机械基础知识要点剖析

联接
件单 系
接
移动副 转动副
元统
第一章 平面机构的结构分析 三、平面机构自由度的计算公式
F ＝3n 2PL PH
• 注意事项
1） 复合铰链
2） 局部自由度
3） 虚约束
1
2E
5
3
4
第一章 平面机构的结构分析
3
2 1
有一处为虚约束 虚
第一章 平面机构的结构分析
• 机构具有确定运动的条件：
自由度大于零（F>0） 且原动件数 =自由度数
推论1：
当Lmin+Lmax∑L(其余两杆长度之和)时
最短杆的邻边是机架——曲柄摇杆机构
最短杆是机架
——双曲柄机构
最短杆的对边是机架——双摇杆机构
推论2：
当Lmin+Lmax>∑L(其余两杆长度之和)时——双摇杆机构
第第三一章章平平面面连机杆构机的构结及构其分设析计
二、急回运动和行程速度变化系数
四、平面机构的组成原理和结构分析
1、基本杆组
——最简单的不可再拆的自由度为零的构件组，简称杆组.
●
第一章 平面机构的结构分析
杆组的级别： 构件所围成的多边形的边数，
而且是边数最多的多边形的边数。
Ⅲ 级杆组
Ⅳ级杆组
Ⅱ级杆组
第一章 平面机构的结构分析
2、机构的组成原理
机构
机架 原动件 若干杆组
机构的组成原理——任何机构都是由若干个杆组依次联接到 原动件和机架上而构成的
重点
速度瞬心及“三心定理”的运用、用 图解法求简单机构的速度
第第二一章章平平面面机机构的的结运构动分分析析
图解法
速度瞬心法
◆速度瞬心的定义 ◆机构中瞬心数目和位置的确定 ◆瞬心的应用
◆同一构件上两点间的速度的关系 矢量方程图解法
◆两构件重合点间的速度的关系
第第二一章章平平面面机机构的的结运构动分分析析
2
1
A(A1,A2)
第一章 平面机构的结构分析
第第三一章章平平面面连机杆构机的构结及构其分设析计
第三章 平面连杆机构及其设计
重点
平面四杆机构的基本类型、平面四 杆机构的基本知识。
第第三一章章平平面面连机杆构机的构结及构其分设析计
一、平面四杆机构的主要类型 1、铰链四杆机构 2、曲柄滑块机构
3、导杆机构
三、速度瞬心法在速度分析中的应用
1.求线速度
已知凸轮转速，求推杆的速度
2.求角速度
3
2 ω2
4
1
第第二一章章平平面面机机构的的结运构动分分析析 四、用相对运动图解法求机构的速度
• 运动合成原理
绝对运动 = 牵连运动 + 相对运动
两类问题：
➢同一构件上的两点间的运动关系 ➢两构件重合点间的运动关系
B A
h
s
Φ
源自文库
rΦ0 S
6. 近休止 ，近休止角Φs 7. 从动杆位移S——从基圆至从动件尖点的距离
8.偏心距 e 、偏距圆
第第四一章章 平凸面轮机机构构的及结其构设分析计
二．用反转法设计凸轮廓线 三. 压力角与作用力的关系 四.基圆半径和压力角的关系 五.滚子半径的选择
第一章 平面机构的结构分析
3、机构的结构分析
机构的结构分析是指把机构分解为基本杆组、原动件和 机架，是机构组成的反过程，又称为拆杆组。
➢ 拆分原则
首先，从远离原动件的部分开始拆分； 试拆时，先试拆低级别杆组； 每拆完一个杆组，剩余的部分仍然是一个完整机构。
第一章 平面机构的结构分析
➢ 机构的级别：
• 极位夹角 ： 从动件在两个极限位置时, 曲柄在对应位置所夹的锐角。
• 行程速度变化系数 K
K= ω快 ω慢
K=
180º+ 180º-
= —K—- —1 180º
K+1
第第三一章章平平面面连机杆构机的构结及构其分设析计
三、压力角和传动角
压力角: 传动角:
从动件所受力的方向与该力作用点速度方向所夹 的锐角. (不考虑各杆质量和摩擦)
重点
❖ 盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计 ❖ 凸轮基圆半径与压力角的关系等
第第四一章章 平凸面轮机机构构的及结其构设分析计
一. 基本概念
1. 基圆r0——以凸轮轮廓曲线上最小向径为半径 所作的圆
2. 行程h——从动件运动的最大位移h
3. 推程 ，推程角Φ
4. 远休止 ，远休止角ΦS
5. 回程 ，回程角Φ
压力角的余角. (连杆轴线与从动杆轴线所夹锐角)
第第三一章章平平面面连机杆构机的构结及构其分设析计
四、死点位置
死点位置：从动件的传动角等于零时机构所处的位置 （连杆与转动从动件共线的位置）
滑块为主动件
v
FB A
e
C
有死点存在
第第三一章章平平面面连机杆构机的构结及构其分设析计 小结
▲曲柄存在条件
lmin+lmax ∑l其他 连架杆或机架中有一杆是最短杆
▲急回特性及行程速度变化系数
K 180 1 180
或： 180 K 1
K 1
▲传动角、压力角及死点
第一章 平面机构的结构分析
第一章 平面机构的结构分析
s
第第四一章章 平凸面轮机机构构的及结其构设分析计
第四章 凸轮机构及其设计
一、速度瞬心的概念
两个构件的瞬时等速重合点（同速点）
瞬心数 N K (K 1) 2
二、瞬心位置的确定
构件数—K
1、直接观察法（两构件以运动副相联）
2、利用三心定理求（两构件间没有构成运动副）
三心定理：三个构件的三个瞬心必定在一条直线上
重点：如何利用三心定理求瞬心？
第第二一章章平平面面机机构的的结运构动分分析析
由机构中所包含的最高级别杆组确定
I 级机构
II 级机构
III 级机构
第一章 平面机构的结构分析 4、高副低代
根据一定的条件对平面机构中的高副虚拟地用低副来替代，
这种以低副代替高副的方法称为高副低代。
方法：一杆两副
第一章 平面机构的结构分析
第第二一章章平平面面机机构的的结运构动分分析析
第二章 平面机构的运动分析
第第三一章章平平面面连机杆构机的构结及构其分设析计
二、铰链四杆机构的类型
铰链四杆机构
曲柄摇杆机构 双曲柄机构
双摇杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
第第三一章章平平面面连机杆构机的构结及构其分设析计
三、平面四杆机构的工作特性
1、平面四杆机构有曲柄的条件
曲柄存在的条件： (1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和 (2)以最短杆或其相邻杆为机架
第一章 平面机构的结构分析
一、构件：最小的运动单元 零件：最小加工单元
二、运动副 —— 两个构件直接接触且具有确定相对
运动的联接。
• 运动副的分类
低副 高副
转动副 移动副
●
第一章 平面机构的结构分析
由基本概念看机器的组成
固定
可动
联接
联接 运
零件
构件
动
链
机构
机器
焊铆螺 键 高 低 机 原 控 辅
接接栓 联 副 副 架 动 制 助