機械原理教學(xué)課件平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計

機械原理教學(xué)課件PPT-平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計課程概述課程目標掌握平面連桿機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)分析方法課程內(nèi)容平面連桿機構(gòu)的類型、自由度、運動分析、力學(xué)分析、設(shè)計優(yōu)化等學(xué)習方法理論講解、案例分析、課堂練習、課后作業(yè)相結(jié)合機械運動學(xué)定義研究機器或機構(gòu)運動的規(guī)律，不考慮力的作用研究內(nèi)容位移、速度、加速度等運動參數(shù)的分析自由度與約束分析1定義2自由度機構(gòu)中可獨立運動的數(shù)目3約束限制機構(gòu)運動的條件4約束方程描述約束條件的數(shù)學(xué)方程平面連桿機構(gòu)定義由剛性構(gòu)件通過運動副連接而成的機構(gòu)，所有運動都在一個平面上特點結(jié)構(gòu)簡單、運動規(guī)律易于分析、應(yīng)用廣泛分類平面4連桿機構(gòu)、平面6連桿機構(gòu)等平面4連桿機構(gòu)曲柄完全轉(zhuǎn)動的一級桿連桿連接曲柄和滑塊的二級桿滑塊沿直線運動的三級桿機架固定不動的構(gòu)件平面4連桿機構(gòu)的自由度分析1Gruebler公式2自由度=3(n-1)-2j1-j23n為構(gòu)件數(shù)，j1為低副數(shù)，j2為高副數(shù)平面4連桿機構(gòu)的運動特性分析位移分析分析機構(gòu)各構(gòu)件的位移變化速度分析分析機構(gòu)各構(gòu)件的速度變化加速度分析分析機構(gòu)各構(gòu)件的加速度變化平面4連桿機構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化1機構(gòu)類型選擇2尺寸參數(shù)確定3運動性能分析4優(yōu)化設(shè)計平面6連桿機構(gòu)平面6連桿機構(gòu)的自由度分析1Gruebler公式2自由度=3(n-1)-2j1-j23n為構(gòu)件數(shù)，j1為低副數(shù)，j2為高副數(shù)平面6連桿機構(gòu)的運動特性分析位移分析分析機構(gòu)各構(gòu)件的位移變化速度分析分析機構(gòu)各構(gòu)件的速度變化加速度分析分析機構(gòu)各構(gòu)件的加速度變化平面6連桿機構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化1機構(gòu)類型選擇2尺寸參數(shù)確定3運動性能分析4優(yōu)化設(shè)計平面機構(gòu)的驅(qū)動形式1曲柄驅(qū)動由曲柄帶動其他構(gòu)件運動2滑塊驅(qū)動由滑塊帶動其他構(gòu)件運動3凸輪驅(qū)動由凸輪帶動其他構(gòu)件運動動力學(xué)分析慣性力運動構(gòu)件的質(zhì)量和加速度的乘積外力作用在機構(gòu)上的非慣性力動力學(xué)方程描述機構(gòu)運動和力的關(guān)系平面機構(gòu)的力學(xué)分析力平衡分析分析機構(gòu)各構(gòu)件受力情況動力分析分析機構(gòu)的運動和力之間的關(guān)系強度分析分析機構(gòu)構(gòu)件的強度是否滿足要求等效質(zhì)量法定義將復(fù)雜機構(gòu)簡化為等效質(zhì)量進行分析應(yīng)用簡化動力學(xué)分析，提高計算效率平面機構(gòu)的副接觸力分析1計算各副的接觸力2分析副的磨損和壽命3優(yōu)化副的設(shè)計平面機構(gòu)的干涉分析干涉類型運動干涉、空間干涉等干涉檢測通過軟件或手動計算進行檢測干涉消除調(diào)整機構(gòu)尺寸、改變運動軌跡等平面機構(gòu)的平衡設(shè)計1平衡目標減少機構(gòu)的振動和噪聲2平衡方法添加配重、調(diào)整機構(gòu)參數(shù)等平面機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化目標提高機構(gòu)的性能、降低成本、減輕重量等優(yōu)化方法遺傳算法、模擬退火算法等優(yōu)化結(jié)果獲得最佳設(shè)計方案案例分析-曲柄滑塊機構(gòu)機構(gòu)特點將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)燃機、壓縮機、泵等案例分析-平面4連桿機構(gòu)機構(gòu)特點由4個構(gòu)件組成的平面機構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域機械手、機器人等案例分析-平面6連桿機構(gòu)機構(gòu)特點由6個構(gòu)件組成的平面機構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域機床、自動化設(shè)備等案例分析-其他平面機構(gòu)課堂練習練習內(nèi)容平面4連桿機構(gòu)自由度分析、運動特性分析等練習目的鞏固課堂知識，提高實際應(yīng)用能力學(xué)習心得與體會收獲對平面連桿機構(gòu)的運動規(guī)律和設(shè)計方法有了更深的理解體會理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，才能更好地理解和運用課程總結(jié)知識平面連桿機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)分析技能自由度