机械原理
第一章
机械原理是研究有关机构和机器的运动特性以及运动原理方案设计的一门技术基础学科。是机械设计及理论学科的重要内容之一
机械是机器和机构的总称;机构是用来传递与变换运动和力的可动装置。(变换或传递能量、物料、与信息的组合机构;)
机构的三要素:
1、是一种人为的实物组合;
2、各部件之间具有确定的相对运动(不乱动);
3、能够实现能量转换或代替人类劳动;满足意思三条为机器,只满足前两条为机构
第二章
机器都是由零件组成
零件:是机器中的一个独立制造单元体;构件:是机器中的一个独立运动的单元体。
运动副的三要素:(指两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接)
两构件、直接接触、可动联结。
高副:点或线相接触的,应力高。低副:面接触、应力低(移动副和运动副)机构=机架(1个)+原动件(1个或多个)+从动件(多个)
平面低副:指面接触的运动副,有转动副和移动副;
平面高副:点接触的运动副;
机构具有确定运动的条件:机构的原动件数目应等于机构的自由度数目F;
平面自由度计算公式:F=3n-(2P l+P h)
计算平面机构自由度的注意事项:
1)要正确计算运动副的数目;
2)要除去局部自由度;
3)要除去虚约束;
机构分为:平面机构和空间机构;平面机构应用最广
桂林电子科技大学是几本
运动简图的概念:根据机构的运动尺寸,按一定的比例定出各运动副的位置,采用运动副及常用机构运动简图符号和构件的表示方法,将机构运动传递情况表示
出来的简化图形。
机构示意图:不严格按比例绘出的,只表示机械结构状况的简图。
第八章:
传动特点:
1、运动副一般为低副、承载力大、易制造
2、构件多呈线杆的形状
3、可实现多种运动变换和运动规律
4、连杆曲线形状丰富,可以满足各种轨迹要求
缺点:
1、运动长、积累误差大、效率低;
2、惯性力难以平衡、动载荷大、不应用于高速运动;
3、一般只能近似满足运动规律要求;
铰链的基本形式:1、曲柄摇杆机构;2、双曲柄机构;3、双摇杆机构 铰链四杆机构:杆与杆之间由铰链的四个杆组成的机构
曲柄:四杆机构中能作整周回转的杆件。(前提:运动副中必须有周转副的存在) 周转副和摆动副:能作整周回转的转动副为周转副;不能作整周回转的转动副为摆动副。
周转副存在的条件:
1、最短杆长度+最长杆长度≦其余两杆长度之和--------杆长条件
2、组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。
说明:最短杆两端的转动副均为周转副,其余转动副为摆动副。 曲柄存在条件:
1、最短杆长度+最长杆长度≦其余两杆长度之和--------杆长条件
2、以最短杆或最短杆相邻杆为机架---曲柄摇杆机构
以最短杆的相对杆为机架的为双摇杆机构
急回特性:急回作用具有方向性,当原件的回转方向改变,急回的行程也随着改变。公式为11
180+-︒=K K θ
压力角:不考虑摩擦时,机构输出构件上的作用力F 与该力作用点的绝对速度方向所夹的锐角。主动力的方向与从动件的速度方向
传动角:α-︒=Γ90
机构不能运动的三种情况的区别:1、死点;2、自锁;3、F ≦0
输出构件与连杆共线时,构件出现死点!
死点概念:当连杆与从动曲柄共线时,传动角r=0°,主动件通过连杆作用于从动件上的力通过回转中心,出现了不能使构件转动的“顶死”现象,称为死点。 死点:不计摩擦时,机构传动r=0°(α=90°)的特殊位置,利用惯性或其他方法,机构可以通过该位置。
自锁:计入摩擦时,驱动力方向满足一定几何条件而使机构无法运动的现象,具有方向性。
F ≦0,运动链为桁架
运动不连续问题有:错位不连续和错序不连续
小结:曲柄存在条件1、L min +L max ≦L 4+L 3;2、连架杆或机架中有一杆是最短杆 急回特性及行程速比系数
1180180≥-︒+︒=
K θθ 或 1
1180+-︒=K K θ 曲柄与机架共线时,出现最小传动角
习题练习
8-1 如铰链四杆机构中,转动副成为周转副的条件是什么?
答:转动副成为周转副的条件是:
(1)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和;
(2)组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。
8-2如曲柄摇杆机构中,当以曲柄为原动件时,机构是否一定存在急回运动, 且一定无死点?为什么?
答:机构不一定存在急回运动,但一定无死点,因为: (1)当极位夹角等于零时,就不存在急回运动;(2)原动件能做连续回转运动,所以一定无死点。