机械原理与机械零件PPT课件

1、 铰链铰链B的中心既要随的中心既要随杠杆杠杆2绕轴绕轴A转动，又要转动，又要随冲头随冲头3沿铅垂线移动，沿铅垂线移动，存在运动干涉，无法运存在运动干涉，无法运动动 。不能实现设计者的意图！不能实现设计者的意图！如何改进？如何改进？该类问题可通过该类问题可通过计算得到解决！计算得到解决！工程制图 高职高专 ppt 课件第1页/共40页工程制图 高职高专 ppt 课件第2页/共40页第一节第一节 平面机构的组成平面机构的组成平面机构平面机构空间机构空间机构工程制图 高职高专 ppt 课件第3页/共40页运动副：运动副：两构件直接接两构件直接接触而构成的可动联接。触而构成的可动联接。二、运动副及分类

2、二、运动副及分类一、构件一、构件第一节第一节 平面机构的组成平面机构的组成运动副元素：运动副元素：两构件上两构件上构成运动副的接触表面。构成运动副的接触表面。4个构件个构件4个运动副个运动副运动副元素均为圆柱面运动副元素均为圆柱面独立运动的单元体。独立运动的单元体。工程制图 高职高专 ppt 课件第4页/共40页运动副运动副机构的机构的 “关节关节”！第一节第一节 平面机构的组成平面机构的组成工程制图 高职高专 ppt 课件第5页/共40页平面副平面副空间副空间副第一节第一节 平面机构的组成平面机构的组成按相对按相对运动分运动分按接触按接触形式分形式分低副：面接触低副：面接触高副：点、线接触高

3、副：点、线接触运动副运动副分类分类3个构件个构件3个个运动副运动副2个低副个低副1个高副个高副工程制图 高职高专 ppt 课件第6页/共40页转动副转动副（回转副，铰链）（回转副，铰链）移动副移动副第一节第一节 平面机构的组成平面机构的组成工程制图 高职高专 ppt 课件第7页/共40页凸轮凸轮高高副副齿轮齿轮高高副副轮轨高副轮轨高副第一节第一节 平面机构的组成平面机构的组成工程制图 高职高专 ppt 课件第8页/共40页球面副球面副螺旋副螺旋副第一节第一节 平面机构的组成平面机构的组成第9页/共40页第一节第一节 平面机构的组成平面机构的组成7个构件个构件10个运动副个运动副7个低副个低副3

4、个高副个高副第10页/共40页开链开链闭链闭链多个构件通过运动副连接而组成的可动系统。多个构件通过运动副连接而组成的可动系统。第一节第一节 平面机构的组成平面机构的组成三、运动链三、运动链第11页/共40页具有确定相对运动的运动链。具有确定相对运动的运动链。1234从动件从动件原动件原动件机架机架机构机构 = 机架机架 + 原动件原动件 + 从动件从动件第一节第一节 平面机构的组成平面机构的组成第12页/共40页1. 概念：概念：表示机构各构件间相对运动关系的简单图形表示机构各构件间相对运动关系的简单图形实际机构实际机构运动简图运动简图2. 作用：作用：分析现有机构，设计新机构。分析现有机构，

5、设计新机构。第二节第二节 平面机构运动简图平面机构运动简图第13页/共40页实际实际机构机构运动运动简图简图3. 简化原则简化原则构件数不变构件数不变运动副类型不变运动副类型不变运动副数不变运动副数不变运动尺寸不变运动尺寸不变机架不变机架不变原动件不变原动件不变运动特性不变运动特性不变简单、形简单、形象象第二节第二节 平面机构运动简图平面机构运动简图第14页/共40页4. 运动副符号运动副符号第二节第二节 平面机构运动简图平面机构运动简图高副高副两构两构件均件均为活为活动构动构件件两构两构件之件之一为一为机架机架转动副转动副移动副移动副第15页/共40页5. 构件符构件符号号第二节第二节 平面

6、机构运动简图平面机构运动简图同一同一构件构件两副两副构件构件三副三副构件构件第16页/共40页6. 机构符机构符号号第二节第二节 平面机构运动简图平面机构运动简图支架支架上的上的电动电动机机带传带传动动链链传传动动外啮外啮合圆合圆柱齿柱齿轮传轮传动动内啮内啮合圆合圆柱齿柱齿轮传轮传动动齿齿轮轮齿齿条条传传动动锥齿锥齿轮传轮传动动圆柱圆柱蜗杆蜗杆传动传动凸凸轮轮机机构构第17页/共40页7. 绘制步骤绘制步骤2）测量）测量 构件的运动尺寸构件的运动尺寸3）绘图）绘图 选择视图平面、瞬时位置和比例尺，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。采用构件和运动副的规定符号作图。内

7、燃机机构运动简图绘制内燃机机构运动简图绘制颚式破碎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）分析运动副的类型、数目、位置运动副的类型、数目、位置机架、原动件、从动件，构件数机架、原动件、从动件，构件数运动传递过程运动传递过程第二节第二节 平面机构运动简图平面机构运动简图第18页/共40页构件能够发生的独立运动数目构件能够发生的独立运动数目一、平面机构自由度计算一、平面机构自由度计算1. 构件的自由度构件的自由度空间自由构件空间自由构件有六个自由度有六个自由度平面自由构件平面自由构件有三个自由度有三个自由度第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度第19页/共40页链接动画链接动画

