机械原理教学答案.ppt

机械是机器和机构的总称 机器是由一个或若干个机构组合而成，实现了物料、信息和能量的存储、传递和转换 机械系统的组成 机械系统组成的相对性 零件是机械系统中不可拆分的最小组 成部分。 除“零件”外，其他概念均具有相对性。 如变速箱，作为一个单独的产品，可 以说它是一个机械系统、装置或者设 备，但是把它放到汽车中，它又是汽 车系统的一个组成部件，或者一个分 系统。 本课程研究的主要内容 机构的工作原理，运动分析，参数计算 各种常用机构及综合 有关机械动力学的一些基本知识。 本课程作为一门机械系的重点技术基础课，是研究现有机械运动及工作性能和设计新机械的知识基础，通过本课程的学习，将为学习机械设计、机床、机械制造工艺及其它课程打下专业基础。 世界机械发展史简介 技术萌芽期 工业革命时期 现代工业 技术萌芽期 技术萌芽期的机械都是结构、功能相对简单的，这些机械的主要有两个作用：一是用来取代人的劳动；二是用来获得动力，将自然能量 如水能、风能 转化为机械能。这个时期的机械在多采用对称性的结构，特别是旋转对称的结构。采用旋转对称的原因是因为旋转对称的结构可以实现周期性的循环工作，这种结构在将水能转化为机械能以及在传动、驱动机械中都有广泛的用途。 技术萌芽期 简单机械的出现 古代五种简单的机械：杠杆、车轮、滑轮、斜面和螺旋。杠杆是典型的不对称的应用；车轮是平移对称的，并且有功能对称和原理对称；滑轮是旋转对称的；螺旋是旋移对称的。 工业革命时期 工业时期是机械工业大步发展的时期，这个时期的机械结构、功能都变得复杂。大型的组合机械和小巧精密的机械都有大的发展，另一方面，这些机械的发展也推动了机床工业的迅速发展。 现代工业时期 现代工业的特点是自动化、集成化程度高。这个时期的机械的大型机械越来越多，其结构极其复杂，零部件很多，采用原理也纷繁复杂。其功能适用于人们生活的方方面面，使得现代人几乎生活在机器当中。 中国机械发展史简介 远古工具时期 古代机械时期 近代机械时期 远古工具时期 古代机械时期 本课程的教学顺序： 第一章、第二章、第八章、第三章、第九章、第十章、第十一章、第十二章、第四章、第六章、第五章、第七章、第十四章 讨论：1 平面机构的自由度F取决于构件的数目、以及运动副的种类和数目。 2）要使机构能运动， F 0 3）F 0 , 刚性静定结构 4） F 0 , 超静定结构 解： n 9, PL 12 , PH 2 F 3n – 2PL -PH 3×9– 2×12 -2 1 拆分：1、机架和原动件 1和8 2、二级杆组：杆2和滑块4 3、二级杆组：杆5和滑块3 4、二级杆组：滑块6和滑块7 拆分：1、机架和原动件 1和6 2、二级杆组：杆2和杆3 3、二级杆组：杆4和滑块5 用瞬心法解题步骤: 曲柄滑块机构，AB为曲柄的条件？ 4.错位不连续 在连杆设计时，不能要求从动件在两个不连通的可行域内连续运动，这种运动不连续特性称为错位不连续。 ★双摇杆机构 铰链四杆机构若两连架杆都是摇杆，则称其为双摇杆机构。 应用实例 等腰梯形机构：指两摇杆长相等的双摇杆机构。 应用实例 二、平面四杆机构的演化型式 ◆改变构件的形状和运动尺寸 变摇杆为滑块 机构演化动画 摇杆尺寸为无穷大 e 0 对心曲柄滑块机构 变连杆为滑块 正弦机构 双滑块机构 连杆尺寸为无穷大 从动件3的位移与原动件1的转角成正比： 移动副可认为是回转中心在无穷远处的转动副演化而来 二、平面四杆机构的演化型式 续 ◆ 改变运动副的尺寸 偏心轮机构 曲柄滑块机构 ★当曲柄AB的尺寸较小时，由于结构需要，常将曲柄作成几何中心与回转中心不重合的圆盘，称此圆盘为偏心轮。 ★几何中心与回转中心间的距离称为偏心距，等于曲柄长。 转动副B的半径扩大超过曲柄长 二、平面四杆机构的演化型式 续 ◆ 通过选用不同构件为机架 导杆机构 导杆机构应用实例 小型刨床 牛头刨床 二、平面四杆机构的演化型式 续 ★回转导杆机构：指导杆能作整周转动的导杆机构； ★摆动导杆机构：指导杆只能在一定的角度内摆动的导杆机构。 曲柄摇块机构 定块机构 卡车车厢举升机构 手摇唧筒 选运动链中不同构件为机架得不同机构的方法称为机构的倒置 二、平面四杆机构的演化型式 续 ◆ 运动副元素的逆换 对于移动副，将运动副两元素的包容关系进行逆换，并不影响两构件之间的相对运动。 摆动导杆机构 构件2包容构件3 构件3包容构件2 曲柄摇块机构 二、平面四杆机构的演化型式 续 4-3 平面四杆机构的基本知识 一、平面四杆机构有曲柄的条件 ◆分析： 构件AB要为曲柄，则转动副A应为周转副； 为此AB杆应能占据整周中的任何位置； 因此AB杆应能占据与AD共