机械原理及机构简介.ppt

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1、机械原理及机械结构简介绪论研究对象和内容§1研究对象和内容机械机构和机器的总称机器种类：金属切削机床内燃机汽车拖拉机卷扬机......机器是能量变换的装置，即可将某种形式的能量变换成机械能，或者把机械能变换成其他形式的能量:电动机，燃煤油核，水风潮汐地热太阳能。是完成有用的机械功或者是搬运物品：汽车起重机机床。是用来获得和变换信息：计算机绘图复印传真手机。机器一定要作机械运动，并通过运动来实现物料和信息的变换与传递且对外作功，完成能量转换。机器与其它装置的主要区别是：动力机器工作机器信息机器机器组成：原动机，传动机构，执行机构，控制系

2、统。平底凸轮机构内燃机1箱体2活塞3连杆4曲轴5、6齿轮7凸轮8推杆内燃机箱体+活塞、连杆、曲轴齿轮凸轮、推杆连杆机构齿轮机构凸轮机构连杆机构齿轮机构凸轮机构内燃机牛头刨床电动机齿轮机构连杆机构螺旋机构机构具有确定相对运动的组合体，是机器的主要组成部分。（传递运动和力或改变运动形式）机器具有确定的相对运动的组合体，并能完成有益的机械功或转换机械能。机构中独立运动的物体称为构件连杆是内燃机中的一个构件，它由连杆体1、连杆盖2、轴瓦3、4和5以及螺栓6、螺母7、开口销8等零件构成。构件（运动的整体）零件（制造的单元）研究对象：常用机构（

3、连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构…）主要内容：机械原理结构分析（机构的组成及其自由度的计算等）运动分析（机构的速度和加速度分析等）机器动力学（机械的平衡、机械的运转与调速等）常用机构的分析与设计（机构综合）机构的选型与组合（机械系统运动方案设计）机构分析：根据给定的机构运动简图来研究机构的运动特性和传力特性。机构综合：根据给定的机构运动特性和传力特性来设计机构运动简图。机械原理研究的基本问题：机械原理研究的基本问题：机构分析机构综合重点运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。平面机构

4、的结构分析内容构件及其运动副机构运动简图的绘制平面机构自由度的计算●§1构件及其运动副一、构件二、运动副——两个构件直接接触且具有确定相对运动的联接。平面运动副分类:转动副移动副特点：面接触、相对转动或相对移动低副——运动的单元.运动副元素——两构件相互接触的点、线、面。●齿轮副凸轮副特点：点或线接触、沿接触点切线方向相对移动绕接触点的转动高副螺旋副球面副若干构件通过运动副联接而成的可动系统称运动链若将运动链中的一个构件相对固定，运动链则成为机构。机构中构件的分类：1、机架（描述运动的参考系）2、原动件（运动规律已知的构件）3、从动

5、件§2平面机构运动简图的绘制机构运动简图表示机构运动特征的一种工程用图表达方式：用简单线条表示构件规定符号代表运动副按比例定出运动副的相对位置与运动有关的因素：构件数目运动副数目及类型运动副之间的相对位置转动副一、运动副符号移动副齿轮副凸轮副122122螺旋副球面副机构运动简图表二、构件不管构件形状如何，简单线条表示，带短剖面线表示机架。带运动副元素的构件三、机构运动简图的绘制方法与步骤：1.确定构件数目及原动件、输出构件；2.根据各构件间的相对运动确定运动副的种类和数目；3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图；4.标明机架、原动件和

6、作图比例尺；5.验算自由度。机架ABCABC1234ABC141223A14B12C23432414●A1234BCD例1颚式破碎机例2活塞泵一、构件的自由度自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置所需独立坐标数）。一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。xy21xyyx●§3平面机构的自由度F=3不论形成运动副的两个构件是否其中有一个相对固定，运动副引入的约束数S均相同。二、平面运动副的约束条件约束—限制约束条件—约束数运动副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。1.转动副x0y0xy约束数S=2F=1●2.移动副约束

7、数S=23.齿轮副4.凸轮副nn约束数S=1nn平面低副约束数S=2平面高副约束数S=1●三、平面机构的自由度机构的自由度F=3活动构件数-2低副数-1高副数●计算公式F＝3n2PLPH1.机构自由度的计算公式F＝3n2PLPH＝32340＝1F＝3n2PLPH＝32450＝2F＝3n2PLPH＝32221＝1例F=3n-2PL-PH=32-23-0=0F=3n-2PL-PH=33-25-0=-1●三个构件通过三个转动副相连,相当于一个构件。2.机构(运动链)具有确定相对运动的条件有

8、一个机架自由度大于零（F>0）原动件数=自由度数（通常，原动件为含低副构件且与机架相连,只有一个自由度。）重点速度瞬心及“三心定理”的运用、矢量方程图解法求一般机构的速度和加速度。平面机构的运动分析内容运动