機械原理與機械零件PPT課件

1、 鉸鏈鉸鏈B的中心既要隨的中心既要隨杠桿杠桿2繞軸繞軸A轉(zhuǎn)動，又要轉(zhuǎn)動，又要隨沖頭隨沖頭3沿鉛垂線移動，沿鉛垂線移動，存在運動干涉，無法運存在運動干涉，無法運動動 。不能實現(xiàn)設(shè)計者的意圖！不能實現(xiàn)設(shè)計者的意圖！如何改進？如何改進？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頁工程制圖 高職高專 ppt 課件第2頁/共40頁第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)的組成平面機構(gòu)的組成平面機構(gòu)平面機構(gòu)空間機構(gòu)空間機構(gòu)工程制圖 高職高專 ppt 課件第3頁/共40頁運動副：運動副：兩構(gòu)件直接接兩構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成的可動聯(lián)接。觸而構(gòu)成的可動聯(lián)接。二、運動副及分類

2、二、運動副及分類一、構(gòu)件一、構(gòu)件第一節(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 ppt 課件第4頁/共40頁運動副運動副機構(gòu)的機構(gòu)的 “關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)”！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5頁/共40頁平面副平面副空間副空間副第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)的組成平面機構(gòu)的組成按相對按相對運動分運動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

3、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個高副個高副工程制圖 高職高專 ppt 課件第6頁/共40頁轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副（回轉(zhuǎn)副，鉸鏈）（回轉(zhuǎn)副，鉸鏈）移動副移動副第一節(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頁凸輪凸輪高高副副齒輪齒輪高高副副輪軌高副輪軌高副第一節(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8頁/共40頁球面副球面副螺旋副螺旋副第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)的組成平面機構(gòu)的組成第9頁/共40頁第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)的組成平面機構(gòu)的組成7個構(gòu)件個構(gòu)件10個運動副個運動副7個低副個低副3

4、個高副個高副第10頁/共40頁開鏈開鏈閉鏈閉鏈多個構(gòu)件通過運動副連接而組成的可動系統(tǒng)。多個構(gòu)件通過運動副連接而組成的可動系統(tǒng)。第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)的組成平面機構(gòu)的組成三、運動鏈三、運動鏈第11頁/共40頁具有確定相對運動的運動鏈。具有確定相對運動的運動鏈。1234從動件從動件原動件原動件機架機架機構(gòu)機構(gòu) = 機架機架 + 原動件原動件 + 從動件從動件第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)的組成平面機構(gòu)的組成第12頁/共40頁1. 概念：概念：表示機構(gòu)各構(gòu)件間相對運動關(guān)系的簡單圖形表示機構(gòu)各構(gòu)件間相對運動關(guān)系的簡單圖形實際機構(gòu)實際機構(gòu)運動簡圖運動簡圖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)，

5、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頁實際實際機構(gòu)機構(gòu)運動運動簡圖簡圖3. 簡化原則簡化原則構(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、形簡單、形象象第二節(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4. 運動副符號運動副符號第二節(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)動副轉(zhuǎn)動副移動副移動副第15頁/共40頁5. 構(gòu)件符構(gòu)件符號號第二節(jié)第二節(jié) 平面

6、機構(gòu)運動簡圖平面機構(gòu)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6. 機構(gòu)符機構(gòu)符號號第二節(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7. 繪制步驟繪制步驟2）測量）測量 構(gòu)件的運動尺寸構(gòu)件的運動尺寸3）繪圖）繪圖 選擇視圖平面、瞬時位置和比例尺，選擇視圖平面、瞬時位置和比例尺，采用構(gòu)件和運動副的規(guī)定符號作圖。采用構(gòu)件和運動副的規(guī)定符號作圖。內(nèi)

7、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頁構(gòu)件能夠發(fā)生的獨立運動數(shù)目構(gòu)件能夠發(fā)生的獨立運動數(shù)目一、平面機構(gòu)自由度計算一、平面機構(gòu)自由度計算1. 構(gòu)件的自由度構(gòu)件的自由度空間自由構(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頁鏈接動畫鏈接動畫

8、鏈接動畫鏈接動畫2. 運動副的約束運動副的約束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頁凸輪凸輪高高副副齒輪齒輪高高副副輪軌高副輪軌高副引入引入1個約束，保留個約束，保留2個自由度個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3. 機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度F = 3n 2PL PHn 活動構(gòu)件數(shù)（原動件數(shù)從動件數(shù)）活動構(gòu)件數(shù)（原動件數(shù)從動件數(shù)）PL低副數(shù)低副數(shù)PH高副數(shù)高副數(shù)所有構(gòu)件能夠發(fā)生的獨立運動的總數(shù)目所有構(gòu)件能夠發(fā)生的獨立運動的總數(shù)目第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)

