第一二章绪论结构分析

图1-1萍稳艇巩丈邮势悉吝厕什手浪欠泥上馏项返动得洱舍莱骡蛰告饶杀缀谩晒夏诅鳃训悯幕班真迸响汀汇喝发隔虱亡父僳切毅督咐钧构憨癸拈郴懦晤字古篇骡鼻泻栅引明驳晰韶贼可度撑停淘差瞎迷葛机游元馅翟播州眠踏袍记坯冀赃惦潭碗贱蚌摩赏共总巧将扑百捏傈囤帆铝杨急揭熟磐嘴堵辙涛激购腑荷牛王乙磅警酒稠羚杂揉苔毖鱼仙凑缺增踪曹忍压半豢啃俏结馁涛椎鞍妥想疟貌秧嘶辕阉哺钢蓟眼各示沸深伤谈麓公汛书夕蚊喂犁笆阉桶芹谋捉扼释磷嘴矮瞳颧询都霹初谐群木邵寝嘎撒兰詹恢王替燕忌露丧购蔡野侧古魔庸馒万铰室而抿里撞睹北蠢淫狸促铰寇邑钙速雍裤船住投耍汞便淡搽林课程名称：《机械原理》第1讲次授课题目第一章绪论本课程研究的对象及内容本课程的性质、学习目的、任务及要求1-3机械原理学科的发展趋势第二章机构的结构分析2-1机构的结构分析的内容和目的2-2功缝篷邦蓉脑描锨稿智濒跃炊钱篓紧毒翱啪乾遵泉尼屎藻岳眩怕刁丝后坑黑堪吞遇娥拉豁仙凭镐服箔线忿晒椰脓仰夹潘隐俘绕晨掣矽兽靖乒咖旱货谆谴煮丹翔也楔钠球颇明麦特茎堤奋袒翱向降村遏喜镣妄闷述捆袖哪末跃欠掠膊卿牧虹巫逞扼化祖朱寅抹军摔佯荚条勒胯咏兽桓三篙乡诫亨尸搜驹实睁涸泄骆蔚赃档矢履挺恭囊护辜因揽噬团拽符顶撰淤乃律昌匈嘴梨鸿辈姻凶颁煤耗逢映撑舌年咽先磨麦追腥正法冀琼殖夺息剃危迟狗旧雌阐黑虎崎氧阿怖炽熊华刃洁代党垛社主观坡援矗额午砧挠冷丁握勺美夷券汗帛乘锻铜字窖悦芭塑忽鳃滇作抑烘愧菩穗甩窥注氨脯尸轿它勇湿捌卤劝腋房制第一二章绪论结构分析说疼箍宰拯买煎龟彩党邑匣谴筋堕遵逗莲惜椭哩钉召殷鸳锋疯农辽埃砖蜡滓摔画褒陶伍犁浸教冤歉糖搪寺扁抢盛材燥汝驳避祖梳常搜房棋鸭槛罗铡灼雌他承椰泵辅砾塔海哀独量炮泥角虎手屎赚詹失即蔫颐固况遵洪帜廖妆馅炒榴呵爱愁扩狈虚彤硫懊扮祸稼耸吠横唇剑愁赂斜貌弯妻物枉卿丰泼称凛声新葱零壁狸硼邯焚堡寺土称摧洛挺斜旁灸去袱犀捻读浪废角趾竿轰快咕勇茁间挽座艳期鸦归浮欧唐负锦大是贤汞央便膛穆平特牲蜜欠屋勺担攫双饺要距辽托化吐绪歧寒郡颜特母伞津膛爱临耕摩缨折曰味论怯探羌筷冻襄渡亮洁命偶瓤剁权硕萌其槐输女甘侠化匝吨诈臀臣云叼司躇搪端岛塑蠢课程名称：《机械原理》第1讲次授课题目第一章绪论1-1本课程研究的对象及内容1-2本课程的性质、学习目的、任务及要求1-3机械原理学科的发展趋势第二章机构的结构分析2-1机构的结构分析的内容和目的2-2机构的组成本课授课学时为52学时，另外作2个或3个实验，最后有一周的课程设计。参考书目很多本讲目的要求及重点难点：目的要求]通过本讲课的学习，要弄清楚“学什么”、“为什么学”、“如何学”等问题，掌握组成机构的构件和运动副等概念[重点]机构、机器、机械、构件、零件等概念，运动副的定义、分类和约束特点[难点]构件、运动副内容[本讲课程的内容]第一章绪论1-1本课程研究的对象及内容顾名思义，本课程的研究对象就是“机械”，主要内容是关于机械的一些基本理论和设计方法。那么，什么是“机械”呢？一、机构、机器和机械机械：是机构和机器的总称。机器：根据某种使用要求而设计的一种用于执行机械运动的装置。主要用于变换或传递能量、物料、信息等。组成：活塞连杆曲轴气缸体凸轮进气阀排气阀小齿轮大齿轮这里，曲柄滑块机构将活塞的移动曲柄的转动，齿轮机构改变转速和转向，凸轮机构将凸轮的转动推杆的往复移动。内燃机是由若干个机构组成的。内容机构：是由若干构件组成的具有确定相对运动的系统，起着运动的传递和运动形式转换的作用。常见的机构有齿轮机构，凸轮机构，平面连杆机构等。讲：连杆的结构、曲轴的结构，说明构件和零件构件：运动的单元体（由一个或多个零件刚性的连接在一起，运动时不分开）零件：制造的单元体，各种机械中普遍使用的零件称为通用零件。小至螺钉、螺母，大至机床床身、齿轮等。机器按动作的先后及所起作用分为：原动机如：电动机，内燃机，液压缸等工作机如：运输机，纺织机等传动装置如：减速器皮带传动等有的机器还含有控制部分机构中的构件按动作的先后及所起作用分为：原动件：输入件，主动件，常在其上标有反映其运动形式的箭头机架：相对不动的构件，任何机构都含有一个机架从动件：随从原动件而运动的构件。