机械原理讲义.doc

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1、机械原理讲义第一章绪论机器特征：一、多个构件人为组合而成二、构件间具有确定的相对运动三、能减轻或代替人类的劳动或者实现能量的转换同时具备三个特征的即为机器，具备前两个特征的为机构；机构可以是一个零件也可以是多个零件的刚性组合。第二章机构的结构分析基本要求：１、掌握机构运动简图的绘制方法。２、掌握运动链成为机构的条件。３、熟练掌握机构自由度的计算方法。４、掌握机构的组成原理和结构分析的方法。 重点：１、机构具有确定运动的条件。２、机机构运动简图及其绘制。３、机构自由度的计算。 难点：１、机构运动简图的绘制。２、正确判别机构

2、中的虚约束。 本章口诀诗：活杆三乘有自由，两低一高减中求；认准局复虚约束，简式易记考无忧。 本章作业：　　　２－８（要求用五个方案改进）、２－１０、２－１２、２－１４　　　２－１５(a)、２－１６（b）、２－１７、２－１９§2-1平面机构运动简图一、机构及其组成1、机构的两大类型：平面机构、空间机构2、机构的两组成要素：①构件  　　②运动副3、构件类型：①活动构件  ②固定构件（又称机架）二、运动副及其分类1、活动构件的自由度与约束自由度：作为独立运动单元可能的独立运动数约　束：对物体运动自由度的限制2、运动副及其分类

3、定义：构件间的可动联接。类型：高副、低副。三、平面机构运动简图1、定义及意义定义：用简单的线条和规定符号分别代表构件和运动副、用以表示各构件之间相对位置和相互运动关系的图形。意义：方便进行运动学和动力学分析，便于技术出差时很快画出你所感兴趣的机器或机　　　构的结构与运动特点。2、绘制步骤从原动件开始、顺藤摸瓜（构件为藤，运动副为瓜）依次用线条和符号表示之（按尺寸比例）。　　总结：低副产生两个约束即限制两个自由度。　　　　　高副，限制沿公法线方向的移动，但可沿切向移动和绕接触点转动。§2-2平面机构自由度计算一、平面机构具

4、有确定运动的条件1、平面机构自由度公式的推导　N个构件，1个机架，n=N-1为活动件数低副包括移动副和转动副自由度计算公式：F=3n-2Pl-Ph2、机构具有确定运动的条件:机构的原动件数等于机构的自由度数；Ｆ≥１二、自由度计算时的注意事项：1、认准复合铰链、局部自由度和虚约束　　1）复合铰链：多构件在同一处用回转副联接时，真正的回转副个数等于　　　构件数-1。　　2）局部自由度：一般高副联接出现等径滚子的场合。　　3）虚约束（消极、多余）：将虚约束及其构件（或运动副）去掉2、虚约束的三种情况　　1）两构件间形成多个移动

5、副或多个回转副。　　2）对称情形。　　3）轨迹重合　　　　　　　　　　　　　　　　　　复合铰链　　　　　　　　　　　虚约束 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　局部自由度§2-3平面机构的结构分析一、杆组及其级别1、机构组成的两大部分　　自由度为原动件所独有，从动件系统无独立自由度　　1）原动件与机架部分：F>=1　　2）从动件系统（从动件运动链）：F=02、杆组及其级别二、高副低代　　将所有高副用低副代替以便进行机构的结构分析。第三章平面机构的运动分析基本要求：１、熟练掌握用速度瞬心法求机构速度。２、用相对

6、运动图解法求机构的速度及加速度。 重点：１、速度瞬心法及其应用。２、矢量方程。３、相对运动图解法。４、图解法作平面机构的运动分析。 难点：１、科氏加速度２、加速度图解法３、构件异化（构件改形及简化解题过程） 本章口诀诗：1、矢量图解法（同时适用于运动和力分析）：　　图解分析列方程，　　等号两端双进军。　　多边形里量尺寸，　　比例乘来信息灵。 ２、科氏加速度分析：　　辨认科氏莫马哈，　　两种速度相乘加；　　顺转维阿九十度，　　箭头直指老哥家. 本章作业：３－１（c）、３－２、３－１０、３－１４ 概述运动分析内涵：　　从纯几

7、何角度出发，对机构构件某点的位移（轨迹）、速度和加速度进行分析运动分析目的：位移分析，用以确定机构运动时构件所占据空间以供设计时定尺寸。  §3-1瞬心法及其在平面机构运动分析中的应用一、瞬心概念1、瞬心定义与类型定义：相对运动两构件间的同速点（即瞬时回转中心）类型：绝对、相对。2、平面机构瞬心个数K　K＝N（N-1）/2（N为构件数）3、瞬心的确定　1）按定义确定　2）用运动副联接的两构件间的瞬心　　①回转副：回转副中心即为瞬心　　②移动副：瞬心在垂直于导路中心线的无穷远处　　③高　副：位于过接触点所作的公法线上　3）

8、三心定理　三个构件之间有三个瞬心且共线——采用审问法求瞬心  二、瞬心法的应用示例1、铰链四杆机构2、曲柄滑块机构3、高副机构　　　　　高副机构　　　　　　　曲柄滑块机构　　　　　　铰链四杆机构§3-2图解法在平面机构运动（速度和加速度）求解中的应用一、同一构件不同点间的速度、加速度分析1、矢量方程式　速度式；　加速