機械原理與機械零件學(xué)習教案

1、會計學(xué)1機械機械(jxi)原理與機械原理與機械(jxi)零件零件第一頁，共41頁。 鉸鏈鉸鏈B的中心既要隨杠的中心既要隨杠桿桿2繞軸繞軸A轉(zhuǎn)動，又要隨轉(zhuǎn)動，又要隨沖頭沖頭3沿鉛垂線移動沿鉛垂線移動(ydng)，存在運動干涉，存在運動干涉，無法運動，無法運動 。不能實現(xiàn)不能實現(xiàn)(shxin)設(shè)計者的設(shè)計者的意圖！意圖！如何如何(rh)改進？改進？該類問題可通過該類問題可通過計算得到解決！計算得到解決！工程制圖 高職高專 ppt 課件第1頁/共40頁第二頁，共41頁。工程制圖 高職高專 ppt 課件第2頁/共40頁第三頁，共41頁。第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)平面機構(gòu)(jgu)(jgu)的組成的組成平面

2、平面(pngmin)機構(gòu)機構(gòu)空間空間(kngjin)機構(gòu)機構(gòu)工程制圖 高職高專 ppt 課件第3頁/共40頁第四頁，共41頁。運動副：兩構(gòu)件直接接觸運動副：兩構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成而構(gòu)成(guchng)(guchng)的可的可動聯(lián)接。動聯(lián)接。二、運動二、運動(yndng)(yndng)副及分類副及分類一、構(gòu)件一、構(gòu)件(gujin)(gujin)第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)的組成平面機構(gòu)的組成運動副元素：運動副元素：兩構(gòu)件上兩構(gòu)件上構(gòu)成運動副的接觸表面。構(gòu)成運動副的接觸表面。4個構(gòu)件個構(gòu)件4個運動副個運動副運動副元素均為圓柱面運動副元素均為圓柱面獨立運動的單元體。獨立運動的單元體。工程制圖 高職高專 pp

3、t 課件第4頁/共40頁第五頁，共41頁。運動副運動副機構(gòu)機構(gòu)(jgu)的的 “關(guān)關(guān)節(jié)節(jié)”！第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)平面機構(gòu)(jgu)(jgu)的組成的組成工程(gngchng)制圖 高職高專 ppt 課件第5頁/共40頁第六頁，共41頁。平面平面(png(pngmin)min)副副空間副空間副第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)平面機構(gòu)(jgu)(jgu)的組成的組成按相對按相對運動運動(xin (xin du du yn yn dn)dn)分分按接觸按接觸形式分形式分低副：面接觸低副：面接觸高副：點、線接觸高副：點、線接觸運動副運動副分類分類3個構(gòu)件個構(gòu)件3個個運動副運動副2個低副個低副1個高副個高副工程

4、制圖 高職高專 ppt 課件第6頁/共40頁第七頁，共41頁。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動(zhun dng)副副（回轉(zhuǎn)副，鉸鏈）（回轉(zhuǎn)副，鉸鏈）移動移動(ydn(ydng)g)副副第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)的組成平面機構(gòu)的組成工程制圖 高職高專 ppt 課件第7頁/共40頁第八頁，共41頁。凸輪凸輪(tln)高副高副齒輪齒輪(chln)高副高副輪軌高副輪軌高副第一節(jié)第一節(jié) 平面平面(pngmin)(pngmin)機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成工程制圖 高職高專 ppt 課件第8頁/共40頁第九頁，共41頁。球面球面(qimin)副副螺旋螺旋(luxun)副副第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)平面機構(gòu)(jgu)(jgu)的組成的組成第9頁

5、/共40頁第十頁，共41頁。第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)平面機構(gòu)(jgu)(jgu)的組成的組成7個構(gòu)件個構(gòu)件(gujin)10個運動副個運動副7個低副個低副3個高副個高副第10頁/共40頁第十一頁，共41頁。開鏈開鏈閉鏈閉鏈多個多個(du )構(gòu)件通過運動副連接而組成的可構(gòu)件通過運動副連接而組成的可動系統(tǒng)。動系統(tǒng)。第一節(jié)第一節(jié) 平面平面(pngmin)(pngmin)機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成三、運動三、運動(yndng)(yndng)鏈鏈第11頁/共40頁第十二頁，共41頁。具有確定相對運動具有確定相對運動(xin du yn dn)的運動鏈。的運動鏈。從動件從動件原動件原動件機架機架機構(gòu)機構(gòu)(jgu)

