機械原理完全電子教程答案試題PPT教案

1、會計學1機械原理完全電子教程答案試題機械原理完全電子教程答案試題2-1 機構結構分析的內(nèi)容及目的機構結構分析的內(nèi)容及目的主要內(nèi)容及目的是：主要內(nèi)容及目的是： 研究機構的組成及機構運動簡圖的畫法； 了解機構具有確定運動的條件、進行機構自由度計算； 研究機構的組成原理及結構分類。第1頁/共44頁 是兩構件參與接觸而構成運動副的表面。 是兩構件直接接觸而構成的可動連接；2.運動副運動副運動副元素限制了兩構件的相對運動，這種對獨立運動的限制稱為約束運動副分類 根據(jù)引入約束數(shù)目將運動副進行分類。約束運動副的作用 機構的組成機構的組成(3/16)2-2 機構的組成機構的組成1.構件機器中每一個獨立的運動單

2、元體稱為構件機器中每一個獨立的運動單元體稱為構件第2頁/共44頁運動副的分類運動副的分類轉動副轉動副移動副移動副高副高副空間運動副：空間運動副：、級副等 平面運動副平面運動副低副：低副：面接觸的運動副高副高副：點、線接觸的運動副轉動副轉動副 移動副移動副機構的組成機構的組成(4/16)例2-1軸與軸承、滑塊與導軌、兩輪齒嚙合。級副級副級副級副級副級副級副級副級副級副第3頁/共44頁轉動副 約束數(shù)目約束數(shù)目 2yx12約束特點約束特點: x,y方向移動機構的組成機構的組成(5/16)一個獨立相對運動。引入2個約束，保留1個自由度移動副一個獨立相對運動。引入2個約束， 保留1個自由度約束數(shù)目約束數(shù)

3、目 2yx12約束特點：約束特點： Y方向移動 ,z方向轉動第4頁/共44頁高副 ntnt1212 2 1自由度數(shù)目自由度數(shù)目 約束數(shù)目約束數(shù)目約束特點：約束特點：n方向移動 機構的組成機構的組成(7/14)兩個獨立相對運動。引入1個約束， 保留2個自由度第5頁/共44頁3.運動鏈構件通過運動副的連接而構成的相對可動的系統(tǒng)。閉式運動鏈（簡稱閉鏈）開式運動鏈（簡稱開鏈）1234平面閉式運動鏈1234空間閉式運動鏈1234平面開式運動鏈12345空間開式運動鏈運動副符號運動副常用規(guī)定的簡單符號來表達（GB446084）。各種常用運動副模型常用運動副的符號表機構的組成機構的組成(13/14)第6頁/

4、共44頁1234 按給定已知運動規(guī)律獨立運動的構件；4.機構具有固定構件的運動鏈稱為機構。機 架原動件從動件機構中的固定構件。機構中其余活動構件。1234平面鉸鏈四桿機構 機構常分為平面機構和空間機構兩類，其中平面機構應用最為廣泛?？臻g鉸鏈四桿機構常以轉向箭頭表示。其運動規(guī)律決定于原動件的運動規(guī)律和機構的結構及構件的尺寸。機架原動件從動件機架從動件原動件機構的組成機構的組成(14/14)第7頁/共44頁 不嚴格按比例繪出的，只表示機械結構狀況的簡圖。 根據(jù)機構的運動尺寸，按一定的比例尺定出各運動副的位置，2-3 機構運動簡圖機構運動簡圖 在對現(xiàn)有機械進行分析或設計新機器時，都需要繪出其機構運動

