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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械原理,西北工业大学 孙恒主编,第一章 绪 论,1-1 本课程研究的对象和内容,机构,机器,机械,机构综合 运动分析,机械动力学,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：它是一个运动单元，将推力转化为滑块的往复移动。,机构的定义：,多个构件的人为组合,各构件间有确定的相对运动,机器,除机构定义的二个特征外，另外能进行能量的转换,。,本课程研究的主要内容,机构的工作原理，运动分析，参数计算,各种常用机构及综合,有关机器动力学的一些基本知识。,本课程作为一门机械系的重点技术基础课，是研究现有机械运动及工作性能和设计新机械的知识基础，通过本课程的学习，将为学习机械设计、机床、机械制造工艺及其它课程打下专业基础。,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、可动联结（据此判别运动副）,（2）运动副元素：构件上能够直接参加接 触以构成运动副的几何元素。,就几何形状来说，不外乎点、线、面三种形式。,（3）分类,低副-副元素为面接触，引入二个约束，有：移动副-相对运动为移动。转动副-相对运动为转动。（也称铰链，有固定铰、活动铰之分）。高副-以点或线接触，引入一个约束。,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（级），依此类推，引入二个约束的为级副。,（4）运动副规定画法（表2-1）,（5）运动链 定义：通过运动副联结而构成的相对可 动的系统称为运动链。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,.,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 按比例画出的为示意图）。2,.,构件分类：原动件、从动件、机架3,.,绘制简图的一般步骤：(,1)分清运动状况，认清哪些是固定件、原动件、从动件。（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 符号和线条连接各运动副。,如：例,2-1,（图,2-8,）,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：活动构件所可能具有的总自由度数 减去运动副所引入的约束数,。,即：,F=3 n 2P,L,-P,H,例3仪表示值机构,F=36-28 1=1,例,4,计算多杆的自由度,解：,n=10,P,L,=14,P,H,=0,F=3n 2P,L,-P,H,=3,10 2,14=2,例5计算轮系的自由度,解：,n=4,P,L,=4,P,H,=2,F=3n 2P,L,-P,H,=3,4,2,4-2=2,例,6,F=0,，,应改进结构,讨论：1)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。,2）要使机构能运动，,F0,3）F=0,刚性静定结构,4）,F0,超静定结构,2-6,计算平面机构自由度注意事项,1.,注意复合铰链,2.除去局部自由度,局部自由度,-,对整个机构运动无关的自由度。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,3.,虚约束,虚约束,-,对机构自由度影响的是重复的约束,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。,解：,n=9,P,L,=12,P,H,=2,F=3n 2P,L,-P,H,=3,9 2,12-2=1,2-7,空间机构的自由度计算公式：,F=6n 5P,5,-4P,4,3P,3,2P,2,P,1,=,其中,i,为,i,级运动副的约束数,解n=3，P,5,=-2，P,4,=1 P,3,=1,F=6n 5P,5,-4P,4,3P,3,=,（,6,3,）,（,5,2,）,-,（,4,1,）,-3,1=1,如有公共约束（公共约束数,m），,则：,其公共约束数,m=4（,不能绕三个轴转动和沿,Z,轴移动），故：,F=（6-m）n(5-m)P,5,-4P,4,3P,3,=（6-4）2（5-4）3=1,2-8,平面机构的组成原理、结构分类及分析,如：,结构分析,:,基本杆组：3,n-2P,L,-P,H,=0,当全为低副时：3,n-2P,L,=0,它们的组合：,n=2,P,L,=3 ,级组,n=4,P,L,=6 ,级组,n,应为2的倍数，,P,L,应为3的倍数,常用级组,级组少用，更高级的杆组很少用。,级组有,5,种基本形式,级组有,3,种基本形式。,
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