機械原理筆記

1、第1章平面機構的結(jié)構分析平面機構的結(jié)構分析1.1研究機構的目的研究機構的目的目的：目的：1、探討機構運動的可能性及具有確定運動的條件2、對機構進行運動分析和動力分析3、正確繪制機構運動簡圖1.2運動副、運動鏈和機構運動副、運動鏈和機構1、運動副、運動副：兩構件直接接觸形成的可動聯(lián)接（參與接觸而構成運動副的點、線、面稱為運動副元素動副元素）低副：低副：面接觸的運動副（轉(zhuǎn)動副、移動副），高副：高副：點接觸或線接觸的運動副注：注：低副具有兩個

2、約束，高副具有一個約束2、自由度：、自由度：構件具有的獨立運動的數(shù)目（或確定構件位置的獨立參變量的數(shù)目）3、運動鏈：、運動鏈：兩個以上的構件以運動副聯(lián)接而成的系統(tǒng)。其中閉鏈閉鏈：每個構件至少包含兩個運動副元素，因而夠成封閉系統(tǒng)；開鏈：開鏈：有的構件只包含一個運動副元素。4、機構：、機構：若運動鏈中出現(xiàn)機架的構件。機構包括原動件、從動件、機架。1.3平面機構運動簡圖平面機構運動簡圖1、機構運動簡圖：機構運動簡圖：用簡單的線條和規(guī)定的符號來

3、代表構件和運動副并按一定的比例表示各運動副的相對位置。機構示意圖機構示意圖：不按精確比例繪制。2、繪圖步驟繪圖步驟：判斷運動副類型，確定位置；合理選擇視圖，定比例ｌ；繪圖（機架、主動件、從動件）1.4平面機構的自由度平面機構的自由度1、機構的自由度：機構的自由度：機構中各活動構件相對于機架的所能有的獨立運動的數(shù)目。F=3n2pLpH（n指機構中活動活動構件的數(shù)目，pL指機構中低副的數(shù)目，pH指機構中高副的數(shù)目)自由度、原動件數(shù)目與機構運

4、動特性的關系：自由度、原動件數(shù)目與機構運動特性的關系：1）：F≤0時，機構蛻化成剛性桁架，構件間不可能產(chǎn)生相對運動2）：F0時，原動件數(shù)等于F時，機構具有確定的運動原動件數(shù)小于機構自由度時，機構運動不確定原動件數(shù)大于機構自由度，機構遭到破壞。2、計算自由度時注意的情況計算自由度時注意的情況1）復合鉸鏈）復合鉸鏈：m個構件匯成的復合鉸鏈包含m1個轉(zhuǎn)動副（必須是轉(zhuǎn)動副，不能多個構件匯交在一起就構成復合鉸鏈，注意滑塊和盤類構件齒輪容易漏掉，另

5、外機架也是構件。2)局部自由度局部自由度：指某些構件（如滾子）所產(chǎn)生的不影響整個機構運動的局部運動的自由度。解決方法：將該構件焊成一體，再計算。3）虛約束）虛約束：指不起獨立限制作用的約束。注：計算時應將虛約束去掉。虛約束作用：雖不影響機構的運動，但可以增加構件的剛性。注：平面機構的常見虛約束：（注：平面機構的常見虛約束：（1）不同構件上兩點間的距離保持恒定，若在兩點間加上一個構件和兩個運動副類似的，構件上某點的運動軌跡為一直線時，若在

6、該點鉸接一個滑塊并使其導路與該直線重合，將引進一個虛約束。（2）兩構件構成多個移動副且其導路相互平行，這時只有一個移動副起約束作用，其余移動副都是虛約束。（3)兩構件構成多個移動副且其軸線相互重合，這時只有一個轉(zhuǎn)動副起約束作用。（4)完全對稱的構件注：如果加工誤差太大就會使虛約束變?yōu)閷嶋H約束。注：如果加工誤差太大就會使虛約束變?yōu)閷嶋H約束。1.5平面機構的組成原理和結(jié)構分析平面機構的組成原理和結(jié)構分析1、高副低代：高副低代：在平面機構中用

7、低副（轉(zhuǎn)動副或移動副）代替高副的方法。心。也就是兩構件在該瞬時具有相同絕對速度的重合點。絕對瞬心：絕對瞬心：兩構件之一是靜止構件；相對瞬心相對瞬心：兩構件都運動注：兩構件在任一瞬時的相對運動都可看成繞瞬心的相對運動。2、機構瞬心的數(shù)目：、機構瞬心的數(shù)目：N=K(K1)2=K(K1)23、瞬心的求法：、瞬心的求法：①定義法：定義法：（1）若兩構件1、2以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)接，則瞬心P12位于轉(zhuǎn)動副的中心（2）若兩構件1、2以移動副相聯(lián)接，則瞬心P

8、12位于垂直于導路線方向的無窮遠處（3）若兩構件1、2以高副相聯(lián)接，若在接觸點M處作純滾動，則接觸點M就是它們的瞬心；若在接觸點M處有相對滑動，則瞬心位于過接觸點M的公法線上②三心定理法：三心定理法：指作平面運動的三個構件共有三個瞬心，這三個瞬心必在一條直線上4、速度瞬心法在機構速度分析上的應用、速度瞬心法在機構速度分析上的應用：①鉸鏈四桿機構：鉸鏈四桿機構：注：兩構件的角速度與其絕對速度瞬心至相對速度瞬心的距離成反比，注：兩構件的角速

9、度與其絕對速度瞬心至相對速度瞬心的距離成反比，P13P13在P34P34和P14P14的同一側(cè)，因此的同一側(cè)，因此W1W1和W3W3的方向相同；在之間時，方向相反。的方向相同；在之間時，方向相反。②凸輪機構：凸輪機構：③曲柄滑塊機構：曲柄滑塊機構：④滑動兼滾動接觸的高副機構：滑動兼滾動接觸的高副機構：w2w3=P31P32P21P32w2w3=P31P32P21P32注：角速度與連心線被輪廓接觸點公法線所分割的兩線段長度成反比。注：角速

10、度與連心線被輪廓接觸點公法線所分割的兩線段長度成反比。2.32.3用相對方程圖解法求機構的速度和加速度用相對方程圖解法求機構的速度和加速度1、同一構件上點間的速度和加速度的求法：（、同一構件上點間的速度和加速度的求法：（法向加速度與切向加速度矢量都用虛線虛線表示）3413314131131331PPPPvillP?????????341314131331PPPPi?????12113121PlvPP????構件：12113121PlvP