机械原理ppt课件

2
3 4 1
2'
2''
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）
B 4
2
3
C
5
A
1
D
齿轮
第三章 平面机构的运动分析 和力分析
§3-0 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时，
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
第二章 平面机构的结构分析
：
各构件的相对运动平面互相平行
（常用的机构大多数为平面机构）。
：
至少有两个构件能在三维空间中相对运动。
§2-0 机构结构分析的目的
1、探讨机构具有确定运动的条件 2、机构的分类 3、画机构的运动简图
§2-1 机构的组成
机构是由构件组成的。
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）
三、瞬心位置的确定
1、若已知两构件的相对运动，用定义确定…… 2、形成运动副的两构件（用定义） 3、不形成运动副的两构件（三心定理）
三心定理：作平面运动的三个构件共有3个
瞬心，它们位于同一直线上。
例：找出下面机构所有的速度瞬心
2
1 1
3 4
四、利用瞬心对机构进行运动分析
例1：图示机构中，已知 lAB, lBC φ，构件1以 ω逆时针方 向转动。
求：①机构的全部瞬心位置；②从动件3的速度。
P34
P13
B(P12 )
1
2
A
1
(P14 )
4
C(P23) 3
3
2
B
A
1
例2：凸轮以匀速逆时针转动， 求该位置时从动件2的速度V2。
注意：1.速度瞬心法只能对机构进行速度分析，不能加 速度分析。2.构件数目较少时用。
☆☆§3—2 用相对运动图解法求机构的 速度和加速度
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。
A
1 O1 4
M 2
N
B 3 O3
A
M
B
O1
N
O3
F 3 3 2 4 0 1 F 3 4 2 6 0 0
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）两构件构成多个移动副且导路互相平行 （3）两构件构成多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
运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的 简图。
二、绘制：
1、运动副的符号
2
转动副：
1
2 1
2 2
2 1 1
移动副：
1 1
2
2
1
1
2
2
1 2
1 2
齿轮副：
凸轮副：
2
2
1
1
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，数清所有构件的数目；
2）确定所有运动副的类型和数目；F3n2P NhomakorabeaLP H
二、机构具有确定运动的条件
2
1 1
3 4
F 3 3 2 4 0 1
（原动件数>F，机构破坏） 原动件数=机构自由度
铰链五杆机构：
C 3
2 C'
D' D
B 1
1
4 4
A
5
E
F 3 4 2 5 0 2
原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）
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； l 图 实上 际尺 尺 (m m 寸 寸 m)
5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）
§2-3 机构自由度的计算及其 具有确定运动的条件
机构的自由度：机构中各构件相对于机架所能有的独立 运动的数目。
一、计算机构自由度（设n个活动构件，PL个低副，PH个高副）
已知机构各构件的长度，1,1
求：2,2,V C,V E,aC,aE,3,3

C 2
2
2
3
B
1
1 1
E
3
3
b
A
D
4
(a)
e
速度影像的用处、注意点 速度多边形
c'
p c
e' b''
e'' c''
c' b'
二、组成移动副两构件的重合点间的速度和加速度的求法（重 合点法）
已知机构位置，尺寸， 1等角速
y x
x
y
x
A'
A

y
O x
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
闭链
开链
①平面运动链；②空间运动链
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。
§2-2 平面机构运动简图
一、定义： 用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和
高副：点、线接触
y
x
y
x
低副：面接触 y 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 高副： 1个约束，2个自由度
低副：
①转动副： 两个构件间只能作相
对旋转运动的运动副；
②移动副： 两个构件间只能作相
对移动运动的运动副。
高副：①齿轮副；②凸轮副。
解析法： 较高的精度，工作量大 实验法：
§3-1 速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用
一、速度瞬心：两构件上相对速度为零的重合点：
瞬时绝对速度相同的重合点。
相对速度瞬心：两构件都是运动的 绝对速度瞬心：两构件之一是静止的
i,j → Pij
二、机构中瞬心的数目：
N k(k 1) 2
k——构件数 目
F 3 4 2 6 0 0
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 3 3 2 5 0 1
F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。 原动件数=F，运动确定
F>0, 原动件数<F，运动不确定 原动件数>F，机构破坏
（3）虚约束：
相对运动图解法：用相对运动原理列出构件上点与点之间 的相对运动矢量方程，然后作图求解矢量方程。
复习：相对运动原理
1）刚体（构件）的平面运动分解为随基点的平动加上绕基 点的转动。[基点法]
2）点的速度合成定理：动点在某瞬时的绝对速度等于它在 该瞬时的牵连速度与相对速度的矢量和。[重合点法]
一、在同一构件上点间的速度和加速度的求法（基点法）
求：3 ,3
2 B
1 1
A
3
p
C
4
(a)
b1(b 2)
k'
b'3 b3
b'1(b'2 ) b''3
例：已知：机械各构件的长度， （2等角速度）
求：滑块E:
V
，
E
aE
导杆4 : ，4 4
x
E6
x
5 D
A2
4
3
B
C 1
§3-3 用解析法求机构的位置、速度和加速度（简介）