本原理與方法。2.本課程的基本要求n了解平面機(jī)構(gòu)的組成原理n能對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析及力分析n能按幾種常見已知條

2、件設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)n了解盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)方法n掌握幾種常用傳動(dòng)基本參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法n了解輪系設(shè)計(jì)方法n了解幾種其他常用機(jī)構(gòu)n掌握飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之簡(jiǎn)易計(jì)算法n了解剛性轉(zhuǎn)子靜動(dòng)平衡原理n掌握簡(jiǎn)單機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的步驟與方法n能按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在簡(jiǎn)單機(jī)械裝置的裝配圖和零件圖上標(biāo)注尺寸公差和形位公差3.術(shù)語n機(jī)器-機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置,它用來變換或傳遞能量、物料與信息。n動(dòng)力機(jī)器-有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)n工作機(jī)器-有機(jī)床和汽車等n信息機(jī)器-有打字機(jī)等n機(jī)構(gòu)-是實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的實(shí)物 組合體 例如，內(nèi)燃機(jī)由連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)組成4.機(jī)構(gòu)與機(jī)器的特征有何不同？n機(jī)器有三個(gè)特征n機(jī)構(gòu)具有機(jī)器的前兩

3、個(gè)特征n機(jī)器的三個(gè)特征是：（1）它們都是一種人為的實(shí)物（機(jī)件）的組合體。（2）組成它們的各部分之間都具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（3）能夠完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。為什么要學(xué)本課程是本專業(yè)的一門必修的重要專業(yè)基礎(chǔ)課本課程是學(xué)習(xí)許多后續(xù)課程和從事機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)怎樣學(xué)n本課程需要綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、工程材料、機(jī)械制造基礎(chǔ)、工程力學(xué)等先修課程的知識(shí)，偏重于應(yīng)用。n不強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)地理論分析及公式推導(dǎo)。n著重基本概念的理解和基本設(shè)計(jì)方法的掌握，著重理解公式建立的前提及意義和應(yīng)用。認(rèn)真及時(shí)獨(dú)立完成每一次作業(yè)。n理論聯(lián)系實(shí)際，充分重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，多觀察現(xiàn)有實(shí)物或圖樣，上好實(shí)驗(yàn)課。n注重運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖

4、冊(cè)等有關(guān)技術(shù)資料。要早為課程設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備。n注重創(chuàng)新意識(shí)的形成。n打好基礎(chǔ)，積極自學(xué)，注意發(fā)展，結(jié)合實(shí)際打好基礎(chǔ)，積極自學(xué)，注意發(fā)展，結(jié)合實(shí)際 第二章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2.平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2.1 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的n判斷所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能否運(yùn)動(dòng)判斷所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能否運(yùn)動(dòng)n判斷機(jī)構(gòu)在什么條件下才具有判斷機(jī)構(gòu)在什么條件下才具有確定的確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)(不能任意拼湊不能任意拼湊）n對(duì)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類對(duì)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類2.2機(jī)構(gòu)的組成n2.2.1 構(gòu)件構(gòu)件n構(gòu)件是構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的單元運(yùn)動(dòng)的單元n零件是制造的單元零件是制造的單元n構(gòu)件可能是一個(gè)零件構(gòu)件可能是一個(gè)零件,也可能是

5、幾個(gè)零件剛性也可能是幾個(gè)零件剛性組合在一起而形成組合在一起而形成n實(shí)例實(shí)例1 曲軸曲軸 單一整體單一整體 n實(shí)例實(shí)例2 連桿連桿 剛性組合剛性組合 （各（各 零件間零件間 無相對(duì)運(yùn)無相對(duì)運(yùn)動(dòng)）有連桿體、連桿蓋、螺栓、螺母等幾個(gè)零動(dòng)）有連桿體、連桿蓋、螺栓、螺母等幾個(gè)零件件曲軸（單一），連桿（組合）運(yùn)動(dòng)副n2.2.2 運(yùn)動(dòng)副及其分類運(yùn)動(dòng)副及其分類n運(yùn)動(dòng)副定義運(yùn)動(dòng)副定義:兩兩構(gòu)件構(gòu)件直接接觸直接接觸組成能相對(duì)組成能相對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的的聯(lián)接聯(lián)接稱為運(yùn)動(dòng)副稱為運(yùn)動(dòng)副n實(shí)例實(shí)例:軸承軸承,輪齒嚙合輪齒嚙合(見圖見圖2-3,2-4)n運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素:構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的點(diǎn)、線、面構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的點(diǎn)、線、面n高副與低

