緒論+第一章 機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)

機(jī)械基礎(chǔ)下冊(cè)--主要內(nèi)容簡(jiǎn)介：第一篇--機(jī)械傳動(dòng)：機(jī)械中常用的機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)計(jì)算方法，為選擇、使用和維護(hù)機(jī)械設(shè)備中常用的機(jī)械傳動(dòng)裝置提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)。第二篇--液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)：介紹液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)的原理，常用元件的工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用，基本液壓傳動(dòng)與氣壓回路等基本內(nèi)容。第一章機(jī)構(gòu)分析的基本知識(shí)第二章平面連桿機(jī)構(gòu)第三章凸輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第四章帶傳動(dòng)和鏈輪傳動(dòng)第五章齒輪傳動(dòng)第六章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動(dòng)第七章軸及軸轂聯(lián)接第八章軸承第九章其它常見的零、部件第一篇機(jī)構(gòu)及機(jī)械零件基礎(chǔ)第一篇第十章液壓傳動(dòng)基本知識(shí)第十一章液壓元件第十二章液壓基本回路及液壓系統(tǒng)*第十三章氣壓傳動(dòng)液壓與氣壓傳動(dòng)第二篇

認(rèn)識(shí)機(jī)器我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了幾種典型的機(jī)器：

第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)什么是機(jī)器呢？機(jī)器和它的分類

機(jī)器：

是人為實(shí)物的組合體，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可以用來轉(zhuǎn)換能量、完成有用功或處理信息，以代替或減輕人的勞動(dòng)。機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)是機(jī)器中用來傳遞運(yùn)動(dòng)和力或改變運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械裝置。常用的機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)因此，可給出機(jī)構(gòu)的如下定義：機(jī)構(gòu)：人為實(shí)物的組合體，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可以用來傳遞和轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)。機(jī)器：人為實(shí)物的組合體，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可以用來轉(zhuǎn)換能量、完成有用功或處理信息，以代替或減輕人的勞動(dòng)。第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)由此可見機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成，但從運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)來看兩者并無差別。機(jī)械:

機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。一、構(gòu)件運(yùn)動(dòng)角度來看，任何機(jī)器（或機(jī)構(gòu)）都是由許多獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元體組合而成的，這些獨(dú)立影響機(jī)器功能并能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元體稱為構(gòu)件。從加工制造角度來看，任何機(jī)器（或機(jī)構(gòu)）都是由許多獨(dú)立制造單元體組合而成零件，這些獨(dú)立制造單元體稱為零件。構(gòu)件機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的單元所組成，機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)單元稱為構(gòu)件。構(gòu)件具有獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)特性，它是運(yùn)動(dòng)的單元。零件組成機(jī)器的不可拆卸的基本單元稱為機(jī)械零件。零件是制造的單元。軸系連桿活塞構(gòu)件可以是一個(gè)零件；也可以是由一個(gè)以上的零件組成。圖示內(nèi)燃機(jī)的連桿就是六個(gè)零件組成的構(gòu)件。這些零件分別加工制造，但是當(dāng)它們裝配后則作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)，相互之間不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。加工制造的最小單元零件構(gòu)件組成機(jī)械系統(tǒng)的最小運(yùn)動(dòng)單元二、運(yùn)動(dòng)副1.運(yùn)動(dòng)副定義機(jī)構(gòu)中各個(gè)構(gòu)件之間必須有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此，構(gòu)件的連接既要使兩個(gè)構(gòu)件直接接觸，又能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種直接接觸的活動(dòng)連接稱為運(yùn)動(dòng)副。

◆運(yùn)動(dòng)副：指兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接?！暨\(yùn)動(dòng)副元素：指兩個(gè)構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的部分。

第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)1.1運(yùn)動(dòng)副及其分類1.2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其繪制1.3平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件MachineryFoundation第一篇機(jī)構(gòu)及機(jī)械零件基礎(chǔ)由兩個(gè)構(gòu)件組成的具有一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)連接稱為運(yùn)動(dòng)副。1.1運(yùn)動(dòng)副及其分類運(yùn)動(dòng)副一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性。這種可能出現(xiàn)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱為構(gòu)件的自由度。同理一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有三個(gè)自由度。一個(gè)作空間運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有六個(gè)自由度。構(gòu)件間的接觸方式有點(diǎn)、線、面三種。1.1運(yùn)動(dòng)副及其分類運(yùn)動(dòng)副分類根據(jù)接觸形式的不同，運(yùn)動(dòng)副可分為低副和高副兩類。低副

