機械原理緒論

1、總目錄,第 1 章 概 述,1-1 機件、機構(gòu)、機械的定義1-2 機件的種類1-3 運動傳達(dá)的方法1-4 運動對與運動鏈,節(jié)目錄,1-1 機件、機構(gòu)、機械的定義,一、機件,機件常稱為機械元件，僅為一個單件，是構(gòu)成機械的最基本元素，如連桿、軸承、螺栓、彈簧、鏈條等，通常均假設(shè)為剛體。而剛體即是物體受外力作用時，物體內(nèi)各質(zhì)點間之距離均保持不變者。,二、機構(gòu),機構(gòu)是由若干機件聯(lián)結(jié)組合，具有特定功能的子系統(tǒng)，當(dāng)

2、其中一機件運動時，其餘機件可產(chǎn)生預(yù)期的相對運動或拘束運動，但不一定作功，為一種拘束運動鏈。如圖1-1所示（曲柄活塞機構(gòu)）,《圖1-1 曲柄活塞機構(gòu)》,動 畫,三、機械,機械是一個或多個機構(gòu)的組合體，除了能傳達(dá)力量與運動外，並能將輸入的各種能量變成有效的功，如圖1-2所示之自行車的構(gòu)造，主要包含工作機構(gòu)、固定機件、傳動機構(gòu)、受力機構(gòu)，其他如汽車、飛機、縫紉機、洗衣機、冷氣機及各種工作母機等。,《圖1-2

3、 自行車構(gòu)造》,,機械必須具備下列四個條件：,必為一個或多個機構(gòu)之組合體。組成之各部分機件常被視為剛體。組成之各部分機件間必有一定之相對運動或拘束運動。組成之各部分機件可把所接受之能量變成有效的功。,1-2 機件的種類,1. 固定機件用以導(dǎo)引或限制機件之運動；如軸承、機架導(dǎo)槽、襯套及汽車底盤。2. 連結(jié)機件用以連結(jié)各機件，藉以達(dá)成所需之機 件組合體；如鉚釘、銷、鍵、螺栓及 螺帽。,節(jié)目錄,3.

4、 控制機件用以控制運動形態(tài)或傳達(dá)力量；如彈簧、連桿、制動器及離合器。4. 傳動機件用以傳達(dá)運動或動力，又稱活動機件；如軸、齒輪、凸輪、導(dǎo)螺桿、汽缸中之活塞及聯(lián)結(jié)器。5. 流體機件用於輸送液體或氣體者；如管件及閥。,1-3 運動傳達(dá)的方法,在一機構(gòu)中的各機件，凡是能推動其他機件運動者，稱為主動件或原動件。凡受其他機件影響而運動者，稱為從動件。,節(jié)目錄,一、直接接觸傳動者滑動接觸 兩機件在接觸點彼此有

5、相對速度，而發(fā)生 滑動現(xiàn)象之傳動者，如圖1-3所示。,《圖1-3 滑動接觸》,,滾動接觸 兩機件在接觸點彼此之相對速度等於 零，也就是沒有發(fā)生滑動現(xiàn)象之傳動 者，如圖1-4所示。,《圖1-4 滾動接觸》,1. 剛體中間連接物如連桿，能傳送推力及拉力。2. 撓性中間連接物如皮帶輪組、繩輪組、鏈輪組等，僅能傳送拉力，不能傳送推力。3. 流體中間連接物如水壓機之水、油壓機之油

6、，僅能傳送推力，不能傳送拉力。,二、藉中間連接物傳動者,1-4 運動對與運動鏈,一、運動對 兩機件經(jīng)組合而互相接觸並沿一定的動路產(chǎn)生相對運動者，稱為運動對，亦稱對偶。依照接觸性質(zhì)之不同，可分為低對和高對兩種：,節(jié)目錄,1. 高對：係兩機件間以點或線接觸 者，如圖1-5所示。2. 低對：又稱為合對，係兩機件間以 面接觸者。又可分為滑動對（平 移往復(fù)運動）、迴轉(zhuǎn)對（迴轉(zhuǎn)運