6、副高副與低副:n點(diǎn)或線接觸點(diǎn)或線接觸-高副高副n面接觸面接觸 - 低副低副低副， 高副 平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)n平面機(jī)構(gòu)與空間機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)與空間機(jī)構(gòu):n平面機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)-所有構(gòu)件都在同一平面或所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)n空間機(jī)構(gòu)空間機(jī)構(gòu)-構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)n本課程主要研究平面機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)副本課程主要研究平面機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副n低副又分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副低副又分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副n轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副(回轉(zhuǎn)副回轉(zhuǎn)副)-相對(duì)運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)n實(shí)例實(shí)例:固定鉸鏈固定鉸鏈(圖圖2-3),活動(dòng)鉸鏈活動(dòng)鉸鏈(圖圖2-5

7、)n移動(dòng)副移動(dòng)副-相對(duì)運(yùn)動(dòng)為直線移動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)為直線移動(dòng)n實(shí)例實(shí)例:(圖圖2-6)n平面高副實(shí)例平面高副實(shí)例:(圖圖2-4齒輪輪齒構(gòu)成齒輪輪齒構(gòu)成的的)(圖圖2-7凸輪和推桿構(gòu)成的凸輪和推桿構(gòu)成的)轉(zhuǎn)動(dòng)（回轉(zhuǎn)）副，移動(dòng)副，高副2.2.3 運(yùn)動(dòng)鏈n若干構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接起來所構(gòu)成的若干構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接起來所構(gòu)成的系統(tǒng)系統(tǒng)-稱為運(yùn)動(dòng)鏈稱為運(yùn)動(dòng)鏈n運(yùn)動(dòng)鏈分為閉式和開式運(yùn)動(dòng)鏈分為閉式和開式n閉式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈-每個(gè)構(gòu)件至少包含每個(gè)構(gòu)件至少包含兩個(gè)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)副元素副元素(圖圖2-9c,2-9d)n開式運(yùn)動(dòng)鏈開式運(yùn)動(dòng)鏈-運(yùn)動(dòng)鏈中有的構(gòu)件只包含運(yùn)動(dòng)鏈中有的構(gòu)件只包含一一個(gè)個(gè)運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素(圖圖2-

8、9a,2-9b)n生產(chǎn)中通常應(yīng)用閉式鏈生產(chǎn)中通常應(yīng)用閉式鏈n少數(shù)機(jī)械也有采用開式鏈的少數(shù)機(jī)械也有采用開式鏈的,如機(jī)械手和機(jī)器如機(jī)械手和機(jī)器人人2.2.4 機(jī)構(gòu)n將運(yùn)動(dòng)鏈中的一個(gè)構(gòu)件加以固定將運(yùn)動(dòng)鏈中的一個(gè)構(gòu)件加以固定-成為機(jī)成為機(jī)架架-則這種運(yùn)動(dòng)鏈便可能成為機(jī)構(gòu)則這種運(yùn)動(dòng)鏈便可能成為機(jī)構(gòu)n注意注意:不能運(yùn)動(dòng)或無規(guī)則亂動(dòng)的這種運(yùn)動(dòng)鏈并不能運(yùn)動(dòng)或無規(guī)則亂動(dòng)的這種運(yùn)動(dòng)鏈并不能成為機(jī)構(gòu)不能成為機(jī)構(gòu)n研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),一般可以機(jī)架為參照系一般可以機(jī)架為參照系n原動(dòng)件原動(dòng)件-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的外力所作用的那驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的外力所作用的那個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件n從動(dòng)件從動(dòng)件-其余的構(gòu)件其余的構(gòu)件2.3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

