机械设计概念大全.doc

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1、机械设计基础第1章平面机构的自由度和运动简图§1－1运动副及其分类1.构件－独立的运动单元零件－独立的制造单元2.运动副－两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。运动副的分类：1)按引入的约束数分有：I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。2)按相对运动范围分有：平面运动副－平面运动空间运动副－空间运动3)按运动副元素分有：①高副－点、线接触，应力高。例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。②低副－面接触，应力低。例如：转动副（回转副）、移动副3.运动链－两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。闭式链、开式链4.机构－具有确定

2、运动的运动链称为机构机构＝机架＋原动件＋从动件§1－2平面机构运动简图机构运动简图－用以说明机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形。作用：1.表示机构的结构和运动情况。2.作为运动分析和动力分析的依据。机构运动简图应满足的条件：1.构件数目与实际相同2.运动副的性质、数目与实际相符3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。§1－3平面机构的自由度定义：保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数称为机构的自由度。原动件－能独立运动的构件。自由度＝原动件数一、平面机构自由度的计算公式F=3n（活动构件数）－2PL（低副数）－P

3、h（高副数）二、计算平面机构自由度1.复合铰链－两个以上的构件在同一处以转动副相联。计算：m个构件,m－1转动副。2.局部自由度－构件局部运动所产生的自由度。计算：应去掉局部自由度Fp或滚子、铰链3.虚约束－对机构的运动实际不起作用的约束。计算：应去掉虚约束。出现虚约束的场合：1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合2.两构件构成多个移动副，且导路平行3.两构件构成多个转动副，且同轴4.运动时，两构件上的两点距离始终不变5.对运动不起作用的对称部分。6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的虚约束的作用：①善

4、构件的受力情况，如多个行星轮②增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。③使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。第2章平面连杆机构§2－1平面四杆机构的基本类型及其应用应用实例：内燃机、鹤式吊、火车轮、手动冲床、牛头刨床、椭圆仪、机械手爪、开窗户支撑、公共汽车开关门、折叠伞、折叠床、牙膏筒拔管机、单车制动操作机构等。定义：由低副（转动、移动）连接组成的平面机构。特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。特点：①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损、形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。②改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。③连杆曲线

5、丰富。可满足不同要求。缺点：①构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。②产生动载荷（惯性力），不适合高速。③设计复杂，难以实现精确的轨迹。分类:平面连杆机构和空间连杆机构常以构件数命名：四杆机构、多杆机构。平面四杆机构的基本型式:曲柄—作整周定轴回转的构件；连杆—作平面运动的构件；摇杆—作定轴摆动的构件；连架杆—与机架相联的构件;周转副—能作3608相对回转的运动副;摆转副—只能作有限角度摆动的运动副。三种基本型式：（1）曲柄摇杆机构特征：曲柄＋摇杆作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。如雷达天线。（2）双曲柄机构特征：两个曲

6、柄作用：将等速回转转变为等速或变速回转。如叶片泵、惯性筛等。特例：平行四边形机构特征：两连架杆等长且平行，连杆作平动如火车轮摄影平台播种机料斗机构（3）双摇杆机构特征：两个摇杆如铸造翻箱机构风扇摇头机构特例：等腰梯形机构－汽车转向机构§2－2平面四杆机构的基本特性一、铰链四杆机构有整转副的条件平面四杆机构具有整转副→可能存在曲柄。曲柄存在的条件：1.最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和称为杆长条件。2.连架杆或机架之一为最短杆。可知：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动副都是整转副。当满足杆长条件时，说明存在整转副，当选择不同的

7、构件作为机架时，可得不同的机构。如：曲柄摇杆（最短杆临边为支架）、双曲柄（最短杆为支架）、双摇杆机构（最短杆对边为支架）二、急回特性在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极位。此两处曲柄之间的夹角θ称为极位夹角。称K为行程速比系数。只要θ≠0，就有K>1且θ越大，K值越大，急回性质越明显。设计新机械时，往往先给定K值，于是:三、压力角和传动角压力角：从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。切向分力:F’=Fcosα=Fsinγ法向分力:F”=Fcosγγ↑→F’↑→对传动有利可用γ的大小来表示机构传动力性

8、能的好坏,称γ为传动角。设计时要求:γmin≥50°γmin一定是：主动件与机架共线两处之一。四、死点位置摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有：γ＝0此时机构不能运动.称此位