机械原理第4讲次
《机械原理》课程思政的教学设计——以周转轮系的传动

要教师仔细考虑如何有效管理课堂、如何取舍课堂教学
内容、如何讲授课堂教学内容、如何有技巧地融入思政
内容。比如,需要对知识点进行深入梳理,采用合适方
法将知识点贯穿在知识创新的骨架上;需要以具体教学
内容为载体,采用合适方法引导学生发现问题、分析问
题,增强创新意识,激发探究新知识的兴趣;可以尝试结
动比。
结合以上重难点,在授课过程中要时刻观察学生掌
握程度,据此调整讲解速度;要经常设问,加强与学生互
动,必要时就所提问题要求学生分小组讨论;同时周转
轮系的运动要通过播放动画或者实物演示,加深学生的
理解。
5 “周转轮系的传动比”的思政点融入
在学习“周转轮系的传动比”之前,学生已经学会了
定轴轮系传动比的计算方法,以此为前提,
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2023 年第 08 期
总第 315 期
《机械原理》课程具备理论性和实践性的特点。理
论性的特点要求学生在学习过程中要充分借鉴前面学
习过的《高等数学》《机械制图》《理论力学》等理论知识。
实践性的特点指本课程实验较多,要求学生独立完成以
之渗入教学内容中,对培养学生“思政”素质,实现全过
程育人具有重要意义。
2 机械原理课程简介
于课时少等原因,基本上只是知识点的讲授,很少涉及
《机械原理》课程的内容包括两部分:机构学部分和
思政内容。即便有些教师在课堂教学过程中设计了思
机械动力学部分[7]。机构学部分由机构的结构和运动
政元素,如果思政内容不能与课程内容很好的结合,由
的掌握似是而非,甚至对有些基本概念(机械学科中的
《机械原理》课件机械的平衡

= 5.6kg
q bI = 6°
m bII
=
m
wW
II b
/ rbII
= 7.4kg
q bII = 145°
§63 刚性转子的平衡实验
一 静平衡实验
一 静平衡实验续
二 动平衡实验 动平衡机的工作原理示意图
§64 转子的许用不平衡量
转子要完全平衡是不可能的;实际上;也不需要过高要求 转子的平衡精度;而应以满足实际工作要求为度 为此;对不 同工作要求的转子规定了不同的许用不平衡量;即转子残余 不平衡量 许用不平衡量有两种表示方法: 1 用质径积mr单位g mm表示
2 用偏心距e 单位μm表示
e = mr/m
例:如图69所示;为一个一般机械的转子;质量为 70kg;转速n=3000r/min;两平衡基面Ⅰ Ⅱ至质心的距离 分别为a=40cm;b=60cm;试确定两平衡基面内的许用不平 衡量
解:因现在要平衡的是一个一般机械的转子;借助表61中典型转 子举例一栏的说明;可知应选用平衡等级G6 3;其平衡精度A=6 3mm/s 今转子角速度ω=πn/30≈0 1n=300rad/s;可求得许用偏心 距为
二 机械平衡的内容
1 绕固定轴回转的构件惯性力的平衡 1刚性转子的平衡 1静平衡:只要求惯性力达到平衡; 2动平衡:要求惯性力和惯性力矩都达到平衡 2挠性转子的平衡:转子在工作过程中会产生较大的弯曲 变形;从而使其惯性力显著增大 2 机构的平衡:对整个机构加以研究;设法使各运动构件 惯性力的合力和合力偶达到完全地或部分的平衡
2对于动不平衡的刚性转子;不论它有多少个偏心质量; 以及分布在多少个回转平面内;都只需在选定的两个平 衡基面内增加或除去一个适当的平衡质量;就可以使转 子获得动平衡双面平衡 3动平衡同时满足静平衡的条件经过动平衡的转子一 定静平衡;反之;经过静平衡的转子不一定动平衡
孙桓《机械原理》考研考点讲义

目 录考研分析1第一章 绪论7 第1讲 机械原理概述7第二章 机构的结构分析9 第1讲 运动副及自由度计算初步9 第2讲 计算平面机构自由度时应注意的事项13 第3讲 机构运动简图与平面机构组成17第三章 平面机构的运动分析21 第1讲 速度瞬心法21 第2讲 矢量方程图解法及综合法25 第3讲 矢量方程图解法中需说明的问题28第四章 平面机构的力分析33 第1讲 构件惯性力以及运动副中总反力33 第2讲 考虑摩擦时机构受力分析39第五章 机械的效率和自锁43第六章 机械的平衡48第七章 机械的运转及其速度波动的调节53第八章 平面连杆机构及其设计59 第1讲 平面连杆机构基础知识60 第2讲 平面连杆机构的设计(一)65 第3讲 平面连杆机构的设计(二)68第九章 凸轮机构及其设计73 第1讲 