9、n2.3.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的用途機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的用途n使分析或設(shè)計(jì)機(jī)械的問題簡(jiǎn)化使分析或設(shè)計(jì)機(jī)械的問題簡(jiǎn)化n不考慮與運(yùn)動(dòng)無關(guān)的因素不考慮與運(yùn)動(dòng)無關(guān)的因素:構(gòu)件外形和斷構(gòu)件外形和斷面尺寸面尺寸,組成構(gòu)件的零件數(shù)目組成構(gòu)件的零件數(shù)目,運(yùn)動(dòng)副的具運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造體構(gòu)造n只考慮與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的因素只考慮與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的因素:構(gòu)件數(shù)構(gòu)件數(shù),運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目的類型和數(shù)目,運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置2.3.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法n機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖-是用簡(jiǎn)單的線條和符是用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)來代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副號(hào)來代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副,并按一定的長(zhǎng)度并按一定的長(zhǎng)度比例尺表示各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置比例尺表示各運(yùn)動(dòng)

10、副的相對(duì)位置,這種用這種用來來說明說明機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)的簡(jiǎn)單圖形稱之為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖單圖形稱之為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖n要正確畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖要正確畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,首先要知道代首先要知道代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的規(guī)定符號(hào)表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的規(guī)定符號(hào)(GB4460-84)1.運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的規(guī)定符號(hào)n表表2-1為常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)為常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)n見課本見課本P18-19表表2-2n見見P7-8表表1-15n兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,其表示法如圖其表示法如圖2-10n兩構(gòu)件組成移動(dòng)副兩構(gòu)件組成移動(dòng)副,其表示法如其表示法如 圖圖2-11a,b,cn兩構(gòu)件組成高副兩構(gòu)件組

11、成高副,在圖中應(yīng)畫出兩構(gòu)件接觸處在圖中應(yīng)畫出兩構(gòu)件接觸處的曲線輪廓的曲線輪廓,如圖如圖2-11d1.運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的規(guī)定符號(hào)n二副構(gòu)件二副構(gòu)件 見圖見圖2-12n三副構(gòu)件三副構(gòu)件 見圖見圖2-13,其中左圖表示一其中左圖表示一個(gè)構(gòu)件上的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副中心位于一條直個(gè)構(gòu)件上的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副中心位于一條直線上線上2.畫機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟n注意！注意！ 先分析先分析,后畫圖后畫圖n(1)分析分析 構(gòu)件數(shù)構(gòu)件數(shù),固定件固定件,活動(dòng)件活動(dòng)件(原動(dòng)件原動(dòng)件,從動(dòng)件從動(dòng)件) 每?jī)蓸?gòu)件之相對(duì)運(yùn)動(dòng)每?jī)蓸?gòu)件之相對(duì)運(yùn)動(dòng) (2)畫圖畫圖 注意五點(diǎn)注意五點(diǎn) 選視圖選視圖 一般可選平行于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平面的平面一般可選平行于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平面

12、的平面(有時(shí)也酌情選擇有時(shí)也酌情選擇) 確定機(jī)構(gòu)的一個(gè)瞬時(shí)位置確定機(jī)構(gòu)的一個(gè)瞬時(shí)位置 各構(gòu)件應(yīng)不重疊各構(gòu)件應(yīng)不重疊,使使圖面清晰圖面清晰 比例尺比例尺:l=實(shí)際尺寸實(shí)際尺寸(mm)/圖示尺寸圖示尺寸(mm) 幾何作圖幾何作圖 原動(dòng)件用箭頭標(biāo)出運(yùn)動(dòng)原動(dòng)件用箭頭標(biāo)出運(yùn)動(dòng)分析內(nèi)燃機(jī)之連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件數(shù)構(gòu)件數(shù):4,固定件固定件:機(jī)架機(jī)架,原動(dòng)件原動(dòng)件:活塞活塞,從動(dòng)從動(dòng)件件:連桿和曲軸連桿和曲軸,(活動(dòng)件數(shù)活動(dòng)件數(shù):3) 每?jī)蓚€(gè)構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)每?jī)蓚€(gè)構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng): 活塞活塞機(jī)架機(jī)架 移動(dòng)移動(dòng) 活塞活塞連桿連桿 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng) 曲軸曲軸連桿連桿 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng) 曲軸曲軸機(jī)架機(jī)架 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)選符號(hào)內(nèi)燃機(jī)中的連