5、簡圖。1.機構運動簡圖 例2-2 內(nèi)燃機機構運動簡圖。機構運動簡圖 采用運動副及常用機構運動簡圖符號和構件的表示方法，將機構運動傳遞情況表示出來的簡化圖形。機構示意圖第8頁/共44頁舉例：（2）選定視圖平面； （3）選適當比例尺，作出各運動副的相對位置，再畫出各運動副和機構的符號，最后用簡單線條連接，即得機構運動簡圖。機構運動簡圖機構運動簡圖(2/6)2.機構運動簡圖的繪制繪制方法及步驟： （1）搞清機械的構造及運動情況，沿著運動傳遞路線，查明組成機構的構件數(shù)目、運動副的類別及其位置；內(nèi)燃機機構運動簡圖繪制顎式破碎機機構運動簡圖繪制第9頁/共44頁OABCDEF123456第10頁/共44頁O

6、A1B32C43.液壓泵的機構運動簡圖課堂練習：1.偏心圓盤機構AB2.偏心塊 機構第11頁/共44頁例：繪制液壓泵的機構運動簡圖 A AB BC C1234C34AB21第12頁/共44頁例：繪制偏心圓盤機構運動簡圖ABCD1234第13頁/共44頁書后習題：小型壓力機書后習題：小型壓力機1。認清機架、原動件、從動件（輸。認清機架、原動件、從動件（輸出件）出件）2。判別運動副數(shù)量和類型。判別運動副數(shù)量和類型3。合理選擇投影面。合理選擇投影面4。選擇比例尺。選擇比例尺5。繪制簡圖。繪制簡圖機構運動簡圖機構運動簡圖(6/6)第14頁/共44頁2-4 機構具有確定運動的條件機構具有確定運動的條件一

7、個機構在什么條件下才能實現(xiàn)確定的運動呢？三桿組例2-3 鉸鏈四桿機構例2-4 鉸鏈五桿機構若給定機構一個獨立運動，則機構的運動完全確定；若給定機構兩個獨立運動，則機構的最薄弱環(huán)節(jié)損壞。若給定機構一個獨立運動，則機構的運動不確定；若給定機構兩個獨立運動，則機構的運動完全確定。機構具有確定運動的條件是機構的自由度數(shù)應等于機構的獨立運動參數(shù)的數(shù)目。自由度數(shù)自由度數(shù)=獨立運動參數(shù)數(shù)目獨立運動參數(shù)數(shù)目獨立運動由原動件帶入。獨立運動由原動件帶入。第15頁/共44頁如果原動件數(shù)F,則機構的運動將不確定；則會導致機構最薄弱環(huán)節(jié)的損壞。機構具有確定運動的條件機構具有確定運動的條件(2/2) 結論： 機構具有確定

8、運動的條件是：機構原動件數(shù)目應等于機構的自由度的數(shù)目F。第16頁/共44頁機構高副數(shù)目機構高副數(shù)目- -hP機構中低副的數(shù)目機構中低副的數(shù)目- -l P 機構中活動構件數(shù)機構中活動構件數(shù) n -機構自由度；機構自由度；- -F- - -= =23PPnFhl平面機構自由度計算公式：平面機構自由度計算公式：2-5 機構自由度的計算機構自由度的計算舉例1）鉸鏈四桿機構F3n(2plph)33240 11234第17頁/共44頁2）鉸鏈五桿機構F3n(2plph)34250 212345機構自由度的計算機構自由度的計算(2/7)3）曲柄滑塊機構F3n(2plph)33240 14）凸輪機構F3n(2

9、plph)32221 1第18頁/共44頁13478 9101118ABCD,3）內(nèi)燃機機構F3n(2plph)36273 1機構自由度的計算機構自由度的計算(4/7)OACDFBE1523464）鄂式破碎機F3n(2plph)35270 1第19頁/共44頁n=3；Pl=4Ph=1F=3n-2Pl-Ph=0機構不能運動課堂練習：課堂練習： 簡易沖床設計方案改進簡易沖床設計方案改進機構自由度的計算機構自由度的計算(5/7)繪制左圖的機構運動簡圖，并計算自由度；判定該機構的運動狀態(tài)是否合理？如果不合理，如何改進？第20頁/共44頁改進方案改進方案n=4；Pl=5Ph=1F=3n-2Pl-Ph=1