低幅又分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副兩種。兩構(gòu)件以面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副。轉(zhuǎn)動(dòng)副：兩構(gòu)件只能作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。移動(dòng)副：兩構(gòu)件以面接觸，且沿某一固定直線或曲線作相對(duì)移動(dòng)兩個(gè)構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為高副。高副火車車輪與鋼軌凸輪與從動(dòng)件兩齒輪123使研究問題簡(jiǎn)化平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)1.2.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其作用不考慮與運(yùn)動(dòng)無關(guān)的因素用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副按一定比例定出各運(yùn)動(dòng)副位置MachineryFoundation第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)123轉(zhuǎn)動(dòng)副的表示方法移動(dòng)副的表示方法平面高副的表示方法MachineryFoundation第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的要求簡(jiǎn)圖上應(yīng)按規(guī)定符號(hào)畫出全部構(gòu)件，并標(biāo)明主動(dòng)件。簡(jiǎn)圖上應(yīng)按規(guī)定符號(hào)畫出全部運(yùn)動(dòng)副。簡(jiǎn)圖上應(yīng)按比例表示出機(jī)構(gòu)的各運(yùn)動(dòng)尺寸，如轉(zhuǎn)動(dòng)副間的中心距等。

用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的簡(jiǎn)單符號(hào)和線條代表運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件，并按一定的比例尺表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制出的表示機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)明圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

為了表明機(jī)器的組成狀況和結(jié)構(gòu)特征，不按嚴(yán)格比例來繪制的簡(jiǎn)圖通常稱為機(jī)構(gòu)示意圖。運(yùn)動(dòng)副的表示第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟第一步第二步第三步分析機(jī)構(gòu)的固定構(gòu)件、原動(dòng)件和從動(dòng)件，判定該機(jī)構(gòu)含有的活動(dòng)構(gòu)件。仔細(xì)觀察各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，從而判定機(jī)構(gòu)中包含的運(yùn)動(dòng)副數(shù)目與類型。合理選擇投影面。第五步第四步選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，測(cè)定各運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置和尺寸。從原動(dòng)件開始，按照活動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)傳遞的順序，用選定的比例尺和規(guī)定的構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副的表示符號(hào)，繪制出平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟例MachineryFoundation6個(gè)構(gòu)件，7個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副組成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)1.3平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件平面機(jī)構(gòu)的自由度每一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件都有三個(gè)自由度。兩個(gè)構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副之后，它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就受到約束，相應(yīng)的自由度數(shù)目隨之減少。123高副：只約束了沿接觸處公法線nn方向移動(dòng)的自由度轉(zhuǎn)動(dòng)副：約束了沿x、y軸線的兩個(gè)移動(dòng)的自由度移動(dòng)副：只保留了沿一軸線移動(dòng)的自由度在平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)低副引入兩個(gè)約束。每個(gè)高副引入一個(gè)約束。第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)平面機(jī)構(gòu)的自由度MachineryFoundation結(jié)論機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：?第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算方法：F=3n-2PL-PH

式中：n—機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目PL—機(jī)構(gòu)的低副數(shù)目PH—機(jī)構(gòu)的高副數(shù)目指機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所具有的獨(dú)立自由參數(shù)機(jī)構(gòu)自由度與組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的類型及數(shù)目有關(guān)。F=3n–2PＬ－PH=3×?–2×?=?F=3×4–2×5=2第1章機(jī)構(gòu)分析基本知識(shí)平面機(jī)構(gòu)的自由度F≤0運(yùn)動(dòng)鏈不能運(yùn)動(dòng)，不成為機(jī)構(gòu)F=3×2－2×3=0F=3×3－2×5=-13412)F≥1時(shí)，原動(dòng)件數(shù)小于機(jī)構(gòu)的自由度，各構(gòu)件沒有確定的

相對(duì)運(yùn)動(dòng)；原動(dòng)件數(shù)大于機(jī)構(gòu)的自由度，則機(jī)構(gòu)的薄弱處會(huì)遭到破壞。綜上所述可知：1)F≤0時(shí)，機(jī)構(gòu)蛻變?yōu)閯傂澡旒埽瑯?gòu)件之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：

機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)目。13452FO6CBDEA計(jì)算顎式破碎機(jī)的自由度=35-27–0=1n=5、PL=7、PH=0F=3n-2PL-PH

兩個(gè)以上構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接，所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱為復(fù)合鉸鏈。解決方案k個(gè)構(gòu)件在同一處構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，實(shí)際上構(gòu)成了(k-1)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。F=3×5-2×7=1計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問題1、復(fù)合鉸鏈F=3×5-2×6=32.局部自由度n=3PL=3PH=1

F=3n-2PL-PH=33-23–1=2局部自由度一般存在于高副中。注意：計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí),應(yīng)將局部自由度除去不計(jì)F=3n-2PL-PH=32-22–1=1若機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自身的局部運(yùn)動(dòng)有關(guān)，并不影響其它構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，則稱這種自由度為局部自由度。F=3×3-2×5=-1計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，不考慮虛約束的作用，認(rèn)為兩個(gè)構(gòu)件之間只形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)副F=3×3-2×4=1兩個(gè)構(gòu)件之間形成多個(gè)與導(dǎo)路重合或平行的移動(dòng)副場(chǎng)合一：3.虛約束約束對(duì)機(jī)構(gòu)活動(dòng)度的影響是重復(fù)的。這些重復(fù)的約束稱為虛約束。F=3×2-2×3-2=-2解決方案F=3×2-2×2-1=1兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)動(dòng)中保持不變F=3×4-2×6=0F=3×3-2×4=1n=3≠4