从动件运动规律及凸轮机构设计73 第2讲 凸轮机构设计中几个问题78第十章 齿轮机构及其设计84 第1讲 齿轮相关定理等理论知识点85 第2讲 齿轮相关定理等理论知识点习题专练89 第3讲 齿轮的切制与变位修正91 第4讲 齿轮参数计算95第十一章 齿轮系及其设计101第十二章 其他常用机构107考研分析教材说明 《机械原理》作 者:孙桓,陈作模,葛文杰出版社:高等教育出版社版 次:第七版其他参考书目:书名出版社作者机械原理教程清华大学出版社申永胜机械原理华中科技大学出版社杨家军主编机械原理高等教育出版社邹慧君张春林机械原理高等教育出版社王知行刘廷荣机械原理高等教育出版社郑文纬吴克坚机械原理国防工业出版社安子君机械设计基础高等教育出版社杨可桢试卷分析1.考试形式:①单考机械原理:以大题为主②机械原理+机械设计合考时:机械原理部分在填空题、选择题、计算题、作图题方面分值分布较为均匀。
侧重于基础知识点及对知识点灵活运用的考核2.考试题型及分值分布:题型单考机械原理时分值分布机械原理+机械设计时机械原理部分分值分布选择题35分左右15~20分左右填空题判断题问答题20分左右10分左右计算题50分左右20分左右作图题30分左右20分左右设计综合分析题15分左右与机械设计结构分析交叉出题3.考试内容及分值分布:章节重点难点必考点考试题型分值1绪论填空选择2机构的结构分析√√√计算填空选择问答15~253平面机构的运动分析√√√作图填空10~204平面机构的力分析√√√作图填空10~205机械的效率和自锁√√计算填空10~156机械的平衡√计算选择10~157机械的运转及其速度波动的调节√计算填空选择问答10~208平面连杆机构及其设计√√√作图计算问答15~309凸轮机构及其设计√√作图填空10~1510齿轮机构及其设计√√计算填空选择15~2011齿轮系及其设计√√√计算15~2012其他常用机构√填空选择设计104.考试题型及题型考核点分析题型考核点涉及章节备注计算题自由度计算2-2,2-6注意与轮系等组合机构的自由度计算机械效率5-1,4-3,4-4机械自锁条件5-2注意与第四章联合出题刚性转子平衡条件6-2飞轮转动惯量计算7-4等效转动惯量计算7-2,2-3齿轮机构参数计算轮系传动比计算10-4,10-5,10-8,10-9,10-10,11-2,11-3,11-4,11-7与《机械设计》中齿轮受力分析联合出题作图题瞬心法作机构速度分析矢量方程图解法作机构速度和加速度分析3-2,3-2,3-4注意综合法的运用运动副中摩擦力和支反力的分析4-3,4-4平面四杆机构的作图法设计8-4直动从动件凸轮机构轮廓曲线的设计9-3,9-4齿轮机构啮合区域作图10-5设计分析综合题机构设计方案的合理性2-3,2-41.自由度是否为零2.虚约束设计是否合理机构级别的确定2-71.机构拆分2.机构综合续表题型考核点涉及章节备注设计分析综合题用间歇机构、常用机构组合进行方案设计8-1,8-2,8-3,12-1,12-2,12-3,12-5,12-8,12-9,12-101.熟练掌握各种机构运动特点,注意四杆机构各种变形。
《机械原理》讲义

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、概念构件:运动单元体零件: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、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(三)教学内容§1-1 机构结构分析的目的和方法研究机构的组成原理和机构运动的可能性以及运动确定的条件一、用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置,并能完全反映机构特1231)2)345§1-4 平面机构的自由度FF>0,三、计算F(1m-1例:F(2(3图1-15作业:P(1(2(3(4F1、=F2、=(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:都必须首先计算其机构的运动参数。
第四讲 机械原理学科发展现状简介

第四讲机械原理学科发展现状简介
随着科学技术发展,机械新概念、新理论、新方法、新工艺不断涌现,机械正朝着高速、重载、高精度、高效率、低噪声的方向发展;机械的应用领域不断扩大,机械学科与电子工程、计算机科学、控制工程、材料科学、生物医学相互渗透,诞生了若干新学科,如机械电子学、仿生机械学、机器人机械学、机械CAD等。