10、機構具有確定相對運動F=原動件數(shù)機構自由度的計算機構自由度的計算(6/7)第21頁/共44頁2-6 計算平面機構自由度時應注意的事項計算平面機構自由度時應注意的事項1.要正確計算運動副的數(shù)目由m個構件組成的復合鉸鏈，共有(m-1)個轉動副。（1）復合鉸鏈 兩個以上構件同時在一處以轉動副相聯(lián)接就構成了復合鉸鏈。復合鉸鏈數(shù)復合鉸鏈數(shù)=構件數(shù)構件數(shù)-1第22頁/共44頁F3n(2plph)35260 3機構自由度的計算機構自由度的計算(7/7)F3n(2plph)35270 1第23頁/共44頁 如果兩構件在多處接觸而構成運動副，且符合下列情況者，則為同一運動副，即只能算一個運動副。（2）同一運動副

11、 1）移動副，且移動方向彼此平行或重合；2）轉動副，且轉動軸線重合； 3）平面高副，且各接觸點處的公法線彼此重合。A 計算平面機構自由度時應注意的事項計算平面機構自由度時應注意的事項(3/8) a） c） b）第24頁/共44頁 是指機構中某些構件所產(chǎn)生的不影響其他構件運動的局部運動的自由度， 如果兩構件在多處接觸而構成平面高副，但各接觸點處的公法線方向并不彼此重合，則為復合高副，相當于一個低副（移動副或轉動副）。（3）復合平面高副2.要除去局部自由度 局部自由度以F表示。計算平面機構自由度時應注意的事項計算平面機構自由度時應注意的事項(4/8) a） b）第25頁/共44頁 滾子繞其軸線的轉

12、動為一個局部自由度， 在計算機構自由度時，應將 F從計算公式中減去，即例2-8 滾子推桿凸輪機構解F3n(2plph) F故凸輪機構的自由度為F 33 (231)1 13.要除去虛約束 虛約束是指機構中某些運動副帶入的對機構運動起重復約束作用的約束，以 p表示。例2-9 平行四邊形四桿機構F3n(2plph) F33(240)01計算平面機構自由度時應注意的事項計算平面機構自由度時應注意的事項(5/8) a） b）第26頁/共44頁當增加一個構件5和兩個轉動副E、F，且BE AF，則F3n(2plph) F34(260)00原因：構件5 和兩個轉動副E、F 引入的一個約束為虛約束。 在計算機構

13、的自由度時，應從機構的約束數(shù)中減去虛約束數(shù)目p，故F3n(2plph p) F如平行四邊形五桿機構的自由度為F34(2601)01計算平面機構自由度時應注意的事項計算平面機構自由度時應注意的事項(6/8)第27頁/共44頁（1）軌跡重合的情況 在機構中，如果用轉動副連接的是兩個構件上運動軌跡相重合的點，該連接將帶入1個虛約束。 例如橢圓儀機構就是這種情況（圖中：CAD90，BCBD）。 顯然，轉動副C所連接的C2、C3兩點的軌跡重合，將帶入一個虛約束。（2）用雙副桿連接兩構件上距離恒定不變的兩點的情況 在機構運動過程中，如果兩構件上兩點之間的距離始終保持不變， 若用一雙副桿將此兩點相連，也將帶

14、入一個虛約束。計算平面機構自由度時應注意的事項計算平面機構自由度時應注意的事項(7/8)4機構中的虛約束常發(fā)生的幾種情況 a）第28頁/共44頁例如圖示平行四邊形機構就屬于此種情況。 顯然，構件 5和轉動副E、F所聯(lián)接的兩點間的距離始終保持不變，故帶入一個虛約束。（3）結構重復的情況 在機構中，不影響機構運動傳遞的重復部分所帶入的約束為虛約束。例如圖示輪系就屬于這種情況。 顯然，從機構運動傳遞來看，僅有一個齒輪就可以了，而其余兩個齒輪并不影響機構的運動傳遞，故帶入了虛約束，且p2。計算平面機構自由度時應注意的事項計算平面機構自由度時應注意的事項(8/8) a） b）第29頁/共44頁F=3*8