7、動）、螺旋對（平移與迴轉(zhuǎn)運動） 如圖1-5所示。,延伸動畫來源：健行科技大學(xué) 張祖烈教師網(wǎng)頁 機構(gòu)學(xué),點接觸(2),點接觸(1),《圖1-5 高對及低對》,線接觸(2),線接觸(1),延伸動畫,延伸動畫來源：健行科技大學(xué) 張祖烈教師網(wǎng)頁 機構(gòu)學(xué),滑動對(2),滑動對(1),《圖1-5 高對及低對》,螺旋對,迴轉(zhuǎn)對,延伸動畫,二、運動鏈 由三根以上之機件所組成的連桿裝置，稱為鏈，鏈依其各種機件間能

8、否做相對運動，可分為兩種：,1. 固定鏈 又稱為呆鏈，各桿間無相對運動，固 定鏈至少由三根連桿所組成，如圖1-6 所示。,《圖1-6 固定鏈》,(1) 拘束運動鏈 至少由四根連桿所組成，其各連桿間有 一定規(guī)律的相對運動之鏈，如圖1-7所 示。（一般所指機構(gòu)，均屬於拘束運動 鏈，至少需要由四根連桿所組成）。,2. 運動鏈 由數(shù)個運動對組合而成，可

9、產(chǎn)生一定形 態(tài)之運動，稱為運動鏈，依其運動性質(zhì) 之不同，可分為兩種：,延伸動畫來源：健行科技大學(xué) 張祖烈教師網(wǎng)頁 機構(gòu)學(xué),《圖1-7 拘束運動鏈》,上一頁,節(jié)目錄,延伸動畫,延伸動畫來源：健行科技大學(xué) 張祖烈教師網(wǎng)頁 機構(gòu)學(xué),無拘束運動鏈 凡是連桿組中，各連桿間的相對運動無 法確定者，如圖1-8所示。,《圖1-8 無拘束運動鏈》,延伸動畫,,,,《運動鏈類型的判別》

10、1. 公式判別法 設(shè)P 表低對之對偶數(shù)，N 表連桿數(shù)，則： (1)當(dāng)P ＞ N － 2 成立時，必是固定鏈。 (2)當(dāng)P ＝ N － 2 成立時，必是拘束運動鏈。 (3)當(dāng)P ＜ N － 2 成立時，必是無拘束運動 鏈。,2. 觀察法（以四連桿組為基本形態(tài)） (1)凡連桿數(shù)增加1 個，而對偶數(shù)增加2 個 為固定鏈。 (2)凡連桿數(shù)增加2 個，而對偶數(shù)增加3 個

11、 為拘束運動鏈。 (3)凡連桿數(shù)增加3 個，而對偶數(shù)增加4 個 為無拘束運動鏈。,《使用該判別公式應(yīng)注意事項》,(1)不管機架或固定機件在機構(gòu)圖中出現(xiàn) 幾處，連桿數(shù)只能算一件(N=1)。 N=3，P=2 N=2，P=1 N=1，P=0,(5) N=2，P=1(6) N=4，P=3 (7)

12、 或 N=2，P=1(8) N=5，P=4,三、機構(gòu)學(xué)中的符號，如表1-1所示。,《表1-1 機構(gòu)學(xué)的符號介紹》,《表1-1 機構(gòu)學(xué)的符號介紹》,《圖片來源》,圖1 － 1 右圖 Shutterstock 圖庫圖1 － 2 自行車 Shutterstock 圖庫圖1 － 2 後輪 http:

13、//bruce99.pixnet.net/blog/post/33913497%E8%87%AA%E8%A1%8C%E8%BB %8A%E7%9F%A5%E8%AD%98----%E8%BC%AA%E7%B5%84%E7%9A%84% E5%A5%BD%E5%A3%9E%E5%B7%AE%E5%88%A5%

14、E5%9C%A8%E5%93%AA %EF%BC%9F圖1 － 2 煞車元件 http://travel.tw.msn.com/selection/column/biker/classroom_article.aspx? cpdocumentid=4789304圖1 － 2 支撐骨架 Shutte

15、rstock 圖庫圖1 － 2 鏈輪 http://thumbnail.image.rakuten.co.jp/@0_mall/bebike/cabinet/shimano3/cs-hg41-7-1.jpg圖1 － 2 鏈條 Shutterstock 圖庫圖1 － 2 腳踏板 http://edgesteel.pixnet.net/blog/post/33750835-%E8%8

16、5%B3%E8%B8%8F%E6%9D% BF%E8%85%B3%E8%B8%8F%E9%9D%A2%E6%AF%8F%E9%9D%A2%E6%9C %8910%E5%80%8B%E9%98%B2%E6%BB%91%E9%87%98-%E9%8B%81%E5%