机械原理的研究课题与日俱增:
1、新机构不断涌现—如自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹性机构、机电气液综合机构等。
2、注重机械的动力性能—在机械分析与综合时,由只考虑运动性能过渡到同时考虑其动力性能。
3、考虑机械的动态特性—机械在运动过程中,构件的振动和弹性变形、运动副的间隙和构件尺寸误差,对运动及动力性能的影响。
4、连杆机构—重视空间连杆机构、多杆多自由度机构、连杆机构弹性动力学和动力平衡研究。
5、齿轮机构—发展齿轮啮合原理,提出了许多性能优异的新型齿廓曲线和新型传动,加速了对高速齿轮、精密齿轮、微型齿轮的研究。
6、凸轮机构—重视对高速凸轮机构的研究。
7、新的设计手段日新月异—在对机械的分析与综合中,计算机的作用日益重要,发展并推广了计算机辅助设计(CAD)、优化设计、考虑误差的概率设计。
孙恒《机械原理》课件讲义

机构结构分析的内容及目的 机构的组成 机构运动简图 机构具有确定运动的条件 平面机构自由度的计算 平面机构的组成原理、结构分类 及结构分析
§2-1 机构结构分析的内容及目的
1、研究机构的组成及机构运动简图的画法 ; 2、了解机构具有确定运动的条件; 3、研究机构的组成原理及结构分类。
2)确定机架 3)确定各构件之间的运动副种类
“两两分析相对运动” 4)代表回转副的小圆,其圆心必须与相对运动
回转中心重合。代表移动副的滑块,其导路 方向必须与相对运动方向一致。 5)比例、符号、线条、标号
§2-5 平面机构自由度的计算
1. 平面机构的自由度:机构所具有的独立运动。 2. 平面机构的自由度计算公式
2. 要除去局部自由度( F' ) 局部自由度:某些不影响机构运动的自由度。
3. 要除去虚约束( p' ) 虚约束:在机构运动中,有些约束对机构自由度的影响
是重复的。
3. 要除去虚约束( p' ) 虚约束:在机构运动中,有些约束对机构自由度的影响
是重复的。 •机构中的虚约束常发生在下列情况:
1)如果转动副联接的是两构件上运动 轨迹相重合的点,则该联接将带入 1个虚约束。
本章结束
第二章 机构的结构分析
基本要求:了解机构的组成;搞清运动副、运动链、约 束和自由度等基本概念;能绘制常用机构的 运动简图;能计算平面机构的自由度;对平 面机构组成的基本原理有所了解。
重 点:运动副和运动链的概念;机构运动简图的绘 制;机构具有确定运动的条件及机构自由度 的计算。
难 点:在机构自由度的计算中有关虚约束的识别及 处理问题。
机械的效率和自锁机械原理
第五章机械的效率和自锁研究内容:1 机械的效率2 机械的自锁第1讲机械的效率5.1.1 机械效率的概念5.1.2机械效率的计算5.1.3机组效率的计算机械效率的概念及意义:(1) 概念: 机械效率 η 机械损失率 ξ η=W r W d 摩擦损失是不可避免的,总有 ξ >0 和 η < 1;机械效率反映了输入功在机械中的有效利用的程度。
(2) 意义: 降耗节能是国民经济可持续发展的重要任务之一。
机械效率的高低是机械中的一个主要性能指标。
—— 机械的输出功(W r )与输入功(W d )之比—— 机械的损失功(W f )与输入功(W d )之比=1−Wf W d =1−ξ机械效率的计算:1) 以功表示的计算公式 η=W r W d =1−W f W d2) 以功率表示的计算公式 η=P r P d =1−P f P d 3) 以力或力矩表示的计算公式η=F 0F =M 0M实际机械装置 ηF 0v F机械传动装置 Gv Gη=P r P d =Gv G Fv F η0=Gv G F 0v F =1即 η=理想驱动力实际驱动力=理想驱动力矩实际驱动力矩机组 ——由若干个机器组成的机械系统整机 ——由若干个机构组成的整台机器 已知机组各机器的效率,便可计算该机组的总效率。
1. 串联机组1) 功率传动特点: 前一机器的输出功率即为后一机器的输入功率。
2) 总机械效率:η=P r P d =P 1P d P 2P 1…P k P k−1=η1η2…ηn⋯1 2kP dP 1P 2P k -1P k串联机组模型结论:串联机组中任一机器效率很低,整个机械效率就会极低;且串联机器的数目越多,机械效率也越低。
