合工大机械原理课件

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1、第一章平面机构的结构分析一.基本概念1.机械:机器与机构的总称。机器:具有三个共性。机构:只具有机器的前两个共性。2.构件与零件零件——制造单元构件——运动单元构件可以由一个零件或多个零件刚接而成3.运动副:两构件通过表面直接接触而形成的可动联接。运动副元素:两构件表面直接接触的点、线、面。4.运动副的分类：平面运动副：两构件在同一平面内作相对运动平面低副—两构件以面接触构成的可动联接平面高副—两构件以点或线接触构成的可动联接平面低副：转动副—联接的两构件只能作相对转动移动副—联接的两构件只能作相对移动空间运动副：两构件在不同平面内作相对运动5.运动链:多个构件以运动副联接而成的系

2、统分类：空间运动链、平面运动链闭式运动链、开式运动链326.机构：有机架并有确定运动的运动链分类：平面机构、空间机构二.基本知识和技能1.机构运动简图的绘制与识别图在机构运动简图中：运动副—按国家标准所规定的代表符号画出构件—用线段、小方块等简单图形画出尺寸—按选定的比例画出2.平面机构的自由度的计算及机构运动确定性的判别F=3n-2PL-PHn—活动构件数PL—低副数PH—高副数自由度计算时须注意:(1)K个构件在同一处构成的复合铰链中有(K-1)个转动副(2)局部自由度应去除（通常每个滚子有一局部自由度）(3)虚约束应去除。（注意虚约束出现的场合）32机构具有确定运动的条件F>

3、0能动原动件数F机构运动相互干涉F≤0不能动，为刚性构架3.机构的结构分析（1）高副低代：用一个构件，两个低副代替一个高副须满足：代替前后机构的自由度不变代替前后机构的瞬时运动不变高副低代必须遵循一定的方法：曲线对曲线的高副低代32点对曲线的高副低代曲线对直线的高副低代32点对直线的高副低代2.机构的结构分析（1）基本杆组及杆组的级别自由度为零的，不能再拆分的构件组Ⅱ级杆组：二杆三低副组Ⅲ级杆组：四杆六低副组含有一个带三低副的中心构件（2）机构的拆组及机构的级别从远离原动件的构件开始拆分杆组机构的级别由机构中杆组的最高级别所决定（

4、3）机构的组成原理把杆组依次与机架和原动件相联得到机构32第二章平面机构的运动分析一.基本概念:（一）瞬心1.瞬心的定义瞬心是两构件的瞬时等速重合点2.机构中的瞬心数目机构中，每两个构件有一个瞬心。机构中的瞬心数N=k（k-1）/23.机构中各瞬心的位置（1）以运动副直接相联的两构件的瞬心位置以转动副相联：瞬心在转动中心以移动副相联：瞬心在垂直于导路的无穷远处以纯滚动的高副相联：瞬心在高副接触点处以一般高副相联：瞬心在高副接触点的公法线(2)不以运动副直接相联的两构件的瞬心位置用三心定理（证明）确定——常需借助於瞬心多边形。在瞬心多边形中：每一个点代表一个构件；每两点间的连线代表该

5、两构件的瞬心；每个三角形的三条边所代表的三个瞬心在一直线上；每两个三角形的公共边所代表的瞬心为两三角形中另两个瞬心连线的交点32二.基本知识和基本技能（一）用瞬心法作机构的速度分析(不能作加速度分析)（二）用矢量方程图解法作机构的运动分析1.运动学原理（1）同一构件上两点间的速度和加速度的关系用刚体平面运动原理求解（2）两构件的重合点间速度和加速度的关系用点的复合运动原理求解2.矢量加法的图解法则从原动件开始，按运动传递的路线，根据运动学原理写出规范的矢量方程，按方程图解。(三)用解析法作机构的运动分析1.建立坐标系。2.画出杆矢量。3.列出矢量方程。4.写出位置方程由矢量方程投影

6、而得；由复数矢量方程分别取实部、虚部相等而得。325.解出各构件的位置关系。6.对位置方程求导数并解出速度关系。7.对速度方程求导数并解出加速度关系。第三章平面连杆机构一.基本概念（一）平面四杆机构类型与演化1.类型（1）铰链四杆机构基本类型曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构。（2）含一个移动副的四杆机构曲柄滑快机构，转动导杆机构，摆动导杆机构，移动导杆机构，摇块机构。（3）含两个移动副的四杆机构正弦机构，正切机构，双转块机构，双滑快机构等（4）偏心轮机构2.演化方法（1）改变构件形状（2）改变构件相对尺寸（3）改变转动副尺寸（4）机构的倒置（取不同的构件作机架）32由四杆机构的

7、演化理解各种四杆机构间的内在联系，从而把曲柄摇杆机构的性质分析结论直接用于分析其他四杆机构。（二）平面四杆机构的性质1.整转副存在的条件——有曲柄的条件（证明）必要条件——杆长和条件充分条件——带整转副的构件作机架2.急回作用（1）存在的机构——一般的三类机构（2）产生的条件——θ≠0（3）极位夹角θ的概念（4）行程速比系数K的定义计算式3.传力性能（1）压力角和传动角定义，标注（2）许用压力角和许用传动角（3）机构最小传动角的位置原动曲柄与机架的两个共线位置之一4.