6、 = 機架機架 + 原動件原動件 + 從從動件動件第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)平面機構(gòu)(jgu)(jgu)的組成的組成第12頁/共40頁第十三頁，共41頁。1. 概念：表示機構(gòu)概念：表示機構(gòu)(jgu)各構(gòu)件間相對運動關(guān)系的簡單圖各構(gòu)件間相對運動關(guān)系的簡單圖形形實際實際(shj)(shj)機構(gòu)機構(gòu)運動運動(yndng)(yndng)簡圖簡圖2. 作用：作用：分析現(xiàn)有機構(gòu)，設(shè)計新機構(gòu)。分析現(xiàn)有機構(gòu)，設(shè)計新機構(gòu)。第二節(jié)第二節(jié) 平面機構(gòu)運動簡圖平面機構(gòu)運動簡圖第13頁/共40頁第十四頁，共41頁。實際實際(shj)(shj)機構(gòu)機構(gòu)運動運動(yn(yndndng)g)簡簡圖圖3. 簡化簡化(jinhu)原則

7、原則構(gòu)件數(shù)不變構(gòu)件數(shù)不變運動副類型不變運動副類型不變運動副數(shù)不變運動副數(shù)不變運動尺寸不變運動尺寸不變機架不變機架不變原動件不變原動件不變運動特性不變運動特性不變簡單、形象簡單、形象第二節(jié)第二節(jié) 平面機構(gòu)運動簡圖平面機構(gòu)運動簡圖第14頁/共40頁第十五頁，共41頁。4. 運動運動(yndng)副符副符號號第二節(jié)第二節(jié) 平面平面(pngmin)(pngmin)機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖高副高副兩構(gòu)兩構(gòu)件均件均為活為活動構(gòu)動構(gòu)件件兩構(gòu)兩構(gòu)件之件之一為一為機架機架轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動(zhun dng)副副移動副移動副第15頁/共40頁第十六頁，共41頁。5. 構(gòu)件構(gòu)件(gujin)符符號號第二節(jié)第二節(jié) 平面機構(gòu)平

8、面機構(gòu)(jgu)(jgu)運動簡圖運動簡圖同一同一構(gòu)件構(gòu)件兩副兩副構(gòu)件構(gòu)件三副三副構(gòu)件構(gòu)件第16頁/共40頁第十七頁，共41頁。6. 機構(gòu)機構(gòu)(jgu)符號符號第二節(jié)第二節(jié) 平面機構(gòu)平面機構(gòu)(jgu)(jgu)運動簡圖運動簡圖支架支架上的上的電動電動機機帶傳帶傳動動鏈鏈傳傳動動外嚙外嚙合圓合圓柱齒柱齒輪傳輪傳動動內(nèi)嚙內(nèi)嚙合圓合圓柱齒柱齒輪傳輪傳動動齒齒輪輪齒齒條條傳傳動動錐齒錐齒輪傳輪傳動動圓柱圓柱蝸桿蝸桿傳動傳動凸凸輪輪機機構(gòu)構(gòu)第17頁/共40頁第十八頁，共41頁。7. 繪制繪制(huzh)步驟步驟2）測量）測量(cling) 構(gòu)件的構(gòu)件的運動尺寸運動尺寸3）繪圖）繪圖 選擇選擇(xunz)

9、視圖平面、瞬時位置和比視圖平面、瞬時位置和比例尺，采用構(gòu)件和運動副的規(guī)定符號例尺，采用構(gòu)件和運動副的規(guī)定符號作圖。作圖。內(nèi)燃機機構(gòu)運動簡圖繪制內(nèi)燃機機構(gòu)運動簡圖繪制顎式破碎機機構(gòu)運動簡圖繪制顎式破碎機機構(gòu)運動簡圖繪制1）分析）分析運動副的類型、數(shù)目、位置運動副的類型、數(shù)目、位置機架、原動件、從動件，構(gòu)件數(shù)機架、原動件、從動件，構(gòu)件數(shù)運動傳遞過程運動傳遞過程第二節(jié)第二節(jié) 平面機構(gòu)運動簡圖平面機構(gòu)運動簡圖第18頁/共40頁第十九頁，共41頁。構(gòu)件能夠發(fā)生的獨立構(gòu)件能夠發(fā)生的獨立(dl)(dl)運動運動數(shù)目數(shù)目一、平面一、平面(pngmin)(pngmin)機構(gòu)自由度計算機構(gòu)自由度計算1. 構(gòu)件構(gòu)件