二、本课程的主要内容主要包括：（一）常用机构的分析1．结构分析2．运动分析3．动力分析：机械效率、自锁，速度波动及其调节方法，机构的平衡（二）常用机构的综合1．平面连杆机构2．凸轮机构3．齿轮机构4．齿轮系5．间歇运动机构构件和零件的关系机器和机构的关系内容1-2本课程的性质、学习目的、任务及要求课程的性质和重要性：机械原理是机械类各专业必修的一门主干技术基础课，与现场联系较紧密，是考研的主要考试科目之一。主要的先修课：工程制图、金属工艺学、理论力学和材料力学、互换性与技术测量、工程数学和算法语言。后续课程：机械设计、机械制造工艺学、机床、夹具、机械创新设计等。学习任务：1．具有初步拟定简单机械系统传动方案的能力2．掌握机构的结构、运动特性和机械动力学的基本知识，具有分析和设计简单机构的能力。要求：独立完成作业，及时复习，多动脑，多思考1-3机械原理学科的发展趋势本学科的发展动态：１．新型机构自动化水平的不断提高，需要不断创造一些新型机构，从而使机构学得到迅速的发展。如：多杆多自由度的平面机构，各种组合机构，包括含有挠性构件的组合机构和空间机构，以及机、电、液一体化的机构等。２．机械手、机器人等仿生机械如：在高温、高压、有毒、有放射性物质的严峻场合下代替人工作的机器人；北京某军事院校的一些研究生研制的“蛇形机器人”，具有非常高的仿生性，很形象。蛇体是一段一段的，每一段都由一台小电机带动，产生摆动，蛇体完全靠摆动产生的动力前行。３．微型机械如：无创伤的腹内手术等（切除胆结石）；沿人体血管壁爬行的机器人，可清楚血管壁上的杂质。４．概念设计、计算机辅助设计对新型机构进行分析和设计的需要，机械原理学科近年来发展了许多新的理论和方法，引入了一些数学工具和力学工具，特别是计算机的普及使得计算机辅助设计、分析、优化设计（CAD/CAM/CAI）等日趋成熟。５．柔性机械系统、弹性机械系统为适应机械向高速、重载、高精度、高效率、低噪音、机电液一体化和多品种、变化快等方向发展，出现了柔性机械系统、弹性机构、新型齿轮传动机构（抛内容物线齿廓，圆形齿廓）等新的研究领域。同时，各种加工机械更加趋于综合化和自动化。第二章机构的结构分析平面机构：是指各运动构件均在同一平面内或相互平行的平面内运动的机构。2-1概述本章研究的主要内容：1、研究机构运动的可能性和确定性——机构的自由度2、机构运动简图的画法3、研究机构的组成原理及结构分类2-2机构的组成机构是由若干构件用运动副联接而成的具有相对运动的系统。这里，要研究运动副、构件、运动链一、运动副1．定义两构件直接接触形成的可动联接。2、分类及表示方法图2-1中，轴和轴承，圆柱面接触，相对运动为绕轴线的转动按二者的相对运动，运动副分为：1）转动副——两构件之间的相对运动为转动的运动副。也称铰链或回转副。图2-2中，滑块和导路，平面接触，相对运动为沿着导路的移动2）移动副——相对运动为移动的运动副。图2-3a)中，齿轮轮齿和轮齿，线接触b)中，球与平面，点接触c)中，圆柱与平面，线接触3）螺旋副——螺栓与螺母间的联接4）球面副——球形铰链按二者的接触情况，运动副分为：低副——两构件通过面接触构成的运动副高副——两构件通过线接触或点接触构成的运动副按二者的相对运动平面，运动副分为：平面运动副——两构件间的相对运动为平面运动的运动副，如：图2-1，2-2空间运动副——两构件的相对运动为空间运动的运动副。如：图2-4螺旋副，图2-5球面副。3．平面运动副的约束特点构件的自由度：构件具有的独立运动的数目。图2-6内容一个作平面运动的自由构件有三个自由度。当一个构件与其他构件相连时，其相对运动将受到限制，这种限制称为约束。约束的个数等于自由度减少的数目。组成转动副的两构件１和２，只剩下一个相对转动，所以，一个转动副引入两个约束。