2.并联机组1)传动功率特点:机组的输入功率为各机器的输入功率之和,而输出功率为各机器的输出功率之和。
2) 总机械效率:η=P riP di=P1η1+P2η2+⋯+P kηkP1 +P2 +⋯+P kη1 η2 ηkP1η1P1 P2 P kP dP2η2Pkηk结论:⏹并联机组的总效率与各机器的效率和传动功率大小均有关;⏹其总效率主要取决于传动功率大的机器的效率;⏹要提高并联机组的总效率,应着重提高传动功率大的路线的效率。
机械原理讲义全套
机械原理讲义全套机械原理是机械工程专业的一门基础课程,它主要研究物体在力的作用下所表现出的相互作用、运动和结构行为。
本文将为大家提供一套机械原理讲义,帮助大家更好地理解和掌握这门课程。
第一章:机械原理的概述1.1机械原理的定义和作用1.2机械原理的研究内容1.3机械原理的研究方法1.4机械原理的发展和应用第二章:受力分析2.1力的概念和表示方法2.2力的合成和分解2.3力的平衡与条件2.4力的作用点和作用线第三章:刚体力学3.1刚体的定义和性质3.2刚体平衡的条件3.3刚体平衡的实例分析3.4刚体平衡的应用第四章:运动学基础4.1机械原理中的运动学概念4.2匀速直线运动和曲线运动4.3加速度和速度与位移的关系4.4运动学中的一些常用公式第五章:动力学基础5.1动量和动量守恒定律5.2力的大小和方向与加速度的关系5.3动力学中的一些常用公式5.4动力学中的实例分析第六章:动力学应用6.1动力学中的斜面问题6.2动力学中的弹簧问题6.3绳索和滑轮在动力学中的应用6.4动力学中的摩擦力分析第七章:静力学应用7.1静力学中的平衡问题7.2静力学中的力矩和杠杆7.3静力学中的悬挂问题7.4静力学中的摩擦力分析第八章:激光原理8.1激光的定义和性质8.2激光的产生和传播8.3激光的应用第九章:机械传动原理9.1机械传动的概念和分类9.2齿轮传动的原理和计算9.3带传动的原理和计算9.4万向节传动的原理和计算第十章:机械结构原理10.1机械结构的定义和分类10.2机械结构的设计原则10.3机械结构的应用和发展趋势10.4机械结构中常见问题的解决方法这套机械原理讲义全面而详细地介绍了机械原理的各个方面,帮助学生建立起对机械原理的理论框架和实践应用。
通过学习这套讲义,学生能够更好地理解机械原理的概念、原理和应用,提高解决实际问题的能力。
希望这套讲义能够对大家学习机械原理有所帮助。
机械原理-机械的平衡
机械原理-机械的平衡第四讲 机械的平衡一、 刚性转子的静平衡计算 (1)静不平衡转子: 对于轴向尺寸较小的盘状转子(即轴向宽度 b 与其直径 D 之比b /D < 0.2的转子),其质量可以近似认为分布在垂直于其回转轴线的同一平面内。
若其质心不在回转轴线上,则当其转动时,其偏心质量就会产生惯性力。
由于这种不平衡现象在转子静态时即可表现出来,故称其为静不平衡转子 (2)静平衡及其条件: 对于静不平衡的转子进行静平衡时,可利用在转子上增加或除去一部分质量的方法,使其质心与回转轴心重合,即可使转子的惯性力得以平衡,称为静平衡。
静平衡的力学条件:其惯性力的矢量和应等于零或质径积的矢量和应等于零。
静平衡条件表达:形式一: 力条件:0=+=∑∑b IiF FF形式二:质径积条件:0=+∑bb ii rm r m(3)静平衡的计算: 即根据转子的结构,计算确定需在转子上增加或除去的平衡质量,使其设计成平衡的。
对于静不平衡的转子,无论有多少个偏心质量,只需进行单面平衡。
例1 图示盘形回转件上存在三个偏置质量,已知m 110= kg ,m 215= kg ,m 310= kg ,r 150= mm ,r 2100= mm ,r 370= mm ,设所有不平衡质量分布在同一回转平面内,问应在什么方位上加多大的平衡质径积才能达到平衡? 解:111050500 kg mmm r =⨯=⋅ 22151001500 kg mm m r =⨯=⋅ 331070700 kg mmm r =⨯=⋅1r 与3r 共线,可代数相加得3311700500200 kg mmm r m r -=-=⋅ 方向同3r r平衡条件:b b1122330m r m r m r m r +++=r r r r所以依次作矢量()331122,m r m r m r +r r r,封闭矢量b bm r r 即所求,如图示。
22b b 20015001513.275 kg mmm r =+=⋅0200270arctg277.5951500θ=+=︒b b例1图解例2 图示盘状转子上有两个不平衡质量:m 115=.kg,m 208=.kg ,r 1140= mm ,r 2180= mm ,相位如图。
