機(jī)械原理與機(jī)械零.ppt

1、書名：機(jī)械原理與機(jī)械零件 ISBN： 978-7-111-34602-9 作者：張景學(xué) 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社 本書配有電子課件,工程制圖 高職高專 ppt 課件,簡(jiǎn)易沖床 設(shè)計(jì)方案分析,1）能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者的意圖？為什么？ 2）若否，請(qǐng)畫出一種改進(jìn)方案。,案例導(dǎo)入,第二章 平面機(jī)構(gòu)及自由度,工程制圖 高職高專 ppt 課件,鉸鏈B的中心既要隨杠桿2繞軸A轉(zhuǎn)動(dòng)，又要隨沖頭3沿鉛垂線移動(dòng)，存在運(yùn)動(dòng)干涉，無法運(yùn)動(dòng) 。,不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者的意圖！,如何改進(jìn)？,第二章 平面機(jī)構(gòu)及自由度,初步分析,該類問題可通過計(jì)算得到解決！,工程制圖 高職高專 ppt 課件,第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成,第二節(jié) 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

2、,第三節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的自由度,相關(guān)知識(shí),第二章 平面機(jī)構(gòu)及自由度,工程制圖 高職高專 ppt 課件,第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成,平面機(jī)構(gòu),空間機(jī)構(gòu),工程制圖 高職高專 ppt 課件,運(yùn)動(dòng)副：兩構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成的可動(dòng)聯(lián)接。,二、運(yùn)動(dòng)副及分類,一、構(gòu)件,第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成,運(yùn)動(dòng)副元素：兩構(gòu)件上構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的接觸表面。,4個(gè)構(gòu)件 4個(gè)運(yùn)動(dòng)副 運(yùn)動(dòng)副元素均為圓柱面,獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元體。,工程制圖 高職高專 ppt 課件,運(yùn)動(dòng)副 機(jī)構(gòu)的 “關(guān)節(jié)”！,第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成,工程制圖 高職高專 ppt 課件,平面副 空間副,第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成,按相對(duì)運(yùn)動(dòng)分,按接觸形式分,低副：面接觸 高副：點(diǎn)、線接觸,運(yùn)

3、動(dòng)副分類,3個(gè)構(gòu)件 3個(gè)運(yùn)動(dòng)副 2個(gè)低副 1個(gè)高副,工程制圖 高職高專 ppt 課件,1. 平面低副,轉(zhuǎn)動(dòng)副 （回轉(zhuǎn)副，鉸鏈）,移動(dòng)副,第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成,工程制圖 高職高專 ppt 課件,凸輪高副,齒輪高副,輪軌高副,第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成,2. 平面高副,工程制圖 高職高專 ppt 課件,球面副,螺旋副,第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成,3. 常見空間運(yùn)動(dòng)副,第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成,運(yùn)動(dòng)副分析,7個(gè)構(gòu)件 10個(gè)運(yùn)動(dòng)副 7個(gè)低副 3個(gè)高副,開鏈,閉鏈,多個(gè)構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副連接而組成的可動(dòng)系統(tǒng)。,第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成,三、運(yùn)動(dòng)鏈,具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈。,機(jī)構(gòu) = 機(jī)架 + 原動(dòng)件 + 從動(dòng)件,第

4、一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成,四、機(jī)構(gòu),1. 概念：表示機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形,實(shí)際機(jī)構(gòu),運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,2. 作用：分析現(xiàn)有機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)。,第二節(jié) 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,實(shí)際機(jī)構(gòu),運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,3. 簡(jiǎn)化原則,構(gòu)件數(shù)不變 運(yùn)動(dòng)副類型不變 運(yùn)動(dòng)副數(shù)不變 運(yùn)動(dòng)尺寸不變 機(jī)架不變 原動(dòng)件不變,運(yùn)動(dòng)特性不變,簡(jiǎn)單、形象,第二節(jié) 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,4. 運(yùn)動(dòng)副符號(hào),第二節(jié) 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,轉(zhuǎn)動(dòng)副,移動(dòng)副,5. 構(gòu)件符號(hào),第二節(jié) 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,6. 機(jī)構(gòu)符號(hào),第二節(jié) 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,7. 繪制步驟,2）測(cè)量 構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸,3）繪圖 選擇視圖平面、瞬時(shí)位置和比例尺，采用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的規(guī)定符號(hào)作圖。,內(nèi)