9、平面機構(gòu)的自由度F 3n 2PL PH 33 24 1 第22頁/共40頁F 3n 2PL PH 32 23 0F 3n 2PL PH 33 25 1 第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度例：計算機構(gòu)的自由度例：計算機構(gòu)的自由度F = 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)定桁架桁架第23頁/共40頁F 3n 2PL PH 33 24 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 3n 2PL PH 34 25 2 例：計算機構(gòu)的自由度例：計算機構(gòu)的自由度F = 1能發(fā)生能發(fā)生1個獨立運動個獨立運動F = 2能發(fā)生能發(fā)生2個獨立運動個獨立運動第24

10、頁/共40頁二、機構(gòu)具有確定運動的條件二、機構(gòu)具有確定運動的條件 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)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度1）必要條件必要條件 機構(gòu)的自由度必須大于零。機構(gòu)的自由度必須大于零。第25頁/共40頁F= W 運動確定運動確定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)破壞機構(gòu)破壞W原動件的個原動件的個數(shù)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2）

11、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頁鏈鏈接接動動畫畫F 3n 2PL PH 34 25 2 F= W 運動確定運動確定F 3n 2PL PH 34 25 2 F W 運動不確定運動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頁結(jié)論結(jié)論F 3n 2PL PHF=0 不能動，為穩(wěn)定桁架不能動，為穩(wěn)定桁架F0 不能動，為超穩(wěn)定桁架不能動，為超穩(wěn)定桁架F0 能動能動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

12、，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F=3n2PLPH = 36273 =1F原動件數(shù)原動件數(shù) 運動確定運動確定例：計算內(nèi)燃機機構(gòu)的自由度例：計算內(nèi)燃機機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第29頁/共40頁 F=3n2PLPH = 36281 =1F原動件數(shù)原動件數(shù) 運動確定運動確定第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度例：計算牛頭刨床機構(gòu)的自由度例：計算牛頭刨床機構(gòu)的自由度第30頁/共40頁播放動畫播放動畫F = 35260 = 3 ？三、計算平面機構(gòu)自由度的注意事項三、計算平面機構(gòu)

13、自由度的注意事項1. 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 兩個以上的構(gòu)件兩個以上的構(gòu)件（k個）在同一軸線上個）在同一軸線上用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)構(gòu)成復(fù)用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，其實際轉(zhuǎn)動合鉸鏈，其實際轉(zhuǎn)動副數(shù)為副數(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頁不影響其他不影響其他構(gòu)件運動的構(gòu)件運動的獨立的運動獨立的運動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)除去局部自由去局部自由度。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. 局部自由度局部自由度F= 32221 = 1鏈鏈接接動動畫

14、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32頁/共40頁對機構(gòu)運動不起限制作用的重復(fù)約束。對機構(gòu)運動不起限制作用的重復(fù)約束。1）兩構(gòu)件間構(gòu)成多個重復(fù)的運動副）兩構(gòu)件間構(gòu)成多個重復(fù)的運動副軸線重合的轉(zhuǎn)動副軸線重合的轉(zhuǎn)動副平行或重合的平行或重合的移動副移動副法線重合的高副法線重合的高副3. 虛約束虛約束第三節(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2）機構(gòu)中存在的某些重復(fù)部分所引入的約束）機構(gòu)中存在的某些重復(fù)部分所引入的約束處理辦法處理辦法：去掉重復(fù)部分：去掉重

15、復(fù)部分鏈接動畫鏈接動畫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。可使傳動可靠、平穩(wěn)，傳遞更大功率。第34頁/共40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)動副桿聯(lián)接，會引入虛約束。動副桿聯(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)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度曲柄聯(lián)動，轉(zhuǎn)向相同，傳動可靠。曲柄聯(lián)動，轉(zhuǎn)向相同，傳動可

16、靠。第35頁/共40頁F =原動件數(shù)原動件數(shù)機構(gòu)有確定運動機構(gòu)有確定運動F = 3721 = 2例：計算大篩機構(gòu)的自由度，判斷其運動確定性例：計算大篩機構(gòu)的自由度，判斷其運動確定性復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈虛約束虛約束局部自由度局部自由度鏈接動畫鏈接動畫鏈接動畫鏈接動畫第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度第36頁/共40頁不能。因為自由度不能。因為自由度為零，不能動。為零，不能動。1）繪制該機構(gòu)的運動簡圖，并計算其自由度。）繪制該機構(gòu)的運動簡圖，并計算其自由度。01423323HLPpnF2）該簡圖能否實現(xiàn)設(shè)計）該簡圖能否實現(xiàn)設(shè)計 者的意圖？為什么？者的意圖？為什么？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37頁/共40頁11524323HLPpnF11524323HLPpn