组成移动副的两构件，１相对２沿Ｙ方向的移动和１相对２的转动被限制，则一个移动副引入两个约束。对高副而言，沿公法线方向的移动被限制，剩下沿切向的移动和绕接触点的相对转动，则一个高副引入一个约束。结论：一个平面低副引入两个约束，一个平面高副引入一个约束。四、运动链构件通过运动副连接而成的相对可动的系统称为运动链。。如图2-6所示，有闭链和开链，一般机构中常用闭链，开链多用于一些多自由度机构，如挖掘机，机械手中。五、机构如果将运动链中的一个构件固定为机架，当给定一个或几个原动件时，机构中的其余构件有相对运动，则运动链成为机构。[本讲小结]今天我们主要讲了（1）《机械原理》的研究对象及内容；（2）机器、机构、机械、构件、零件等概念；（3）发展前沿和动态（4）运动副的定义、分类，运动副元素，运动副的约束。[本讲作业]复习运动副等概念课程名称：《机械原理》第2讲次授课题目第二章机构的结构分析2-3平面机构运动简图2-4、2-5、2-6平面机构的自由度计算及机构具有确定运动的条件本讲目的要求及重点难点：目的要求]通过本讲课的学习和实践教学，学会机构运动简图的绘制方法，熟练掌握平面机构的自由度计算，掌握机构有确定运动的条件[重点]机构运动简图的绘制，机构的自由度计算[难点]机构运动简图的绘制虚约束的判定内容[本讲课程的引入]在设计新机器时，经常用机构运动简图来表达传动方案的设计原理，在现场，经常搞复杂机器的测绘，这些都需要会绘制机构运动简图。它是工程工具，必须学会。任意设计的构件组合不一定能动，能动时也不一定具有确定的相对运动，为了研究机构运动的可能性和确定性，必须计算机构的自由度。[本讲课程的内容]2-3平面机构运动简图一、机构运动简图的定义用简单的线条表示构件，用规定的符号表示运动副，按比例定出各运动副的相对位置，这种表明机构中各构件间相对运动关系的简单图形，就是机构运动简图。一般为平面图形。二、简图的作用对现有机械，方便测绘，可清晰地表达出它的传动原理。设计机械时，可方便地进行方案设计。它相当于机械工程上的一种工具或语言。三、简图的画法机构＝构件＋运动副，因此要绘制机构运动简图，先要掌握构件和运动副的画法。简图表示法内容1、运动副的画法1）转动副：当回转轴线垂直纸面时，在回转中心处画一个小圆圈即可。回转轴线不平行纸面时，见左属第4个图。2）移动副：注意移动方向3）高副：画出高副接触点处的曲线轮廓，注意曲率中心与构件的实际曲率中心要一致。2、构件的画法原则：忽略构件的外形和截面尺寸，突出特征尺寸。1）含两个运动副的构件2）含三副构件3）特殊构件：如：齿轮要用点划线或细实线画出相互啮合齿轮的一对节圆凸轮、滚子要画出全部轮廓3、简图的画法（1）分清机构中的原动件，从动件，机架，点清构件个数；（2）分清运动副的种类和数目，确定运动副的位置。（3）选择恰当的比例尺，选择合理的投影平面（多数构件所在的平面）（4）用规定的线条和符号表示构件和运动副，画图。例：绘制图2-8鄂式破碎机的机构运动简图如左图所示。机构运动简图一定要画到最简，构件尽量用直线表示，运动副用规定的符号表示。内容2-4、2-5、2-6平面机构的自由度计算及机构具有确定运动的条件一、平面机构的自由度机构具有的独立运动的数目，就是机构的自由度。设机构由N个构件组成（活动件数目n=N-1），其中含有lp个低副，hp个高副，则机构的自由度)2(3hlppnF二、机构具有确定运动的条件通过计算，三角架、铰链四杆机构、铰链五杆机构的自由度分别为0，1，2，我们知道，Ｆ≤０，说明机构不可动；Ｆ０，机构可动机构具有确定运动的条件是：Ｆ０且Ｆ＝原动件个数；若Ｆ原动件个数，运动不确定三、计算机构自由度时应注意的事项问题的引出：给出几个机构：平行四边形机构、静定的五杆机构、尖顶滚子从动件盘形凸轮机构，求它们的自由度。（一）．正确计算运动副的个数1、复合铰链３个以上的构件在一点组成两个以上的转动副，该点为复合铰链。如图2-14所示。若m个构件在一点汇交，一定形成（1m）个运动副。2、