机械原理与机械零

书 名 ： 机 械 原 理 与 机 械 零 件ISBN： 978-7-111-34602-9作 者 ： 张 景 学出 版 社 ： 机 械 工 业 出 版 社本 书 配 有 电 子 课 件 工 程 制 图 高 职 高 专 ppt 课 件 简 易 冲 床设 计 方 案分 析1） 能 否 实 现 设 计 者 的 意 图 ？ 为 什 么 ？2） 若 否 ， 请 画 出 一 种 改 进 方 案 。 工 程 制 图 高 职 高 专 ppt 课 件 铰 链 B的 中 心 既 要 随杠 杆 2绕 轴 A转 动 ， 又 要随 冲 头 3沿 铅 垂 线 移 动 ，存 在 运 动 干 涉 ， 无 法 运动 。不 能 实 现 设 计 者 的 意 图 ！如 何 改 进 ？ 该 类 问 题 可 通 过计 算 得 到 解 决 ！工 程 制 图 高 职 高 专 ppt 课 件 工 程 制 图 高 职 高 专 ppt 课 件 第 一 节 平 面 机 构 的 组 成平 面 机 构 空 间 机 构 工 程 制 图 高 职 高 专 ppt 课 件 运 动 副 ： 两 构 件 直 接 接触 而 构 成 的 可 动 联 接 。 二 、 运 动 副 及 分 类一 、 构 件 第 一 节 平 面 机 构 的 组 成运 动 副 元 素 ： 两 构 件 上构 成 运 动 副 的 接 触 表 面 。 4个 构 件4个 运 动 副运 动 副 元 素 均 为 圆 柱 面独 立 运 动 的 单 元 体 。 工 程 制 图 高 职 高 专 ppt 课 件 运 动 副 机 构 的 “ 关 节 ” ！第 一 节 平 面 机 构 的 组 成 工 程 制 图 高 职 高 专 ppt 课 件 平 面 副空 间 副第 一 节 平 面 机 构 的 组 成按 相 对运 动 分按 接 触形 式 分 低 副 ： 面 接 触高 副 ： 点 、 线 接 触运 动 副分 类 3个 构 件3个 运 动 副2个 低 副1个 高 副工 程 制 图 高 职 高 专 ppt 课 件 转 动 副（ 回 转 副 ， 铰 链 ） 移 动 副第 一 节 平 面 机 构 的 组 成 工 程 制 图 高 职 高 专 ppt 课 件 凸 轮 高 副 齿 轮 高 副轮 轨 高 副 第 一 节 平 面 机 构 的 组 成 工 程 制 图 高 职 高 专 ppt 课 件 球 面 副 螺 旋 副第 一 节 平 面 机 构 的 组 成 第 一 节 平 面 机 构 的 组 成7个 构 件10个 运 动 副7个 低 副3个 高 副 开 链闭 链多 个 构 件 通 过 运 动 副 连 接 而 组 成 的 可 动 系 统 。第 一 节 平 面 机 构 的 组 成三 、 运 动 链 具 有 确 定 相 对 运 动 的 运 动 链 。123 4 从 动 件原 动 件机 架机 构 = 机 架 + 原 动 件 + 从 动 件第 一 节 平 面 机 构 的 组 成 1. 概 念 ： 表 示 机 构 各 构 件 间 相 对 运 动 关 系 的 简 单 图 形实 际 机 构 运 动 简 图2. 作 用 ： 分 析 现 有 机 构 ， 设 计 新 机 构 。第 二 节 平 面 机 构 运 动 简 图 实 际机 构 运 动简 图3. 简 化 原 则 构 件 数 不 变运 动 副 类 型 不 变运 动 副 数 不 变运 动 尺 寸 不 变机 架 不 变原 动 件 不 变运 动 特 性 不 变简 单 、 形象第 二 节 平 面 机 构 运 动 简 图 4. 运 动 副 符 号第 二 节 平 面 机 构 运 动 简 图 高 副两 构件 均为 活动 构件两 构件 之一 为机 架 转 动 副 移 动 副 5. 构 件 符号 第 二 节 平 面 机 构 运 动 简 图同 一构 件两 副构 件三 副构 件 6. 机 构 符号 第 二 节 平 面 机 构 运 动 简 图支 架上 的电 动机 带 传动 链传动外 啮合 圆柱 齿轮 传动 内 啮合 圆柱 齿轮 传动 齿轮齿条传动锥 齿轮 传 动 圆 柱蜗 杆传 动 凸轮机构 7. 绘 制 步 骤2） 测 量 构 件 的 运 动 尺 寸3） 绘 图 选 择 视 图 平 面 、 瞬 时 位 置 和 比 例 尺 ，采 用 构 件 和 运 动 副 的 规 定 符 号 作 图 。内 燃 机 机 构 运 动 简 图 绘 制颚 式 破 碎 机 机 构 运 动 简 图 绘 制1） 分 析 运 动 副 的 类 型 、 数 目 、 位 置机 架 、 原 动 件 、 从 动 件 ， 构 件 数运 动 传 递 过 程第 二 节 平 面 机 构 运 动 简 图 构 件 能 够 发 生 的 独 立 运 动 数 目一 、 平 面 机 构 自 由 度 计 算1. 构 件 的 自 由 度空 间 自 由 构 件有 六 个 自 由 度 平 面 自 由 构 件有 三 个 自 由 度第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度 链 接 动 画链 接 动 画2. 运 动 副 的 约 束xy z x y z引 入 2个 约 束 ， 保 留 1个 自 由 度 低 副 第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度 凸 轮 高 副 齿 轮 高 副轮 轨 高 副引 入 1个 约 束 ， 保 留 2个 自 由 度高 副 第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度 3. 机 构 的 自 由 度F = 3n 2PL PHn 活 动 构 件 数 （ 原 动 件 数 从 动 件 数 ）PL 低 副 数PH 高 副 数所 有 构 件 能 够 发 生 的 独 立 运 动 的 总 数 目第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1 F 3n 2PL PH 3 2 2 3 0 F 3n 2PL PH 3 3 2 5 1 第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度例 ： 计 算 机 构 的 自 由 度F = 0 不 能 动为 稳 定 桁 架 F 0 不 能 动为 超 稳 定 桁 架 F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1 第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度F 3n 2PL PH 3 4 2 5 2 例 ： 计 算 机 构 的 自 由 度F = 1能 发 生 1个 独 立 运 动 F = 2能 发 生 2个 独 立 运 动 二 、 机 构 具 有 确 定 运 动 的 条 件 F 3n 2PL PH 3 2 2 3 0F = 0 不 能 动为 稳 定 桁 架 F 0 不 能 动为 超 稳 定 桁 架F 3n 2PL PH 3 3 2 5 1 第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度1） 必 要 条 件 机 构 的 自 由 度 必 须 大 于 零 。 