15、-(2*10+1)-1=2F=3*7-2*10=12)F=3*6-(2*8+1) =13)第30頁/共44頁5)6)F=3*5-(2*7+1-1)=1F=3*5-2*7=1F=3*8-(2*12-1)=1第31頁/共44頁5.繪制P238頁圖 8-5 a）的機構運動簡圖OAB1234機構運動簡圖機構運動簡圖(3/6)第32頁/共44頁6.繪制P238頁圖 8-5 a）的機構運動簡圖OAB123A A4A機構運動簡圖機構運動簡圖(4/6)第33頁/共44頁7.繪制圖示機構的運動簡圖OBA1234機構運動簡圖機構運動簡圖(5/6)第34頁/共44頁 任何機構都可看作是由若干個基本桿組依次連接于原動

16、件和機架而構成的。 不能再拆的最簡單的自由度為零的構件組，稱阿蘇爾或基本桿組。2-8 平面機構的組成原理、結構平面機構的組成原理、結構 分類及結構分析分類及結構分析1.平面機構的組成原理例2-14 顎式碎礦機(a、 b、 d)1）基本桿組： 2）機構組成原理：例2-15 顎式碎礦機第35頁/共44頁（1）基本桿組的條件3n2plph0式中n、pl及ph分別為基本桿組中的構件數(shù)、低副數(shù)和高副數(shù)。全為低副桿組的條件3n2pl0或 n/2pl/3 （2）桿組的基本類型1）級桿組由2個構件和3個低副構成的桿組。2）級桿組由4個構件和6個低副構成的桿組。ABC12c)ABC12d)ABC12e)ABC1

17、2a)ABC12b)ABCDEF1234a)ABCDEF1234b)ABCDEF1234c)平面機構的組成原理、結構分類及結構分析平面機構的組成原理、結構分類及結構分析(2/4)第36頁/共44頁3.平面機構的結構分析（1）分析的目的了解機構的組成，確定機構的級別。（2）分析的方法1）先計算機構的自由度，并確定原動件； 2）從遠離原動件的構件先試拆級組，若不成；再拆級組，直至只剩下原動件和機架為止；3）最后確定機構的級別。（3）舉例破碎機機構的結構分析：1）若取機構1為原動件時， 此機構為級機構。平面機構的組成原理、結構分類及結構分析平面機構的組成原理、結構分類及結構分析(3/4)第37頁/共

18、44頁2）若取構件5為原動件時，先試拆級桿組， 顯然，這種拆法不成。再試拆級組，。 故此機構為級機構。平面機構的組成原理、結構分類及結構分析平面機構的組成原理、結構分類及結構分析(4/4)第38頁/共44頁機構的自由度機構的自由度F=3n-(2 pl + ph ) =3*5-2*7=11)1)構件構件5 5為原動件：為原動件：級機構級機構2)2)構件構件2 2為原動件：為原動件：級機構級機構第39頁/共44頁 計算機構的自由度，若有復合鉸鏈、局部自由度及虛約束，應指出。計算機構的自由度，若有復合鉸鏈、局部自由度及虛約束，應指出。已知CDFE為菱形。n=10 ,pl=14,ph=1,F=1, p=1 F=3n-(2pl+ph-p)-F=3*10-(2*14+1-1)-1=1n=5 , pl=5 , ph= 2, P=0, F=1F=3*5-(2*5+2+0)-1=2第40頁/共44頁第41頁/共44頁第第2章章 思考題思考題1.構成機構的要素是構成機構的要素是 和和 ；構件是機構中的；構件是機構中的 單元體單元體, 零件是零件是 單元體單元體。2.運動副元素是指運動副元素是指 。3.在平面機構中若引入一個高副將引入在平面機構中若引入一個高副將引入 個約束，而引入一個低個約束，而引入一個低副將引入副將引入 個約束。個約束。4.什么是運動副？什么是運動副？5.平面運動副的最大約束數(shù)為