機(jī)械原理第一章課件

1、第一章 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有三個(gè)自由度作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有三個(gè)自由度機(jī)架構(gòu)件的永久聯(lián)接構(gòu)件與軸的固定聯(lián)接兩活動(dòng)構(gòu)件以轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接可調(diào)聯(lián)接與機(jī)架以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接兩活動(dòng)構(gòu)件以移動(dòng)副相聯(lián)接與機(jī)架以移動(dòng)副相聯(lián)接活動(dòng)構(gòu)件以平面高副聯(lián)接與機(jī)架以平面高副相聯(lián)接 帶兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件帶一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副一個(gè)移動(dòng)副的構(gòu)件帶兩個(gè)移動(dòng)副的構(gòu)件偏心輪帶三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副形成封閉三角形的構(gòu)件帶三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的桿狀構(gòu)件帶兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副一個(gè)移動(dòng)副的構(gòu)件帶一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)移動(dòng)副的構(gòu)件移動(dòng)副平面低副平面低副轉(zhuǎn)動(dòng)副：構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能繞某一軸線作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。移動(dòng)副：構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能沿某一軸線作

2、相對(duì)移動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)副線接觸線接觸點(diǎn)接觸點(diǎn)接觸圓柱副圓柱副球面副球面副球面與圓柱副球面與圓柱副螺旋副螺旋副圓柱與平面副圓柱與平面副原動(dòng)件原動(dòng)件傳動(dòng)部分傳動(dòng)部分執(zhí)行部分執(zhí)行部分1-2-3-4-7-8 1-6-5-4-7-8工作原理工作原理1-4 平面機(jī)構(gòu)的自由度2022-2-27說明：要使自由度大于零的運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)，原動(dòng)件的數(shù)目不可多于運(yùn)動(dòng)鏈的自由度數(shù)。 說明：要使自由度大于零的運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)，原動(dòng)件說明：要使自由度大于零的運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)，原動(dòng)件的數(shù)目不可少于運(yùn)動(dòng)鏈的自由度數(shù)。的數(shù)目不可少于運(yùn)動(dòng)鏈的自由度數(shù)。 計(jì)算是否正確？計(jì)算是否正確？搖篩機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件搖篩機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件2 2、3 3、4 4同在同在

3、C C 處處組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。因此此機(jī)構(gòu)的自由度為：組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。因此此機(jī)構(gòu)的自由度為： 搖篩機(jī)構(gòu)搖篩機(jī)構(gòu) 搖篩機(jī)構(gòu)搖篩機(jī)構(gòu)C 處側(cè)視圖處側(cè)視圖2.2.局部自由度局部自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度：計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度：(a) F=2(b) F=121-32-33F圖a圖b11-22-23F計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)自由度：計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)自由度：00-62-43F10-42-33Fa.a.兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副時(shí)兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副時(shí)b.b.兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動(dòng)過兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持不變時(shí)程中始終保持不變時(shí)c.c.聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合時(shí)點(diǎn)的軌跡重合時(shí)d.

4、d.機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分解：去掉機(jī)構(gòu)中的局部自解：去掉機(jī)構(gòu)中的局部自由度和虛約束，則：由度和虛約束，則：276HLPPn22-72-63F1-5 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析方法：用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)方法：用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)構(gòu)件來代替一個(gè)高副，這兩構(gòu)件來代替一個(gè)高副，這兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別處在高副兩輪個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別處在高副兩輪廓接觸點(diǎn)的曲率中心。廓接觸點(diǎn)的曲率中心。注意：對(duì)于一般的高副機(jī)注意：對(duì)于一般的高副機(jī)構(gòu)，在不同位置有不同的構(gòu)，在不同位置有不同的瞬時(shí)替代機(jī)構(gòu)。經(jīng)高副低瞬時(shí)替代機(jī)構(gòu)。經(jīng)高副低代后的平面機(jī)構(gòu)，可視為代后的平面機(jī)構(gòu)，可視為平面低副機(jī)構(gòu)。平面低副機(jī)構(gòu)