10、(gujin)的的自由度自由度空間自由構(gòu)件空間自由構(gòu)件有六個自由度有六個自由度平面自由構(gòu)件平面自由構(gòu)件有三個自由度有三個自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第19頁/共40頁第二十頁，共41頁。鏈接鏈接(lin ji)動畫動畫鏈接鏈接(lin ji)動畫動畫2. 運動運動(yndng)副的約束副的約束xyzxyz引入引入2個約束，保留個約束，保留1個自由度個自由度 低副低副第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第20頁/共40頁第二十一頁，共41頁。凸輪凸輪(tln)高副高副齒輪齒輪(chln)高副高副輪軌高副輪軌高副引入引入1個約束個約束(yush)，保留，保留2個個自由

11、度自由度高副高副第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第21頁/共40頁第二十二頁，共41頁。3. 機構(gòu)機構(gòu)(jgu)的自由度的自由度F = 3n 2PL PHn 活動活動(hu dng)構(gòu)件數(shù)（原動件數(shù)從動構(gòu)件數(shù)（原動件數(shù)從動件數(shù)）件數(shù)）PL低副數(shù)低副數(shù)PH高副數(shù)高副數(shù)所有所有(suyu)(suyu)構(gòu)件能夠發(fā)生的獨立運動構(gòu)件能夠發(fā)生的獨立運動的總數(shù)目的總數(shù)目第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度F 3n 2PL PH 33 24 1 第22頁/共40頁第二十三頁，共41頁。F 3n 2PL PH 32 23 0F 3n 2PL PH 33 25 1 第三節(jié)平面第三節(jié)平面(png

12、min)機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度例：計算例：計算(j sun)機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度F = 0 不能動為不能動為穩(wěn)定穩(wěn)定(wndng)桁架桁架F 0 不能動不能動為為超穩(wěn)定超穩(wěn)定桁架桁架第23頁/共40頁第二十四頁，共41頁。F 3n 2PL PH 33 24 1 第三節(jié)平面第三節(jié)平面(pngmin)機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度F 3n 2PL PH 34 25 2 例：計算例：計算(j sun)機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度F = 1能發(fā)生能發(fā)生(fshng)1個個獨立運動獨立運動F = 2能發(fā)生能發(fā)生2個獨立運動個獨立運動第24頁/共40頁第二十五頁，共41頁。二、機構(gòu)具有確定二、機構(gòu)具有確定(q

13、udng)(qudng)運運動的條件動的條件 F 3n 2PL PH 32 23 0F = 0 不能動不能動為為穩(wěn)定穩(wěn)定桁架桁架F 0 不能動不能動為為超穩(wěn)定超穩(wěn)定桁架桁架F 3n 2PL PH 33 25 1 第三節(jié)平面第三節(jié)平面(pngmin)機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度1）必要條件）必要條件 機構(gòu)機構(gòu)(jgu)的自由度必須大于的自由度必須大于零。零。第25頁/共40頁第二十六頁，共41頁。F= W 運動運動(yndng)確定確定F 3n 2PL PH 33 24 1 鏈鏈接接動動畫畫鏈鏈接接動動畫畫F 3n 2PL PH 33 24 1 F W 機構(gòu)機構(gòu)(jgu)破壞破壞W原動件的個數(shù)原動件

14、的個數(shù)第三節(jié)平面第三節(jié)平面(pngmin)機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度2）充分條件充分條件 機構(gòu)的自由度必須等于原動件的個數(shù)機構(gòu)的自由度必須等于原動件的個數(shù)第26頁/共40頁第二十七頁，共41頁。鏈鏈接接(lin ji)動動畫畫F 3n 2PL PH 34 25 2 F= W 運動運動(yndng)確定確定F 3n 2PL PH 34 25 2 F W 運動運動(yndng)不確定不確定鏈鏈接接動動畫畫第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第27頁/共40頁第二十八頁，共41頁。結(jié)論結(jié)論(jiln)F 3n 2PL PHF=0 不能動，為穩(wěn)定不能動，為穩(wěn)定(wndng)桁桁架架F0 不能動，