13、桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)模型的簡(jiǎn)圖請(qǐng)看課本下冊(cè)P733-743 22-5 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件22-6 平面機(jī)構(gòu)的組成原理及平面機(jī)構(gòu)的組成原理及 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析2.4 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算n2.4.1平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式 1.自由度與約束自由度與約束 構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目(或確定構(gòu)件位置的獨(dú)立或確定構(gòu)件位置的獨(dú)立參變量的數(shù)目參變量的數(shù)目) 一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有3個(gè)自由度（見圖個(gè)自由度（見圖2-15） 約束是指對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制約束是指對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制 當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副后，受到約束，

14、自由度減少當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副后，受到約束，自由度減少 低副引入低副引入2個(gè)約束個(gè)約束 高副引入高副引入1個(gè)約束個(gè)約束平面自由構(gòu)件有三個(gè)自由度2.平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式n設(shè)某平面機(jī)構(gòu)共有設(shè)某平面機(jī)構(gòu)共有N個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件,活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n=N-1,n這些構(gòu)件自由度總和為這些構(gòu)件自由度總和為3nn當(dāng)用當(dāng)用PL個(gè)低副和個(gè)低副和PH個(gè)高副聯(lián)接個(gè)高副聯(lián)接,總約束數(shù)總約束數(shù)為為(2PL+PH)n機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)的自由度 F=3n-2PL-PH (2-1) (2-1)式即平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式式即平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式,要牢要牢記記3.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件n因?yàn)闄C(jī)構(gòu)自由度還說明機(jī)構(gòu)作確定運(yùn)動(dòng)因?yàn)闄C(jī)構(gòu)

15、自由度還說明機(jī)構(gòu)作確定運(yùn)動(dòng)所需給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目所需給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目,而一個(gè)而一個(gè)原動(dòng)件給定一個(gè)獨(dú)立參數(shù)原動(dòng)件給定一個(gè)獨(dú)立參數(shù)n例如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子給定一個(gè)獨(dú)立參數(shù)例如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子給定一個(gè)獨(dú)立參數(shù)n所以所以,機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是: 機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件的數(shù)目機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件的數(shù)目=機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)實(shí)例（圖2-16）（圖2-14b）n原動(dòng)件數(shù)目小于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，運(yùn)動(dòng)不原動(dòng)件數(shù)目小于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，運(yùn)動(dòng)不確定確定n原動(dòng)件數(shù)目大于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，不能運(yùn)原動(dòng)件數(shù)目大于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，不能運(yùn)動(dòng)動(dòng)n原動(dòng)件數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，運(yùn)動(dòng)是原動(dòng)件數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，運(yùn)動(dòng)是確定的確定的

16、三個(gè)實(shí)例2.4.2 先找后算 注意三個(gè)問題注意三個(gè)問題n1.復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈n2.局部自由度局部自由度n3.虛約束虛約束1.復(fù)合鉸鏈n三個(gè)或更多個(gè)三個(gè)或更多個(gè)(m個(gè)個(gè))構(gòu)件組成二個(gè)或構(gòu)件組成二個(gè)或(m-1)個(gè)共軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副稱作復(fù)合鉸鏈個(gè)共軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副稱作復(fù)合鉸鏈n不要少算不要少算n圖圖2-17復(fù)合鉸鏈2.局部自由度n是與運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度是與運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度n或者說或者說,是機(jī)構(gòu)中不影響其輸入與輸出運(yùn)是機(jī)構(gòu)中不影響其輸入與輸出運(yùn)動(dòng)關(guān)系的個(gè)別構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)自由度動(dòng)關(guān)系的個(gè)別構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)自由度n典型實(shí)例典型實(shí)例:凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿與滾子應(yīng)看成凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)桿與滾子應(yīng)看成固連在一起作為一個(gè)構(gòu)件來考慮固連在

