機(jī)械原理筆記

1、第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1.1研究機(jī)構(gòu)的目的研究機(jī)構(gòu)的目的目的：目的：1、探討機(jī)構(gòu)運動的可能性及具有確定運動的條件2、對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析和動力分析3、正確繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖1.2運動副、運動鏈和機(jī)構(gòu)運動副、運動鏈和機(jī)構(gòu)1、運動副、運動副：兩構(gòu)件直接接觸形成的可動聯(lián)接（參與接觸而構(gòu)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(gòu)件具有的獨立運動的數(shù)目（或確定構(gòu)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(gòu)件以運動副聯(lián)接而成的系統(tǒng)。其中閉鏈閉鏈：每個構(gòu)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(gòu)件只包含一個運動副元素。4、機(jī)構(gòu)：、機(jī)構(gòu)：若運動鏈中出現(xiàn)機(jī)架的構(gòu)件。機(jī)構(gòu)包括原動件、從動件、機(jī)架。1.3平面機(jī)構(gòu)運動簡圖平面機(jī)構(gòu)運動簡圖1、機(jī)構(gòu)運動簡圖：機(jī)構(gòu)運動簡圖：用簡單的線條和規(guī)定的符號來

3、代表構(gòu)件和運動副并按一定的比例表示各運動副的相對位置。機(jī)構(gòu)示意圖機(jī)構(gòu)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(jī)架、主動件、從動件）1.4平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度1、機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)中各活動構(gòu)件相對于機(jī)架的所能有的獨立運動的數(shù)目。F=3n2pLpH（n指機(jī)構(gòu)中活動活動構(gòu)件的數(shù)目，pL指機(jī)構(gòu)中低副的數(shù)目，pH指機(jī)構(gòu)中高副的數(shù)目)自由度、原動件數(shù)目與機(jī)構(gòu)運

4、動特性的關(guān)系：自由度、原動件數(shù)目與機(jī)構(gòu)運動特性的關(guān)系：1）：F≤0時，機(jī)構(gòu)蛻化成剛性桁架，構(gòu)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(jī)構(gòu)具有確定的運動原動件數(shù)小于機(jī)構(gòu)自由度時，機(jī)構(gòu)運動不確定原動件數(shù)大于機(jī)構(gòu)自由度，機(jī)構(gòu)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(fù)合鉸鏈）復(fù)合鉸鏈：m個構(gòu)件匯成的復(fù)合鉸鏈包含m1個轉(zhuǎn)動副（必須是轉(zhuǎn)動副，不能多個構(gòu)件匯交在一起就構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，注意滑塊和盤類構(gòu)件齒輪容易漏掉，另

5、外機(jī)架也是構(gòu)件。2)局部自由度局部自由度：指某些構(gòu)件（如滾子）所產(chǎn)生的不影響整個機(jī)構(gòu)運動的局部運動的自由度。解決方法：將該構(gòu)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(yīng)將虛約束去掉。虛約束作用：雖不影響機(jī)構(gòu)的運動，但可以增加構(gòu)件的剛性。注：平面機(jī)構(gòu)的常見虛約束：（注：平面機(jī)構(gòu)的常見虛約束：（1）不同構(gòu)件上兩點間的距離保持恒定，若在兩點間加上一個構(gòu)件和兩個運動副類似的，構(gòu)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(dǎo)路與該直線重合，將引進(jìn)一個虛約束。（2）兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副且其導(dǎo)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(gòu)件構(gòu)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(gòu)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(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析1、高副低代：高副低代：在平面機(jī)構(gòu)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(gòu)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(gòu)件之一是靜止構(gòu)件；相對瞬心相對瞬心：兩構(gòu)件都運動注：兩構(gòu)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(jī)構(gòu)瞬心的數(shù)目：、機(jī)構(gòu)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(gòu)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(gòu)件1、2以移動副相聯(lián)接，則瞬心P

8、12位于垂直于導(dǎo)路線方向的無窮遠(yuǎn)處（3）若兩構(gòu)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(gòu)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(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用、速度瞬心法在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用：①鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：注：兩構(gòu)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(gòu)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(jī)構(gòu)：凸輪機(jī)構(gòu)：③曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：④滑動兼滾動接觸的高副機(jī)構(gòu)：滑動兼滾動接觸的高副機(jī)構(gòu)：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(jī)構(gòu)的速度和加速度用相對方程圖解法求機(jī)構(gòu)的速度和加速度1、同一構(gòu)件上點間的速度和加速度的求法：（、同一構(gòu)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(gòu)件：12113121PlvP