《机械原理》讲义重点详解.doc

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绪 论 一、研究对象 1、机械:机器和机构的总称 机器(三个特征):①人为的实物组合(不是天然形成的);②各运动单元具有确定的相对;③必须能作有用功,完成物流、信息的传递及能量的转换。 机器的组成:原动机、工作机、传动部分、自动控制工作机 机构:有①②两特征。 很显然,机器和机构最明显的区别是:机器能作有用功,而机构不能,机构仅能实现预期的机械运动。两者之间也有联系,机器是由几个机构组成的系统,最简单的机器只有一个机构。 2、概念 零件:制造单元体 构件可由一个或几个零件组成。 机架:机构中相对不动的构件 原动件:驱动力(或力矩)所作用的构件。→输入构件 从动件:随着原动构件的运动而运动的构件。→输出构件 机构:能实现预期的机械运动的各构件(包括机架)的基本组合体称为机构。 二、研究内容: 1、机构的结构和运动学: ①机械的组成;②机构运动的可能性和确定性;③分析运动规律。 2、机构和机器动力学:力——运动的关系·F=ma 功——能 3、要求:解决二类问题: 分析:结构分析,运动分析,动力分析 综合(设计):①运动要求,②功能要求。新的机器。 第一章 平面机构的结构分析 (一)教学要求 1、了解课程的性质与内容,能根据实物绘制机构运动简图 2、熟练掌握机构自由度计算方法。了解机构组成原理 (二)教学的重点与难点 1、 2、1-1 机构结构分析的目的 §1-2 机构的组成 一、运动副: 构件间的可动联接。(既保持直接接触,又能产生一定的相对运动) 高副:点线接触 低副:面接触 运动副元素 自由度:构件含有独立运动的数目 约束:对独立运动的限制 低副:2个约束,1个自由度 1个约束,2个自由度 ①转动副:两个构件间不能作旋转运动的运动副; ②移动副:两个构件间不能作移动运动的运动副。 高副:①齿轮副;②凸轮副。 二、运动链、机构 1、运动链:两个以上构件通过运动副联接而成的系统 ①平面运动链;②空间运动链 (根据各构件间的相对运动为平面运动还是空间运动分类) 2、机构(从运动链角度): 1、对一个运动链 2、选一构件为机架 3、确定原动件(一个或数个) 4、原动件运动时,从动件有确定的运动。 1-3 平面机构运动简图 1、运动副的符号 移动副: 齿轮副: 凸轮副: 2、构件(杆): 3、机构运动简图的绘制,(模型,鄂式破碎机) 1)分析机构,观察相对运动; 2)找出所有的构件与运动副; 3)选择合理的位置,即能充分反映机构的特性; 4)确定比例尺, 5)用规定的符号和线条绘制成间图。(从原动件开始画) 1-4 平面机构的自由度 一、计算机构自由度(设n个活动构件,PL个低副,PH个高副) (原动件数F,机构破坏) 铰链五杆机构: 原动件数机构自由度数,机构运动不确定(任意乱动) 构件间没有相对运动机构→刚性桁架 (多一个约束)超静定桁架 F≤,构件间无相对运动,不成为机构。 F0, 原动件数=F,运动确定 原动件数F,运动不确定 原动件数F,机构破坏 三、计算F时注意问题 (1)复合铰链 m-1 例: (2)局部自由度 (与输出件运动无关的自由度称局部自由度) (3)虚约束: 在特殊的几何条件下,有些约束所起的限制作用是重复的,这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。 图1-15 作业:P498,题1-1,1-2,1-3,1-4。 平面机构的虚约束常出现于下列情况: (1)不同构件上两点间的距离保持恒定…… (2)两构件构成各个移动副且导路互相平行 (3)两构件构成各个转动副且轴线互相重合…… (4)在输入件与输出件之间用多组完全相同的运动链来传递运动……(见课本P14) 例:计算自由度 (先看有无注意事项,复合铰链……,再看有几个构件) 1、 2、,其中B、C为复合铰链。 第二章 平面机构的运动分析 (一)教学要求 1、能根据实物绘制机构运动简图 2、熟练掌握机构自由度计算方法。了解机构组成原理 3、了解平面机构运动分析的方法,掌握瞬心法对机构进行速度分析 4、熟练掌握相对运动图解法 (二)教学的重点与难点 1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图 2、自由度计算,虚约束,高副低代 3、瞬心的概念及求法 4、矢量方程,速度和加速度多边形,哥氏加速度,影像法 (三)教学内容 §2-1 研究机构运动分析的目的和方法 一、目的:在设计新的机械或分析现有机械的工作性能副,都必须首先计算其机构的运动参数。 二、方法: 图解法:形象直观,精度不高,速度瞬心法,相对运动图解法 解析法:较高的精度,工作量大 实验法: §2-2 速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用 瞬时绝对

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