机械原理(全套154页PPT课件)

接触，且易于制造，易于保证所要求的制造精度 3）能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，工程
上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构。
4）可实现远距离传递的操纵机构。
不足之处： 1）不易于传递高速运动。 2）可能产生较大的运动累积误差。 3）平面连杆机构的设计较为繁难。
§2-1 平面四杆机构的基本形式、演变
构件和零件 构件 机器中的独立运动单元 • 零件 机器中的制造单元
机架（固定构件）
构件分成以下几种
主动件
活动构件
从动件
其中，运动规律已知的活动构件称为原动件，
输出运动或动力的从动件称为输出件。
由若干零件组成 的构件——连杆
1--连杆体 2--螺栓 3--螺母 4--连杆盖
1
2 3
4
二、运动副及其分类
n –活动构件数；Pl –低副数；Ph –高副数
n = 3, Pl= 4 F = 3×3–2×4 = 1
n = 4, Pl = 5 F = 3×4–2×5 = 2
平面机构具有确定运动的条件是：
１）机构自由 度数 F≥1。 2） 原动件数目等于机构自由度数F.
三、计算机构自由度时应注意的几种情况
1) 正确确定运动副的数目 由三个或三个以上构件组成的轴线重
如转动副、移动副。
2）高副：点或线接触的运动副。 如齿轮副、凸轮副。
也可将运动副分为平面运动副和空间运动副。
1）平面运动副：组成运动副两构件间作相对平 面运动，如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。
2）空间运动副：组成运动副两构件间作相对空 间运动。如螺旋副，球面副。
第一章
平面机构具有确定 运动的条件
构件运动，即对整个机构运动无关的自由度。
2、处理办法：在计算自由度时，拿掉这个局
部自由度，即可将滚子与装滚子的构件固接
在一起。
3
n=3 Pl=3 Ph=1 F=33-2 3-1 1=2
C n=2 Pl=2 Ph=1
3
F=23-2 2-1 1=1
C
B
B
A2 1
2 A 1
3）虚约束
1、虚约束：在机构中与其他运动副作用重 复，而对构件间的相对运动不起独立限制 作用的约束。 2、处理办法：将具有虚约束运动副的构件连 同它所带入的与机构运动无关的运动副一 并不计。拿掉一个F = -1的自由度，即去 掉一个约束。
机械原理 基础篇
绪论
机器
机械(machinery) 机构
课程的性质与任务
是研究机械性能分析与设计的基本理论与 方法的专业基础课程之一。
教学内容
1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。 2、研究基本机构的特性、设计方法和强度 计算：
连杆机构，凸轮机构，齿轮机构，间歇 运动机构. 3、常用零件强度与结构设计。轴承、轴、 联结等。
运动副：机构中两构件直接接触的可动联接。 运动副元素：两构件上参加接触而构成运动副
的部分，如点、线、面。
约束：两构件用运动副联接后，彼此的相对 运动受到某些限制。 构件自由度：构件所具有的独立运动数目。一
个作平面运动的自由构件具有三个自由度。
运动副的分类
根据运动副的接触形式，运动副归为两类 1）低副：面接触的运动副。
§1–2 平面机构具有确定运动的条件
C B
A
D
四杆机构
C
B A
C' D
D'
E
五杆机构
桁架
一 平面机构的自由度 1 构件的自由度 2 两构件用运动副联接后，彼 此的相对运动受到某些约束。
Y
A
O
X
机构自由度是指机构中各活动构件相对于 机架的可能独立运动数目。
Байду номын сангаас
3 机构自由度的一般公式
F=3n-2Pl-Ph
常见的虚约束
1)机构中某两构件用转动副相联的联结点，在 未组成运动副之前，其各自的轨迹已重合为 一，则此联结带入的约束为虚约束。
虚约束一
虚约束二
2）两构件组成的若干个导路中心线互相平 行或重合的移动副。
x2 B2
A1
C 3
x1
x1 x2 4
3）两构件组成若干个轴线互相重合的转动副。
B A
5）机构中对运动不起作用的自由度F=-1 的对称部分存在虚约束。
本课程的基本学习方法
1 着重基本概念的理解和基本设计方法的掌握， 不强调系统的理论分析；
2 着重理解公式建立的前提、意义和应用,不 强调对理论公式的具体推导；
3 注意密切联系生产实际，努力培养解决工程 实际问题的能力。
是能量变换的装置，即可将某种形
动力机器
式的能量变换成机械能，或者把机
械能变换成其他形式的能量。例如：
行星轮
myh
计算机构的自由度
2 1 63 4 5
n = 5 P5= 6 F = 3 ×5 – 2 × 6 = 3 n = 5 P5= 7 F=3×5–2×7=1
思考题
n=3 Pl=4 Ph=1 F=3×3-2 × 4-1 × 1=0
第二章
平面连杆机构及其 设计
一、连杆机构是若干个构件全用低副（转动副、
合的转动副称为复合铰链。 由m个构件组成的复合铰链应含有
(m-1)个转动副。
1
3 2
n = 7 Pl = 10 F = 3×7–2×10 = 1
43 2
C5 D
B1 A
8
67 E
n =7 Pl = 10 F = 3×7–2×10 = 1
2)局部自由度（多余自由度）
1、局部自由度：机构中个别构件不影响其它
内燃机、压气机、涡轮机、电动机
和发电机等。
机 器
是完成有用的机械功或者是搬运物
工作机器
品。例如：轧钢机、织布机、缝纫
机、汽车、飞机和金属切削加工机
床等。
信息机器
是用来获得和变换信息。例如：机 械式积分仪、计帐机、打字机和绘 图仪。
机器与其它装置的主要区别是：机器一定要作机械 运动，并通过运动来实现能量物料和信息的变换
移动副、球面副、球销副、圆柱副及螺旋副） 联接而成的机构，也称之为低副机构。
二、连杆机构的分类 1平2、、面根根连据据杆构机机件构构之中，间构空的 件间相 数连对 目杆运 分机动 为构分 ：。为： 四杆机构、五杆机构、六杆机构等。
三．平面连杆机构的特点
1）适用于传递较大的动力，常用于动力机械。 2）依靠运动副元素的几何形面保持构件间的相互
机构和机器的区别
• 机构只是一个构件系统，而机器除构件 系统外，还包含电气、液压等其它系统
• 机构只用来传递运动和力，而机器除传
递运动和力外，还具有变换或传递能量、
物料和信息的功能
机构
机器
1.人为的组合 2。有确定的运动
3。能为人作功
1.人为的组合 2。有确定的运动
机构的组成和运动副
机构的组成要素是构件和运动副