最新机械原理 第2版 教学课件 作者 黄茂林 主编 秦伟副 主编 第四章教学讲义PPT课件
ha
齿厚——sk 齿槽宽—— ek
h hf
齿距 (周节)—— pk= sk +ek
法向齿距 (周节)—— pn = pb
分度圆——人为规定的计算基准圆
表示符号: d、r、s、e,p= s+e
p
s
e
齿顶高ha 齿根高 hf 齿全高 h= ha+hf 齿宽—— B
B pk
sk
ek pn
pb
rb
rf r ra
为了便于制造、检验和互换使用,国标GB1357-87规定了标准模数系 列。
标准模数系列表(GB1357-87)
0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.5 0.4 0.5 0.6 0.8 第一系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8
10 12 16 20 25 32 40 50
2
两轮中心连线也为定直线,故交 点P必为定点。
i12=ω1/ω2=O2P/ O1P=常数
工程意义:i12为常数可减少因速度变化所 产生的附加动载荷、振动和噪音,延长齿 轮的使用寿命,提高机器的工作精度。
O1
ω
1
rb
1N
1
K
K’
P C2 C1
rb
2
ω
2
O
2
2)、运动可分性 故传△ 动O1N比1P又≌可△写O2N成2P:
第四章齿轮机构及其设计第一节概述第二节齿廓啮合基本定律及齿廓曲线第三节渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸设计计算第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动的尺寸参数设计第五节渐开线齿轮的加工方法与变位原理第六节渐开线变位齿轮传动第七节渐开线直齿圆柱齿轮机构的传动类型及几何设计第八节斜齿圆柱齿轮机构第九节直齿锥齿轮机构第十节蜗杆蜗轮机构第一节概述齿轮机构是现代机械中应用最为广泛的一种传动机构可以用来传递空间任意两轴间的运动和动力
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结构分析的目的:了解机构的组成,确定机构的级别。 结构分析的过程:把机构分解为基本杆组、机架和原动件。 杆组拆分的原则 拆杆组
从离原动件最远的构件开始,先拆II级组,若不成,再 拆III级组,每拆出一个杆组后,机构的剩余部分仍应是一 个与原机构有相同自由度的机构,直到只剩原动件为止。
例题:将图示八杆机构拆分成基本机构和基本杆组
机构创新设计应遵循的原则
当利用机构的组成原理进行新机构的创新设计时,在满足 相同工作要求的条件下,机构的结构越简单、杆组的级别越低、 构件数和运动副数越少越好。
因为机构的级别越高,机构的运动和动力分析也越困难,结构也越复杂。
典型例题:计算图示机构的自由度,并分析机构组成情况。 画箭头的构件为原动件。 去除虚约束和局部自由度后机构简图 局部自由度 复合铰链 复合铰链
2 1 8 3 4 5 7 6
III级机构
基本杆组
II级杆组
III级杆组
3、平面机构的高副低代
1) 高副低代的目的 为了使平面低副机构结构分析和运动分析的方法适用于 所有平面机构,需要进行平面机构的高副低代。 2) 高副低代的含义 根据一定条件对平面机构中的高副虚拟地用低副来代替 的方法。 3) 高副低代的条件 代替前后机构的自由度不变 代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度不变
1个虚约束
解:1. 分析
2. 计算自由度
n = 8、p5 = 11、 4 = 1 p
3. 高副低代
F = 3n − 2 p5 − p4 = 3 × 8 − 2 × 11 − 1 = 1
典型例题(续):
4. 结构分析
II级机构
机构的结构分析就是将机构分解为:主动杆、机架、基本杆组 基本杆组是组成机构的核心 各种机构类型繁多,但组成机构的基本杆组的类型和数量有限,因此 通过分析有限个基本杆组的特性,就能够实现对多种机构进行运动与 动力分析。
1)基本杆组的分类
对于全由低副组成的杆组: 设有n个构件、p5个低副
组成机构的基本杆 组的类型有多少?