F= W 运 动 确 定F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1 链接动画 链接动画F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1 F W 机 构 破 坏W原 动 件 的 个数 第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度2） 充 分 条 件 机 构 的 自 由 度 必 须 等 于 原 动 件 的 个 数 链接动画F 3n 2PL PH 3 4 2 5 2 F= W 运 动 确 定 F 3n 2PL PH 3 4 2 5 2 F W 运 动 不 确 定 链接动画第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度 结 论F 3n 2PL PH F=0 不 能 动 ， 为 稳 定 桁 架F 0 不 能 动 ， 为 超 稳 定 桁 架F 0 能 动 F W 机 构 破 坏F W 运 动 不 确 定F W 运 动 确 定机 构 具 有 确 定 运 动 的 条 件机 构 的 自 由 度 大 于 零 ， 且 等 于 原 动 件 的 个 数第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度 F=3n 2PL PH = 3 6 2 7 3 =1F 原 动 件 数 运 动 确 定例 ： 计 算 内 燃 机 机 构 的 自 由 度第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度 F=3n 2PL PH = 3 6 2 8 1 =1F 原 动 件 数 运 动 确 定第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度例 ： 计 算 牛 头 刨 床 机 构 的 自 由 度 播 放 动 画F = 3 5 2 6 0 = 3 ？三 、 计 算 平 面 机 构 自 由 度 的 注 意 事 项1. 复 合 铰 链 两 个 以 上 的 构 件（ k个 ） 在 同 一 轴 线 上用 转 动 副 相 联 构 成 复合 铰 链 ， 其 实 际 转 动副 数 为 k 1个 。F = 3 5 2 7 0 = 1 复 合 铰 链第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度 不 影 响 其 他构 件 运 动 的独 立 的 运 动可 减 轻 摩 擦和 磨 损 。计 算 时 应 除去 局 部 自 由度 。将 滚 子 与 推杆 假 想 焊 接后 再 计 算 。F= 3 3 2 3 1 = 2 ?2. 局 部 自 由 度 F= 3 2 2 2 1 = 1链接动画 链接动画第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度 对 机 构 运 动 不 起 限 制 作 用 的 重 复 约 束 。1） 两 构 件 间 构 成 多 个 重 复 的 运 动 副轴 线 重 合 的 转 动 副平 行 或 重 合 的 移 动 副法 线 重 合 的 高 副3. 虚 约 束 第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度F = 3 2 2 2 1 = 1重 复 运 动 副 只 算 一 个可 提 高 刚 度 、 强 度 等 2） 机 构 中 存 在 的 某 些 重 复 部 分 所 引 入 的 约 束处 理 办 法 ： 去 掉 重 复 部 分链 接 动 画 F=3n 2PL PH =3 3 2 3 2 = 1第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度F=3n 2PL PH =3 4 2 4 4 = 0 ?可 使 传 动 可 靠 、 平 稳 ， 传 递 更 大 功 率 。 3） 两 构 件 上 两 点 间 的 距 离 保 持 恒 定 不 变 ， 若 用 两 转动 副 杆 联 接 ， 会 引 入 虚 约 束 。F=3n 2PL PH =3 3 2 4 0 =1 B E C链 接 动 画F=3n 2PL PH =3 4 2 6 0 =0 ? 链 接 动 画B E C第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度曲 柄 联 动 ， 转 向 相 同 ， 传 动 可 靠 。 F =原 动 件 数机 构 有 确 定 运 动F = 3 7 2 1 = 2例 ： 计 算 大 筛 机 构 的 自 由 度 ， 判 断 其 运 动 确 定 性复 合 铰 链虚 约 束 局 部 自 由 度链 接 动 画 链 接 动 画第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度 不 能 。 因 为 自 由 度为 零 ， 不 能 动 。1） 绘 制 该 机 构 的 运 动 简 图 ， 并 计 算 其 自 由 度 。0 14233 23 HL PpnF2） 该 简 图 能 否 实 现 设 计 者 的 意 图 ？ 为 什 么 ？第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度 1 15243 23 HL PpnF 1 15243 23 HL PpnF 1 23233 23 HL PpnF运 动 确 定 运 动 确 定 运 动 确 定3） 请 画 出 改 进 方 案 ， 并 计 算 其 自 由 度 。 第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度 4） 机 械 设 计 中 ， 计 算 机 构 自 由 度 有 何 意 义 ？0 14233 23 HL PpnF可 以 判 断 机 构 的 运 动 确 定 情 况 ， 初 步 排 除 错 误 ！第 三 节 平 面 机 构 的 自 由 度