绪论+第一章 机构分析基本知识

机械基础下册--主要内容简介：第一篇--机械传动：机械中常用的机构和通用零件的工作原理、结构特点和设计计算方法，为选择、使用和维护机械设备中常用的机械传动装置提供必要的基础知识。第二篇--液压传动与气压传动：介绍液压传动与气压传动的原理，常用元件的工作原理、特点和应用，基本液压传动与气压回路等基本内容。第一章机构分析的基本知识第二章平面连杆机构第三章凸轮机构和间歇运动机构第四章带传动和链轮传动第五章齿轮传动第六章螺纹联接与螺旋传动第七章轴及轴毂联接第八章轴承第九章其它常见的零、部件第一篇机构及机械零件基础第一篇第十章液压传动基本知识第十一章液压元件第十二章液压基本回路及液压系统*第十三章气压传动液压与气压传动第二篇

认识机器我们已经认识了几种典型的机器：

第1章机构分析基本知识什么是机器呢？机器和它的分类

机器：

是人为实物的组合体，具有确定的机械运动，可以用来转换能量、完成有用功或处理信息，以代替或减轻人的劳动。机构机构是机器中用来传递运动和力或改变运动形式的机械装置。常用的机构连杆机构凸轮机构齿轮机构间歇运动机构带传动和链传动机构螺旋机构组合机构因此，可给出机构的如下定义：机构：人为实物的组合体，具有确定的机械运动，可以用来传递和转换运动。机器：人为实物的组合体，具有确定的机械运动，可以用来转换能量、完成有用功或处理信息，以代替或减轻人的劳动。第1章机构分析基本知识由此可见机器是由机构组成，但从运动观点来看两者并无差别。机械:

机器和机构的总称。一、构件运动角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立运动单元体组合而成的，这些独立影响机器功能并能独立运动单元体称为构件。从加工制造角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立制造单元体组合而成零件，这些独立制造单元体称为零件。构件机构是由若干个作相对运动的单元所组成，机构中的运动单元称为构件。构件具有独立的运动特性，它是运动的单元。零件组成机器的不可拆卸的基本单元称为机械零件。零件是制造的单元。轴系连杆活塞构件可以是一个零件；也可以是由一个以上的零件组成。图示内燃机的连杆就是六个零件组成的构件。这些零件分别加工制造，但是当它们装配后则作为一个整体运动，相互之间不产生相对运动。加工制造的最小单元零件构件组成机械系统的最小运动单元二、运动副1.运动副定义机构中各个构件之间必须有确定的相对运动，因此，构件的连接既要使两个构件直接接触，又能产生一定的相对运动，这种直接接触的活动连接称为运动副。

◆运动副：指两构件直接接触并能产生相对运动的联接。◆运动副元素：指两个构件直接接触而构成运动副的部分。

第1章机构分析基本知识1.1运动副及其分类1.2平面机构运动简图及其绘制1.3平面机构具有确定运动的条件MachineryFoundation第一篇机构及机械零件基础由两个构件组成的具有一定相对运动的可动连接称为运动副。1.1运动副及其分类运动副一个作平面运动的自由构件有三个独立运动的可能性。这种可能出现的独立运动称为构件的自由度。同理一个作平面运动的自由构件有三个自由度。一个作空间运动的自由构件有六个自由度。构件间的接触方式有点、线、面三种。1.1运动副及其分类运动副分类根据接触形式的不同，运动副可分为低副和高副两类。低副

低幅又分为转动副和移动副两种。两构件以面接触组成的运动副称为低副。转动副：两构件只能作相对转动。移动副：两构件以面接触，且沿某一固定直线或曲线作相对移动两个构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。高副火车车轮与钢轨凸轮与从动件两齿轮123使研究问题简化平面机构运动简图第1章机构分析基本知识1.2.1平面机构运动简图及其作用不考虑与运动无关的因素用简单的线条和符号表示构件和运动副按一定比例定出各运动副位置MachineryFoundation第1章机构分析基本知识123转动副的表示方法移动副的表示方法平面高副的表示方法MachineryFoundation第1章机构分析基本知识绘制机构运动简图的要求简图上应按规定符号画出全部构件，并标明主动件。简图上应按规定符号画出全部运动副。简图上应按比例表示出机构的各运动尺寸，如转动副间的中心距等。