15、為超穩(wěn)定不能動，為超穩(wěn)定(wndng)桁架桁架F0 能動能動(nngdng)F W 機構(gòu)破壞機構(gòu)破壞F W 運動不確定運動不確定F W 運動確定運動確定機構(gòu)具有確定運動的條件機構(gòu)具有確定運動的條件機構(gòu)的自由度大于零，且等于原動件的個數(shù)機構(gòu)的自由度大于零，且等于原動件的個數(shù)第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第28頁/共40頁第二十九頁，共41頁。F=3n2PLPH = 36273 =1F原動件數(shù)原動件數(shù) 運動運動(yndng)確定確定例：計算例：計算(j sun)內(nèi)燃機機構(gòu)的內(nèi)燃機機構(gòu)的自由度自由度第三節(jié)平面第三節(jié)平面(pngmin)機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度第29頁/共40頁第三十頁，

16、共41頁。 F=3n2PLPH = 36281 =1F原動件數(shù)原動件數(shù) 運動運動(yndng)確定確定第三節(jié)平面第三節(jié)平面(pngmin)機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度例：計算牛頭刨床例：計算牛頭刨床(ni tu po chun)機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度第30頁/共40頁第三十一頁，共41頁。播放播放(b fn)動畫動畫F = 35260 = 3 ？三、計算三、計算(j sun)(j sun)平面機構(gòu)自由度的注平面機構(gòu)自由度的注意事項意事項1. 復(fù)合復(fù)合(fh)鉸鏈鉸鏈 兩個以上的構(gòu)件（兩個以上的構(gòu)件（k個）在同一軸線上用個）在同一軸線上用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)構(gòu)成復(fù)合轉(zhuǎn)動副相聯(lián)構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，其實際轉(zhuǎn)動副鉸鏈，

17、其實際轉(zhuǎn)動副數(shù)為數(shù)為k1個。個。F = 35270 = 1復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第31頁/共40頁第三十二頁，共41頁。不影響其他不影響其他構(gòu)件運動構(gòu)件運動(yndng)(yndng)的獨立的運的獨立的運動動(yndng)(yndng)可減輕摩擦可減輕摩擦和磨損。和磨損。計算時應(yīng)除計算時應(yīng)除去局部去局部(jb)(jb)自由度。自由度。將滾子與推將滾子與推桿假想焊接桿假想焊接后再計算。后再計算。F= 33231 = 2 ?2. 局部局部(jb)自由度自由度F= 32221 = 1鏈鏈接接動動畫畫鏈鏈接接動動畫畫第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第3

18、2頁/共40頁第三十三頁，共41頁。對機構(gòu)運動不起限制作用對機構(gòu)運動不起限制作用(zuyng)(zuyng)的的重復(fù)約束。重復(fù)約束。1）兩構(gòu)件間構(gòu)成多個）兩構(gòu)件間構(gòu)成多個(du )重復(fù)重復(fù)的運動副的運動副軸線重合的轉(zhuǎn)動副軸線重合的轉(zhuǎn)動副平行或重合的移動副平行或重合的移動副法線重合的高副法線重合的高副3. 虛約束虛約束(yush)第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度F = 32221 = 1重復(fù)運動副只算一個重復(fù)運動副只算一個可提高剛度、強度等可提高剛度、強度等第33頁/共40頁第三十四頁，共41頁。2）機構(gòu)）機構(gòu)(jgu)中存在的某些重復(fù)部分所引入的約束中存在的某些重復(fù)部分所引入的約束

19、處理處理(chl)辦法：去掉重辦法：去掉重復(fù)部分復(fù)部分鏈接鏈接(lin ji)動畫動畫F=3n2PLPH =33232 = 1第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度F=3n2PLPH =34244 = 0 ?可使傳動可靠、平穩(wěn)，傳遞更大功率?？墒箓鲃涌煽?、平穩(wěn)，傳遞更大功率。第34頁/共40頁第三十五頁，共41頁。3）兩構(gòu)件上兩點間的距離保持恒定不變，若用兩轉(zhuǎn)）兩構(gòu)件上兩點間的距離保持恒定不變，若用兩轉(zhuǎn)動動(zhun dng)副桿聯(lián)接，會引入虛約束。副桿聯(lián)接，會引入虛約束。F=3n2PLPH =33240 =1BEC鏈接動畫鏈接動畫F=3n2PLPH =34260 =0?鏈接動畫鏈接動畫BEC第三節(jié)平面第三節(jié)平面(pngmin)機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度曲柄曲柄(qbng)聯(lián)動，轉(zhuǎn)向相同，傳動可靠。聯(lián)動，轉(zhuǎn)向相同，傳動可靠。第35頁/共40頁第三十六頁，共41頁。F =原動件數(shù)原動件數(shù)機構(gòu)機構(gòu)(jgu)有確定有確定運動運動F =