8、链接动画链接动画2. 运动副的约束运动副的约束xyzxyz引入引入2个约束，保留个约束，保留1个自由度个自由度 低副低副第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度第20页/共40页凸轮凸轮高高副副齿轮齿轮高高副副轮轨高副轮轨高副引入引入1个约束，保留个约束，保留2个自由度个自由度高副高副第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度第21页/共40页3. 机构的自由度机构的自由度F = 3n 2PL PHn 活动构件数（原动件数从动件数）活动构件数（原动件数从动件数）PL低副数低副数PH高副数高副数所有构件能够发生的独立运动的总数目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第三节

9、平面机构的自由度F 3n 2PL PH 33 24 1 第22页/共40页F 3n 2PL PH 32 23 0F 3n 2PL PH 33 25 1 第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度例：计算机构的自由度例：计算机构的自由度F = 0 不能动不能动为为稳定稳定桁架桁架F 0 不能动不能动为为超稳定超稳定桁架桁架第23页/共40页F 3n 2PL PH 33 24 1 第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度F 3n 2PL PH 34 25 2 例：计算机构的自由度例：计算机构的自由度F = 1能发生能发生1个独立运动个独立运动F = 2能发生能发生2个独立运动个独立运动第24

10、页/共40页二、机构具有确定运动的条件二、机构具有确定运动的条件 F 3n 2PL PH 32 23 0F = 0 不能动不能动为为稳定稳定桁架桁架F 0 不能动不能动为为超稳定超稳定桁架桁架F 3n 2PL PH 33 25 1 第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度1）必要条件必要条件 机构的自由度必须大于零。机构的自由度必须大于零。第25页/共40页F= W 运动确定运动确定F 3n 2PL PH 33 24 1 链链接接动动画画链链接接动动画画F 3n 2PL PH 33 24 1 F W 机构破坏机构破坏W原动件的个原动件的个数数第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度2）

11、充分条件充分条件 机构的自由度必须等于原动件的个数机构的自由度必须等于原动件的个数第26页/共40页链链接接动动画画F 3n 2PL PH 34 25 2 F= W 运动确定运动确定F 3n 2PL PH 34 25 2 F W 运动不确定运动不确定链链接接动动画画第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度第27页/共40页结论结论F 3n 2PL PHF=0 不能动，为稳定桁架不能动，为稳定桁架F0 不能动，为超稳定桁架不能动，为超稳定桁架F0 能动能动F W 机构破坏机构破坏F W 运动不确定运动不确定F W 运动确定运动确定机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件机构的自由度大于零

12、，且等于原动件的个数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第三节平面机构的自由度第28页/共40页F=3n2PLPH = 36273 =1F原动件数原动件数 运动确定运动确定例：计算内燃机机构的自由度例：计算内燃机机构的自由度第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度第29页/共40页 F=3n2PLPH = 36281 =1F原动件数原动件数 运动确定运动确定第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度例：计算牛头刨床机构的自由度例：计算牛头刨床机构的自由度第30页/共40页播放动画播放动画F = 35260 = 3 ？三、计算平面机构自由度的注意事项三、计算平面机构

13、自由度的注意事项1. 复合铰链复合铰链 两个以上的构件两个以上的构件（k个）在同一轴线上个）在同一轴线上用转动副相联构成复用转动副相联构成复合铰链，其实际转动合铰链，其实际转动副数为副数为k1个。个。F = 35270 = 1复合铰链复合铰链第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度第31页/共40页不影响其他不影响其他构件运动的构件运动的独立的运动独立的运动可减轻摩擦可减轻摩擦和磨损。和磨损。计算时应除计算时应除去局部自由去局部自由度。度。将滚子与推将滚子与推杆假想焊接杆假想焊接后再计算。后再计算。F= 33231 = 2 ?2. 局部自由度局部自由度F= 32221 = 1链链接接动动画

14、画链链接接动动画画第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度第32页/共40页对机构运动不起限制作用的重复约束。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）两构件间构成多个重复的运动副轴线重合的转动副轴线重合的转动副平行或重合的平行或重合的移动副移动副法线重合的高副法线重合的高副3. 虚约束虚约束第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度F = 32221 = 1重复运动副只算一个重复运动副只算一个可提高刚度、强度等可提高刚度、强度等第33页/共40页2）机构中存在的某些重复部分所引入的约束）机构中存在的某些重复部分所引入的约束处理办法处理办法：去掉重复部分：去掉重

15、复部分链接动画链接动画F=3n2PLPH =33232 = 1第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度F=3n2PLPH =34244 = 0 ?可使传动可靠、平稳，传递更大功率。可使传动可靠、平稳，传递更大功率。第34页/共40页3）两构件上两点间的距离保持恒定不变，若用两转）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。动副杆联接，会引入虚约束。F=3n2PLPH =33240 =1BEC链接动画链接动画F=3n2PLPH =34260 =0?链接动画链接动画BEC第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度曲柄联动，转向相同，传动可靠。曲柄联动，转向相同，传动可

16、靠。第35页/共40页F =原动件数原动件数机构有确定运动机构有确定运动F = 3721 = 2例：计算大筛机构的自由度，判断其运动确定性例：计算大筛机构的自由度，判断其运动确定性复合铰链复合铰链虚约束虚约束局部自由度局部自由度链接动画链接动画链接动画链接动画第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度第36页/共40页不能。因为自由度不能。因为自由度为零，不能动。为零，不能动。1）绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。）绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。01423323HLPpnF2）该简图能否实现设计）该简图能否实现设计 者的意图？为什么？者的意图？为什么？第三节平面机构的自由度第三节平面机构的自由度第37页/共40页11524323HLPpnF11524323HLPpn