機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第五版(楊可楨版) 平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析課件

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第五版(楊可楨版)平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析課件目錄CONTENTS平面機(jī)構(gòu)自由度的概念與計(jì)算平面機(jī)構(gòu)速度分析平面機(jī)構(gòu)自由度與速度的關(guān)系平面機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)平面機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)01平面機(jī)構(gòu)自由度的概念與計(jì)算CHAPTER由一系列剛性零件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而成的，能在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等。平面機(jī)構(gòu)的定義與分類分類平面機(jī)構(gòu)02030401平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式計(jì)算公式：$F=3n-2PL-PH$$n$：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)$PL$：低副數(shù)$PH$：高副數(shù)一個(gè)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)副一個(gè)自由度移動(dòng)副一個(gè)自由度圓柱副一個(gè)自由度球面副平面機(jī)構(gòu)中特殊運(yùn)動(dòng)副的自由度計(jì)算02平面機(jī)構(gòu)速度分析CHAPTER驗(yàn)證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性比較實(shí)際運(yùn)動(dòng)與設(shè)計(jì)預(yù)期是否一致，驗(yàn)證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和可行性。為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能，為優(yōu)化機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，提高機(jī)構(gòu)的工作效率。確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律通過(guò)分析機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，了解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能。平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，利用代數(shù)、微積分等數(shù)學(xué)方法求解機(jī)構(gòu)的速度。解析法通過(guò)作圖直觀地表示出機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而得出速度。圖解法利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，求解機(jī)構(gòu)的速度。數(shù)值法平面機(jī)構(gòu)速度分析的方法分析轉(zhuǎn)動(dòng)副中兩構(gòu)件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，了解其轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律。轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副圓柱副球面副分析移動(dòng)副中兩構(gòu)件的相對(duì)移動(dòng)速度，了解其移動(dòng)規(guī)律。分析圓柱副中兩構(gòu)件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)速度，了解其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。分析球面副中兩構(gòu)件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，了解其轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律。平面機(jī)構(gòu)中特殊運(yùn)動(dòng)副的速度分析03平面機(jī)構(gòu)自由度與速度的關(guān)系CHAPTER平面機(jī)構(gòu)自由度描述機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的參數(shù)，表示機(jī)構(gòu)中獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)量。平面機(jī)構(gòu)自由度與速度的關(guān)系自由度是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，速度是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的體現(xiàn)，兩者相互關(guān)聯(lián)。平面機(jī)構(gòu)速度描述機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)快慢的參數(shù)，表示機(jī)構(gòu)中各運(yùn)動(dòng)副相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度。平面機(jī)構(gòu)自由度與速度的關(guān)系概述03螺旋副具有一個(gè)自由度，可實(shí)現(xiàn)繞軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，速度與旋轉(zhuǎn)半徑和螺旋升角成正比。01轉(zhuǎn)動(dòng)副具有一個(gè)自由度，可實(shí)現(xiàn)繞軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，速度與旋轉(zhuǎn)半徑成正比。02移動(dòng)副具有一個(gè)自由度，可實(shí)現(xiàn)沿導(dǎo)軌的直線運(yùn)動(dòng)，速度與導(dǎo)軌長(zhǎng)度和驅(qū)動(dòng)力成正比。平面機(jī)構(gòu)中特殊運(yùn)動(dòng)副的自由度與速度關(guān)系機(jī)械手通過(guò)分析自由度和速度關(guān)系，優(yōu)化機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度，提高工作效率。自動(dòng)化生產(chǎn)線利用自由度和速度關(guān)系，合理分配各工位的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效的生產(chǎn)流程。平面機(jī)構(gòu)自由度與速度關(guān)系的應(yīng)用實(shí)例04平面機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)CHAPTER在滿足功能要求的前提下，提高機(jī)構(gòu)性能，降低成本，簡(jiǎn)化制造工藝。目標(biāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、運(yùn)動(dòng)靈活、尺寸緊湊、重量輕、材料省、能耗低。原則平面機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)與原則方法數(shù)學(xué)規(guī)劃法、遺傳算法、模擬退火法等。步驟明確設(shè)計(jì)要求和約束條件，建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，選擇合適的優(yōu)化方法，進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，分析計(jì)算結(jié)果，確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。平面機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法與步驟實(shí)例1平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)調(diào)整連桿長(zhǎng)度和位置，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)性能的提升。實(shí)例2平面凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)改變凸輪的輪廓曲線和基圓半徑，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)輸出運(yùn)動(dòng)特性的改善。實(shí)例3平面齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)調(diào)整齒輪參數(shù)和齒數(shù)，降低機(jī)構(gòu)噪聲和振動(dòng)，提高傳動(dòng)效率。平面機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例分析05平面機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)CHAPTER從問(wèn)題的反面或不同角度進(jìn)行思考，尋找突破口。逆向思維法將已有知識(shí)或技術(shù)應(yīng)用于新領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。類比法將不同原理、技術(shù)或材料組合在一起，形成新的機(jī)構(gòu)。組合法將其他領(lǐng)域的技術(shù)或方法引入機(jī)械設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。移植法平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思路與方法平面凸輪機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)通過(guò)改變凸輪的形狀和尺寸，實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡。齒輪機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)通過(guò)改變齒輪的齒數(shù)、模數(shù)和壓力角等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比和運(yùn)動(dòng)軌跡。平面連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)通過(guò)改變連桿的形狀、尺寸和連接方式，實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例分析利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化和智能化。智能化注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，采用可再生資源和可回收材料，降低能耗和排放。綠色化隨著微納米技術(shù)的不斷