用国家标准规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一定的比例尺表示机构运动尺寸，绘制出的表示机构的简明图形称为机构运动简图。

为了表明机器的组成状况和结构特征，不按严格比例来绘制的简图通常称为机构示意图。运动副的表示第1章机构分析基本知识机构运动简图的绘制步骤第一步第二步第三步分析机构的固定构件、原动件和从动件，判定该机构含有的活动构件。仔细观察各构件间的相对运动关系，从而判定机构中包含的运动副数目与类型。合理选择投影面。第五步第四步选择适当的比例尺，测定各运动副间的相对位置和尺寸。从原动件开始，按照活动构件运动传递的顺序，用选定的比例尺和规定的构件与运动副的表示符号，绘制出平面机构运动简图。颚式破碎机机构运动简图第1章机构分析基本知识机构运动简图的绘制步骤例MachineryFoundation6个构件，7个转动副组成机构运动简图的绘制步骤第1章机构分析基本知识1.3平面机构具有确定运动的条件平面机构的自由度每一个作平面运动的自由构件都有三个自由度。两个构件组成运动副之后，它们的相对运动就受到约束，相应的自由度数目随之减少。123高副：只约束了沿接触处公法线nn方向移动的自由度转动副：约束了沿x、y轴线的两个移动的自由度移动副：只保留了沿一轴线移动的自由度在平面机构中，每个低副引入两个约束。每个高副引入一个约束。第1章机构分析基本知识平面机构的自由度MachineryFoundation结论机构具有确定运动的条件：?第1章机构分析基本知识平面机构的自由度计算方法：F=3n-2PL-PH

式中：n—机构的活动构件数目PL—机构的低副数目PH—机构的高副数目指机构中各构件相对于机架所具有的独立自由参数机构自由度与组成机构的构件数目、运动副的类型及数目有关。F=3n–2PＬ－PH=3×?–2×?=?F=3×4–2×5=2第1章机构分析基本知识平面机构的自由度F≤0运动链不能运动，不成为机构F=3×2－2×3=0F=3×3－2×5=-13412)F≥1时，原动件数小于机构的自由度，各构件没有确定的

相对运动；原动件数大于机构的自由度，则机构的薄弱处会遭到破坏。综上所述可知：1)F≤0时，机构蜕变为刚性桁架，构件之间没有相对运动。机构具有确定运动的条件是：

机构的原动件数目应等于机构自由度数目。13452FO6CBDEA计算颚式破碎机的自由度=35-27–0=1n=5、PL=7、PH=0F=3n-2PL-PH

两个以上构件在同一处以转动副相联接，所构成的运动副称为复合铰链。解决方案k个构件在同一处构成复合铰链，实际上构成了(k-1)个转动副。F=3×5-2×7=1计算机构自由度时应注意的问题1、复合铰链F=3×5-2×6=32.局部自由度n=3PL=3PH=1

F=3n-2PL-PH=33-23–1=2局部自由度一般存在于高副中。注意：计算机构自由度时,应将局部自由度除去不计F=3n-2PL-PH=32-22–1=1若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，则称这种自由度为局部自由度。F=3×3-2×5=-1计算机构自由度时，不考虑虚约束的作用，认为两个构件之间只形成一个运动副F=3×3-2×4=1两个构件之间形成多个与导路重合或平行的移动副场合一：3.虚约束约束对机构活动度的影响是重复的。这些重复的约束称为虚约束。F=3×2-2×3-2=-2解决方案F=3×2-2×2-1=1两构件上某两点之间的距离在运动中保持不变F=3×4-2×6=0F=3×3-2×4=1n=3≠4