机械原理教案20041009.doc

《机械原理》 西北工业大学 孙恒主编 ? 讲稿 第一章 绪论 §1-1 本课程研究的对象和内容 ? 机构 机械 　 → 机构综合　→ 运动分析　→ 机械动力学 机器 ? 1．? 构件----运动单元（从运动角度来说不可再分割的部分） 以内燃机为例：活塞--—活塞体--—活塞环----滑环 从运动角度讲：它是一个部件，将推力转化为整个元件的往复移动。 同理可得：连杆----曲柄，机架等构件。 机构的定义：第一章 绪 论 2．? 机构定义 （1）?????? 多个构件的人为组合 （2）?????? 各构件间有确定的相对运动 3．? 机器 除机构定义的二个特征外，另外能进行能量的转换。 4．? 本课程研究的主要内容 各种常用机构及综合，机构的工作原理，运动分析，参数计算以及有关机器动力学的一些基本知识。 ? §1-2 学习的目的 本课程作为一门机械系的重点技术基础课，研究机械的运动、工作性能，以及机械动力学方面的基本理论。通过本课程的学习，为学习机械设计、机床、机械制造工艺及其它专业课程打下基础。 ? ??????? 本课程是上连基础课，下接专业课的一门重点课程。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第二章 平面机构的结构分析 平面机构：机构的各主要运动构件在同一剖面内（同一平面内），或在几个相互平行的平面内运动。 本章的重点：（1）了解机构的基本组成及自由度计算 （2）机构具有确定运动的条件 （3）掌握机构运动简图的画法 ? §2-2 运动副及其分类 1．运动副定义：两构件直接接触并能保证一定运动关系的联结。 三要素： 两构件 直接接触 判别运动副的前提。 可动联结 2．运动副元素：构件上能够直接参加接触以构成运动副的部分。 就几何形状来说，不外乎点、线、面三种形式。 3．分类 * 低副----以副元素为面接触，引入二个约束 移动副----相对运动为移动。 转动副----相对运动为转动。 固定铰 活动铰 * 高副----以点或线接触 ，引入一个约束。 ? 引入约束情况：平面构件有三个自由度，即：二移一转 运动副约束了 保留 属于 约束数 1 移 1转1移 高副 1 1转1移 1移 移动副 2 2移 1转 回转副 2 2转1移 0 刚性结构 3 1转 2移 不存在 ? 思考：为什么不存在最下一行这种情况？ 4．结论： * 平面构件组成运动副只有三种形式（高、移、转） * 将引入一个约束的称为一级副（Ⅰ级），依此类推，引入二个约束 的为Ⅱ级。 5．运动副规定画法（表2-1） 6．运动链 定义：通过运动副联结面构成的相对可动的系统称为~。 开链：运动链的构件未形成首末封闭的系统（多用在机械手）。 闭链：各构件构成了首末封闭的系统（经常采用） §2-3 机构运动简图 1．? ----说明机构各构件的相对运动关系的简单图形，且以规定线条和符号严格按比例绘制（不按比例画出为示意图） 2．? 3．? 1）分清运动状况，认清哪些是固定件、原动件 2）从原动件开始，按运动传递的顺序，仔细分析各构件之间的相对运动性质，确定构件的数目、运动种类和数目。 3）选择适当的比例尺，定出各运动副的相对位置，用规定的符号和线条连结各运动副。 如：例2-1 （图2-8） 注意：选视图正确，可用局部视图补充，原动件位置选得正确以求图形清晰。 ? §2-4 机构具有确定运动的条件 条件：机构的原动件数 = 机构的运动自由度数 ? ? ? §2-5 平面机构的自由度计算 ? 自由度计算：F=活动构件所可能具有的总自由度 – 运动副所引入的约束数 即：F= 3 n –2PL - PH ? 例1．铰联四杆机构 F=3×3 - 2×4 – 0 =1 例2．铰联五杆机构 F=3×4- 2×5 – 0 =2 例3．仪表示值机构 F=3×6 - 2×8 – 1 =1 ? 例4．计算多杆的自由度 解： n=10 , PL =14 , PH =0 F = 3n – 2PL -PH =3×10– 2×14 = 2 例5．计算轮系的自由度 解： n=4 , PL =4 , PH =2 F = 3n – 2PL -PH =3×4– 2×4 -2= 2 ? 例6 F = 0，应改进结构 ??????? 讨论：# 平面机构的自由度F取决于构件的数目、以及运动副的种类和