5、燃機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制,顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制,第二節(jié) 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,構(gòu)件能夠發(fā)生的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目,一、平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算,1. 構(gòu)件的自由度,空間自由構(gòu)件有六個(gè)自由度,平面自由構(gòu)件有三個(gè)自由度,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,鏈接動(dòng)畫,鏈接動(dòng)畫,2. 運(yùn)動(dòng)副的約束,引入2個(gè)約束，保留1個(gè)自由度,低副,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,凸輪高副,齒輪高副,輪軌高副,引入1個(gè)約束，保留2個(gè)自由度,高副,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,3. 機(jī)構(gòu)的自由度,F = 3n 2PL PH,n 活動(dòng)構(gòu)件數(shù)（原動(dòng)件數(shù)從動(dòng)件數(shù)）,PL低副數(shù),PH高副數(shù),所有構(gòu)件能夠發(fā)生的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的總數(shù)目,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,F 3n 2PL

6、PH 33 24 1,F 3n 2PL PH 32 23 0,F 3n 2PL PH 33 25 1,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,例：計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度,F = 0 不能動(dòng)為穩(wěn)定桁架,F 0 不能動(dòng)為超穩(wěn)定桁架,F 3n 2PL PH 33 24 1,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,F 3n 2PL PH 34 25 2,例：計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度,F = 1 能發(fā)生1個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng),F = 2 能發(fā)生2個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng),二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,1）必要條件 機(jī)構(gòu)的自由度必須大于零。,F= W 運(yùn)動(dòng)確定,F W 機(jī)構(gòu)破壞,W原動(dòng)件的個(gè)數(shù),第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,2）充分條件 機(jī)構(gòu)的自由度必須等于

7、原動(dòng)件的個(gè)數(shù),鏈接動(dòng)畫,F 3n 2PL PH 34 25 2,F= W 運(yùn)動(dòng)確定,F 3n 2PL PH 34 25 2,F W 運(yùn)動(dòng)不確定,鏈接動(dòng)畫,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,結(jié)論,F 3n 2PL PH,F=0 不能動(dòng)，為穩(wěn)定桁架 F0 不能動(dòng)，為超穩(wěn)定桁架,F0 能動(dòng),F W 機(jī)構(gòu)破壞 F W 運(yùn)動(dòng)不確定 F W 運(yùn)動(dòng)確定,機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 機(jī)構(gòu)的自由度大于零，且等于原動(dòng)件的個(gè)數(shù),第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,F=3n2PLPH = 36273 =1 F原動(dòng)件數(shù) 運(yùn)動(dòng)確定,例：計(jì)算內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)的自由度,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,F=3n2PLPH = 36281 =1 F原動(dòng)件數(shù) 運(yùn)動(dòng)確定,

8、第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,例：計(jì)算牛頭刨床機(jī)構(gòu)的自由度,播放動(dòng)畫,F = 35260 = 3 ？,三、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng),1. 復(fù)合鉸鏈,兩個(gè)以上的構(gòu)件（k個(gè)）在同一軸線上用轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，其實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)為k1個(gè)。,F = 35270 = 1,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,不影響其他構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立的運(yùn)動(dòng),可減輕摩擦和磨損。 計(jì)算時(shí)應(yīng)除去局部自由度。 將滾子與推桿假想焊接后再計(jì)算。,F= 33231 = 2 ?,2. 局部自由度,F= 32221 = 1,鏈 接 動(dòng) 畫,鏈 接 動(dòng) 畫,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的重復(fù)約束。,1）兩構(gòu)件間構(gòu)成多個(gè)重復(fù)的運(yùn)動(dòng)副 軸線重

9、合的轉(zhuǎn)動(dòng)副 平行或重合的移動(dòng)副 法線重合的高副,3. 虛約束,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,F = 32221 = 1,重復(fù)運(yùn)動(dòng)副只算一個(gè) 可提高剛度、強(qiáng)度等,2）機(jī)構(gòu)中存在的某些重復(fù)部分所引入的約束,處理辦法：去掉重復(fù)部分,鏈接動(dòng)畫,F=3n2PLPH =33232 = 1,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,F=3n2PLPH =34244 = 0 ?,可使傳動(dòng)可靠、平穩(wěn)，傳遞更大功率。,3）兩構(gòu)件上兩點(diǎn)間的距離保持恒定不變，若用兩轉(zhuǎn)動(dòng)副桿聯(lián)接，會(huì)引入虛約束。,F=3n2PLPH =33240 =1,鏈接動(dòng)畫,F=3n2PLPH =34260 =0?,鏈接動(dòng)畫,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,曲柄聯(lián)動(dòng)，轉(zhuǎn)向相同，傳動(dòng)可靠。,F =原動(dòng)件數(shù) 機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng),F = 3721 = 2,例：計(jì)算大篩機(jī)構(gòu)的自由度，判斷其運(yùn)動(dòng)確定性,復(fù)合鉸鏈,虛約束,局部自由度,鏈接動(dòng)畫,鏈接動(dòng)畫,第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度,不能。因?yàn)樽杂啥葹榱悖荒軇?dòng)。,1）繪制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并