3n − 2 p5 = 0
2 n = p5 3
n和p5为整数 n=2,4,6…
有以下几种情况: (1) n=2、p5=3 的双杆组:称为Ⅱ级杆组 常见Ⅱ级杆组的形式有
(2) n=4, p5=6的多杆组,称为 Ⅲ级杆组 特征为杆组中具有一个三副构件。 常见的三种形式为:
2 n = p5 3
工程实际中,大多数的常用机械都是由Ⅱ级杆组构成的,Ⅲ级杆组也 有,但更高级杆组在工程中的应用很少见。
复习 平面机构自由度的计算需注意的三点问题
多做题,多练习,仔细
复合铰链
存在于转动副处 计算:铰链处m个构件,有(m-1)个转动副。
局部自由度
为减小高副磨损,将滑动摩擦变成滚动摩擦所增 加的滚子处。 计算:将局部自由度减去。
根据具体情况作具体分析 多做题,多练习,仔细
虚约束
存在于特定的几何条件下。 计算:不计算引起虚约束的构件和运动副。
构件通过运动副组成机构,组成机构的构件的数目与运动 副的数目之间存在一定的规律。通过上述实例分析可知: 简称杆组
2)机构的组成原理 任何平面机构都可看作是若干个基本杆组依次连接到 原动件和机架或相互连接而成,即 自由度为F的机构= F个主动杆+1个自由度为零的机架+若 干个自由度为零的基本杆组
2、平面机构的结构分析
4、机构具有确定运动的条件
机构自由度大于0,且原动件数等于机构的自由度数目
第四节 平面机构的组成原理和结构分析
讲解主要内容: 1、平面机构的组成原理 2、平面机构的结构分析 3、平面机构的高副低代
构件通过运动副组成各式各样的机构,但这种连接组合 不是无规则的杂乱无章的。任何具有确定运动的机构,其构 件的数目与运动副的数目之间存在一定的规律。这就是机构 组成的原理。
2) 机构分类的依据 在同一机构中,可含有不同级别的杆组,但机构的级别应 根据组成该机构中最高级别的杆组进行分类。 3) 机构命名方式: 按机构中所含最高杆组级别命名,如Ⅱ级机构等。。。 Ⅰ级机构 ——只由机架和原动件组成的机构称为Ⅰ级的机构。 (杠杆机构、斜面机构) II级机构 ——机构中基本杆组的最高级别为II级的机构。 III级机构 ——机构中基本杆组的最高级别为III级组的机构。
1、机构由度数=原动件数
鄂式破碎机由基本杆依次链接到原动件、机架而构成
将机架和原动件与从动件组分开,运动副 仍保留在杆组:从动构件组自由度为零。 基本杆组:
可以再拆成更简单的自由 度为零的杆组
机构中最后不能再拆分的自由度为零的构件组称为——机构的基本杆组
4)高副低代方法 高副两元素均为圆弧 高副元素为非圆曲线
结论:用一个含有两个低副的虚拟构件来代替高副, 且两低副位置分别在两高副两元素接触点处的曲率中心。
因其曲率中心在无穷远处,则其 中的一个转动副变为移副;
因其曲率半径为零,其中一 个转动副就在该点处。
高副两元素之一为直线
高副两元素之一为一点
5)机构结构分析步骤 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 除去虚约束和局部自由度,正确计算机构的自由度 指定机构的主动件 将全部平面高副替换为低副 根据机构拆分原则进行拆分 确定机构的级别。 对于带有气、液缸的平面机构,可先拆杆数较少的带 缸或不带缸的杆组,带缸杆组自由度为缸数,而不带 缸杆组自由度为0