17、一起作為一個(gè)構(gòu)件來考慮n圖圖2-18,不能多算不能多算局部自由度3.虛約束(難點(diǎn))n虛約束，所起的限制作用是虛約束，所起的限制作用是重復(fù)重復(fù)的的 n虛約束常出現(xiàn)于下列情況虛約束常出現(xiàn)于下列情況(圖圖2-20)n（1）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，其軸線互）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，其軸線互相重合時(shí)，只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起約束作用，相重合時(shí)，只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起約束作用，其余都是虛約束其余都是虛約束n（2）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副，其導(dǎo)路互）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副，其導(dǎo)路互相平行時(shí)，只有一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，相平行時(shí)，只有一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，其余都是虛約束其余都是虛約束 (1),(2)兩種虛約束3.虛約束(難點(diǎn))n(3)

18、機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分(例如行星輪系例如行星輪系)(圖圖2-21)n(4)被聯(lián)接構(gòu)件上點(diǎn)的軌跡和機(jī)構(gòu)上聯(lián)接被聯(lián)接構(gòu)件上點(diǎn)的軌跡和機(jī)構(gòu)上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合點(diǎn)的軌跡重合(例如火車車輪用聯(lián)動(dòng)的平例如火車車輪用聯(lián)動(dòng)的平行四邊形機(jī)構(gòu)行四邊形機(jī)構(gòu))(圖圖2-19)n注意！虛約束要求構(gòu)件有較高的制造精注意！虛約束要求構(gòu)件有較高的制造精度和安裝精度度和安裝精度,否則虛約束就會(huì)成為真約否則虛約束就會(huì)成為真約束束F=34242=2F=3324=1（F3426=0）例題F=37-29-1=22.5 機(jī)構(gòu)的組成原理及平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類n2.5.1 機(jī)構(gòu)的組成原理機(jī)構(gòu)的組成原理nF(

19、機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu))=F(原動(dòng)件原動(dòng)件)+F（從動(dòng)件（從動(dòng)件)n一個(gè)原動(dòng)件具有一個(gè)自由度一個(gè)原動(dòng)件具有一個(gè)自由度n機(jī)構(gòu)自由度數(shù)機(jī)構(gòu)自由度數(shù)=原動(dòng)件數(shù)目原動(dòng)件數(shù)目nF=1(1/個(gè)個(gè))F(個(gè)個(gè))+0n因此因此,從動(dòng)件系統(tǒng)的自由度為零從動(dòng)件系統(tǒng)的自由度為零n從動(dòng)件系統(tǒng)還可分解為若干個(gè)不可再分的自由度為零從動(dòng)件系統(tǒng)還可分解為若干個(gè)不可再分的自由度為零的運(yùn)動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)鏈(桿組桿組)n機(jī)構(gòu)由機(jī)架原動(dòng)件桿組所組成機(jī)構(gòu)由機(jī)架原動(dòng)件桿組所組成(見圖見圖2-23)2.5.2平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類n設(shè)桿組由設(shè)桿組由n個(gè)構(gòu)件和個(gè)構(gòu)件和PL個(gè)平面低副組成個(gè)平面低副組成n于是于是,F=3n-2PL=0,n或者或者,PL=(3/2)nnn=2,PL=3的桿組稱為的桿組稱為級(jí)組級(jí)組(圖圖2-24)nn=4,PL=6的桿組中常見為的桿組中常見為級(jí)組級(jí)組(都有都有一個(gè)包含三個(gè)低副的構(gòu)件一個(gè)包含三個(gè)低副的構(gòu)件)(見圖見圖2-25)級(jí)桿組拆桿組級(jí)桿組2.6 平面機(jī)構(gòu)的高副低代n高副低代必須滿足的條件高副低代必須滿足的條件:n(1)代替前后機(jī)構(gòu)的自由度完全相同代替前后機(jī)構(gòu)的自由度完全相同n(2)代替前后機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速代替前后機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度完全相同度完全相同n平面高副平面高副,可用可用一桿兩低副代一高副一桿兩低副代一高副n(詳見圖詳見圖2-26,2-27,2-28,2-29)一桿兩低副代一高副