5、。請(qǐng)高副低代下圖所示的機(jī)構(gòu)。請(qǐng)高副低代下圖所示的機(jī)構(gòu)。LPn23P02P-3nFLL和n必須為整數(shù)。LPII級(jí)桿組：3P2,nL不包含封閉多邊形、只包含兩副構(gòu)件的桿組。6P4,nL包含具有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副元素的剛性構(gòu)件(或三個(gè)構(gòu)件組成的三角形)的桿組稱為級(jí)組。包含四個(gè)構(gòu)件組成的四邊形的桿組稱為級(jí)組；其余依此類推。級(jí)組級(jí)組級(jí)組級(jí)組機(jī)構(gòu)的級(jí)別由桿組的最高級(jí)別決定。觀察八桿機(jī)構(gòu)的組成過程：觀察八桿機(jī)構(gòu)的組成過程： 解： （1）機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算：10132932P-3nFLHP（2 2）分析當(dāng)構(gòu)件）分析當(dāng)構(gòu)件1 1作為原動(dòng)件時(shí)機(jī)構(gòu)的組成情況。首先從傳作為原動(dòng)件時(shí)機(jī)構(gòu)的組成情況。首先從傳動(dòng)路線上離原動(dòng)件最遠(yuǎn)的

6、構(gòu)件動(dòng)路線上離原動(dòng)件最遠(yuǎn)的構(gòu)件4 4開始拆桿組，先拆下由構(gòu)件開始拆桿組，先拆下由構(gòu)件4 4，5 5和轉(zhuǎn)動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副K，L，M組成的組成的級(jí)桿組，接著依次拆下級(jí)桿組，接著依次拆下3 3個(gè)個(gè)級(jí)級(jí)桿組：構(gòu)件桿組：構(gòu)件6 6，7 7和轉(zhuǎn)動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副J，I，H；構(gòu)件；構(gòu)件8 8，9 9和轉(zhuǎn)動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副C，F(xiàn)，G；構(gòu)件；構(gòu)件2 2，3 3和轉(zhuǎn)動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副B，D及移動(dòng)副及移動(dòng)副E E；最后剩下由原動(dòng)件；最后剩下由原動(dòng)件1 1和機(jī)架和機(jī)架1010組成的組成的級(jí)機(jī)構(gòu)，如圖級(jí)機(jī)構(gòu)，如圖b所示。由于組成該機(jī)構(gòu)的所示。由于組成該機(jī)構(gòu)的基本桿組的最高級(jí)別是基本桿組的最高級(jí)別是級(jí)桿組，故該機(jī)構(gòu)為級(jí)桿組，故該機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)。

7、級(jí)機(jī)構(gòu)。（3）分析當(dāng)構(gòu)件）分析當(dāng)構(gòu)件6為原動(dòng)件時(shí)為原動(dòng)件時(shí)機(jī)構(gòu)的組成情況。首先從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成情況。首先從傳動(dòng)路線上離原動(dòng)件最遠(yuǎn)的構(gòu)件路線上離原動(dòng)件最遠(yuǎn)的構(gòu)件3（沖頭）開始試拆桿組。先試（沖頭）開始試拆桿組。先試拆拆級(jí)組。從圖中可以看出，級(jí)組。從圖中可以看出，如果拆除構(gòu)件如果拆除構(gòu)件3 3，2 2、移動(dòng)副、移動(dòng)副E、轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副D和轉(zhuǎn)動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副B，則構(gòu)件，則構(gòu)件1 1和轉(zhuǎn)動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副C均會(huì)失去聯(lián)接對(duì)象，導(dǎo)致剩余部分不再是一個(gè)完整均會(huì)失去聯(lián)接對(duì)象，導(dǎo)致剩余部分不再是一個(gè)完整機(jī)構(gòu)；如果拆除構(gòu)件機(jī)構(gòu)；如果拆除構(gòu)件3 3，2 2、移動(dòng)副、移動(dòng)副E E、轉(zhuǎn)動(dòng)副、轉(zhuǎn)動(dòng)副D和轉(zhuǎn)動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副C，則，則構(gòu)件構(gòu)件9 9和轉(zhuǎn)動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副B B也均會(huì)失去聯(lián)接對(duì)象，導(dǎo)致剩余部分也不再是也均會(huì)失去聯(lián)接對(duì)象，導(dǎo)致剩余部分也不再是一個(gè)完整機(jī)構(gòu)。因此試拆一個(gè)完整機(jī)構(gòu)。因此試拆級(jí)桿組失敗。再試拆級(jí)桿組失敗。再試拆級(jí)桿組，即級(jí)桿組，即拆除構(gòu)件拆除構(gòu)件3 3，2 2，1 1，9 9，移動(dòng)副，移動(dòng)副E和五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，由于剩余部分和五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，由于剩余部分仍是一個(gè)完整機(jī)構(gòu)，故拆除成功。然后再依次拆除兩個(gè)仍是一個(gè)完整機(jī)構(gòu)，故拆除成功。然后再依次拆除兩個(gè)級(jí)桿級(jí)桿組：構(gòu)件組：構(gòu)件7 7，8 8和轉(zhuǎn)動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副G，H，I；構(gòu)件；構(gòu)件4 4，5 5