机械原理自由PPT教案

1、会计学1机械原理自由机械原理自由第1页/共61页1、探讨机构运动的可能性和确定性、探讨机构运动的可能性和确定性2、对机构按结构进行分类，并建立运、对机构按结构进行分类，并建立运动分析和动力分析的一般方法动分析和动力分析的一般方法3、了解机构的组成原理、了解机构的组成原理4、绘制机构运动简图、绘制机构运动简图第2页/共61页第3页/共61页第4页/共61页 常见低幅常见低幅 常见高副常见高副第5页/共61页 平面副平面副 空间副空间副第6页/共61页第7页/共61页第8页/共61页 原动件：按给定运动规律独原动件：按给定运动规律独力运动的构件。力运动的构件。 从动件：其余的活动构件。从动件：其余

2、的活动构件。 机架：固定不动的构件。机架：固定不动的构件。第9页/共61页第10页/共61页机构运动简图及其用途机构运动简图及其用途机构运动简图机构运动简图用国标规定用国标规定的简单符号和线条表示运动副和构的简单符号和线条表示运动副和构件，并按一定的比例表示运动副的件，并按一定的比例表示运动副的位置，这种用来说明机构各构件间位置，这种用来说明机构各构件间相对运动关系的图形，称为机相对运动关系的图形，称为机构运构运动简图。动简图。第11页/共61页3. 构件的表示方法构件的表示方法 转动副符号 移动副符号 高副符号 1. 构件的种类构件的种类 1 1）固定件或机架；）固定件或机架；2 2）原动件

3、；）原动件；3 3）从动件）从动件*必须有一个机架，至少有一个原动件，其余为活动构件。必须有一个机架，至少有一个原动件，其余为活动构件。 用途：用途：分析现有机械，构思设计新机械。分析现有机械，构思设计新机械。第12页/共61页第13页/共61页第14页/共61页第15页/共61页第16页/共61页第17页/共61页第18页/共61页第19页/共61页第20页/共61页第21页/共61页第22页/共61页第23页/共61页 其他零部件的表示方法可参看其他零部件的表示方法可参看GB446084“机构运动机构运动简图符号简图符号”。 第24页/共61页第25页/共61页第26页/共61页第27页/

4、共61页第28页/共61页第29页/共61页 设平面机构共有设平面机构共有N N个构件，低副和高副数目分别为个构件，低副和高副数目分别为P PL L和和P PH H，如将机构中某一构件固定为机架，则机构中的活动构件数为如将机构中某一构件固定为机架，则机构中的活动构件数为n n= =N N1 1。由于活动构件给机构带进。由于活动构件给机构带进3 3n n个自由度，而机构中全部个自由度，而机构中全部运动副所引入的约束总数为运动副所引入的约束总数为2 2 P PL L + P + PH H。因此活动构件的自由度。因此活动构件的自由度总数减去由运动副引入的约束总数就是该机构的自由度，用总数减去由运动副

5、引入的约束总数就是该机构的自由度，用F F表示，即表示，即 HL23PPnF平面机构自由度及其计算公式平面机构自由度及其计算公式 第30页/共61页第31页/共61页第32页/共61页原动件活原动件活塞，自由塞，自由度为度为1。将直线运将直线运动变位往动变位往复摆动。复摆动。第33页/共61页 两个以上的构件在同一轴线上用转两个以上的构件在同一轴线上用转动副连接起来形成复合铰链。由动副连接起来形成复合铰链。由K K个构个构件汇交成的复合铰链应当包含件汇交成的复合铰链应当包含( (K K1)1)个个回转副。计算时不可漏算。回转副。计算时不可漏算。 计算自由度计算自由度17*25*323HLppn

6、FA为复合铰链为复合铰链第34页/共61页11027323HLPPnFF F与机构原动件个数相等。因此，当原动件与机构原动件个数相等。因此，当原动件8 8转动时，圆盘中心转动时，圆盘中心E E将确定地沿直线将确定地沿直线EEEE移动。移动。 第35页/共61页 机构中某些构件所具有的自由度仅与其自身的局部运机构中某些构件所具有的自由度仅与其自身的局部运动有关，并不影响其它构件的运动，则称该自由度为局部动有关，并不影响其它构件的运动，则称该自由度为局部自由度。自由度。 发生场合：有滚子的地方，就一定有局部自由度发生场合：有滚子的地方，就一定有局部自由度 解决方法：将滚子与安装滚子的构件固结在一起

7、，将解决方法：将滚子与安装滚子的构件固结在一起，将二者视为一个构件。二者视为一个构件。第36页/共61页 在特定几何条件或结构条件下，某些运动副所引入的在特定几何条件或结构条件下，某些运动副所引入的约束可能与其它运动副所起的限制作用一致，这种不起独约束可能与其它运动副所起的限制作用一致，这种不起独立限制作用的重复约束为序约束立限制作用的重复约束为序约束 ，计算自由度时去掉。计算自由度时去掉。 虚约束经常出现场合：虚约束经常出现场合：（1 1）两构件构成多个运动副时）两构件构成多个运动副时两构件构成多个转动副，但其轴线相重合：为了改善构件两构件构成多个转动副，但其轴线相重合：为了改善构件受力情况

8、。受力情况。第37页/共61页第38页/共61页第39页/共61页第40页/共61页第41页/共61页第42页/共61页复合铰链：复合铰链：C点；局部自由度：滚在点；局部自由度：滚在9与活塞与活塞4视为一体视为一体；虚约束：与；虚约束：与两处移动副，去掉一个虚约束；弹两处移动副，去掉一个虚约束；弹簧簧10不影响机构自由度，去掉。不影响机构自由度，去掉。第43页/共61页得机构得机构第44页/共61页第45页/共61页第46页/共61页由于曲线各处曲率中心的位置不同，故在机构运动中随着由于曲线各处曲率中心的位置不同，故在机构运动中随着接触点的改变，曲率中心接触点的改变，曲率中心OO1相对于构件相

9、对于构件1、2的位置及的位置及OO1间的距离也会随之改变。因此对于一般的高副机构，间的距离也会随之改变。因此对于一般的高副机构，在不同的位置有不同的瞬时替代机构。在不同的位置有不同的瞬时替代机构。实例实例如果是一对齿轮，如何替代？如果是一对齿轮，如何替代？第47页/共61页第48页/共61页第49页/共61页第50页/共61页第51页/共61页第52页/共61页把若干个自由度为零的基本杆组依次联接到把若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，就可组成一个新的机构，其自原动件和机架上，就可组成一个新的机构，其自由度数与原动件数目相等。由度数与原动件数目相等。设计机构的准则：在满足相同工作要求的前提下设计机构的准则：在满足相同工作要求的前提下，机构的结构越简单，杆组的级别越低，构件的，机构的结构越简单，