机械原理教案200410

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1、《机械原理》西北工业大学孙恒主编 讲稿第一章绪论§1-1本课程研究的对象和内容 机构机械　→机构综合　→运动分析　→机械动力学机器 1．1． 构件----运动单元（从运动角度来说不可再分割的部分）以内燃机为例：活塞--—活塞体--—活塞环----滑环从运动角度讲：它是一个部件，将推力转化为整个元件的往复移动。同理可得：连杆----曲柄，机架等构件。机构的定义：第一章绪论2．2． 机构定义（1）（1）      多个构件的人为组合（2）（2）      各构件间有确定的相对运动3．3． 机器除机构定义的二个特征外，另外能进行能量的转换。4．4． 本课程研究的主要内

2、容各种常用机构及综合，机构的工作原理，运动分析，参数计算以及有关机器动力学的一些基本知识。 §1-2学习的目的本课程作为一门机械系的重点技术基础课，研究机械的运动、工作性能，以及机械动力学方面的基本理论。通过本课程的学习，为学习机械设计、机床、机械制造工艺及其它专业课程打下基础。 ll      本课程是上连基础课，下接专业课的一门重点课程。         第二章平面机构的结构分析平面机构：机构的各主要运动构件在同一剖面内（同一平面内），或在几个相互平行的平面内运动。本章的重点：（1）了解机构的基本组成及自由度计算（2）机构具有确定运动的条件（3）掌握机构运动

3、简图的画法 §2-2运动副及其分类1．运动副定义：两构件直接接触并能保证一定运动关系的联结。三要素：两构件直接接触判别运动副的前提。可动联结2．运动副元素：构件上能够直接参加接触以构成运动副的部分。就几何形状来说，不外乎点、线、面三种形式。3．分类*低副----以副元素为面接触，引入二个约束移动副----相对运动为移动。转动副----相对运动为转动。固定铰活动铰*高副----以点或线接触，引入一个约束。 引入约束情况：平面构件有三个自由度，即：二移一转运动副约束了保留属于约束数1移1转1移高副11转1移1移移动副22移1转回转副22转1移0刚性结构31转2移不存

4、在 思考：为什么不存在最下一行这种情况？4．结论：*平面构件组成运动副只有三种形式（高、移、转）*将引入一个约束的称为一级副（Ⅰ级），依此类推，引入二个约束的为Ⅱ级。5．运动副规定画法（表2-1）6．运动链定义：通过运动副联结面构成的相对可动的系统称为~。开链：运动链的构件未形成首末封闭的系统（多用在机械手）。闭链：各构件构成了首末封闭的系统（经常采用）§2-3机构运动简图1．1． 定义----说明机构各构件的相对运动关系的简单图形，且以规定线条和符号严格按比例绘制（不按比例画出为示意图）2．2． 构件分类：原动件、从动件、机架3．3． 绘制简图的一般步骤：1）

5、分清运动状况，认清哪些是固定件、原动件2）从原动件开始，按运动传递的顺序，仔细分析各构件之间的相对运动性质，确定构件的数目、运动种类和数目。3）选择适当的比例尺，定出各运动副的相对位置，用规定的符号和线条连结各运动副。如：例2-1（图2-8）注意：选视图正确，可用局部视图补充，原动件位置选得正确以求图形清晰。 §2-4机构具有确定运动的条件条件：机构的原动件数=机构的运动自由度数   §2-5平面机构的自由度计算 自由度计算：F=活动构件所可能具有的总自由度–运动副所引入的约束数即：F=3n–2PL-PH 例1．铰联四杆机构F=3×3-2×4–0=1例2．铰联五

6、杆机构F=3×4-2×5–0=2例3．仪表示值机构F=3×6-2×8–1=1 例4．计算多杆的自由度解：n=10,PL=14,PH=0F=3n–2PL-PH=3×10–2×14=2例5．计算轮系的自由度解：n=4,PL=4,PH=2F=3n–2PL-PH=3×4–2×4-2=2 例6F=0，应改进结构ll      讨论：#平面机构的自由度F取决于构件的数目、以及运动副的种类和数目。#要使机构能运动，F>0#F=0,刚性静定结构#F<0,超静定结构 §2-6计算平面机构自由度注意事项1．1． 注意复合铰链2．2． 除去局部自由度局部自由度----对整个机构运动无

7、关的自由度。如：凸轮机构中的滚子计算方法有两个：1）按起作用的构件数计算，把具有局部自由度的构件除去2）直接计算：F–局部自由度数=实际自由度数3．3． 虚约束虚约束----对机构自由度影响是重复的约束虚约束一般发生在轨迹重合的地方，如：另外注意：1）两个构件之间组成多个导路平行的移动副，只有一个移动副起作用。2）两个构件之间组成多个轴线重合的转动副，只有一个转动副起作用。3）机构中传递运动不起独立作用的对称部分。 例7 例8解：n=9,PL=12,PH=2F=3n–2PL-PH=3×9–2×12-2=1          §2-7空间机构的自由度计算公式：F=

8、6n–5P5-4P4–3