机械原理
绪论:
机械=机器+机构
第一章:平面机构的结构分析
构件与零件
- 每个独立运动的单元体称为构件
- 机构总是由一些零件组成的
- 过盈配合是指两个配合零件之间存在一定的过盈量,即一个零件的孔径比另一个零件的轴径小,装配时需要将孔径小的零件加热或采用其他方式使其变形后套在轴径较大的零件上,当孔复原时产生对轴的箍紧力,使两零件紧密连接。
运动副
- 刚性连接和可动连接(运动副)
- 运动副分为:高副(点/线接触)和低副(面接触)
- 低副又分为:转动副和移动副
运动链
- 构件通过运动副连接而构成的相对可动的系统称为运动链
- 开链、闭链;平面链、空间链
机构
- 若将运动链中的某一构件固定为机架,则该运动链成为机构
- 机架上可以放置固定参考系,机架相对于地面可以运动也可静止
- 机构中按已知运动规律独立运动的构件成为原动件,其他为从动件
平面机构的运动简图
- 比例尺=实际尺寸/图上尺寸
平面机构的自由度
- 机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为自由度,常用F表示
- 原动件一般只能输入一个独立运动参数
- 机构具有确定运动的条件:要使机构具有确定的运动,必须使原动件的数目与机构的自由度相等
- 若原动件数目大于机构的自由度,会发生构件损坏
- 每个低副引入两个约束,使构件失去两个自由度;每个高副引入一个约束,使构件失去一个自由度。
- 一个平面运动的自由构件有3个自由度(dx,dy, d θ z d\theta_z dθz)
- F = 3 n − 2 P L − P H F = 3n-2P_L-P_H F=3n−2PL−PH
- 复合铰链、局部自由度、虚约束
平面机构的组成原理与结构分析
- 不能继续拆分的自由度为0的构件组称为“基本杆组”,满足: 3 n − 2 P L − P H = 0 3n-2P_L-P_H=0 3n−2PL−PH=0
- 机构组成原理:任何机构都可以看成是由若干基本杆组依次连接到原动件和机架上而构成的
- 当设计一个新机构的机构运动简图时,首先确定原动件数目=自由度F,再将一个个基本杆组依次连接于机架和原动件上,从而构成一个新的机构。
- 基本杆组的构建数 n = 2 P L / 3 n=2P_L/3 n=2PL/3或 n = P H / 3 n=P_H/3 n=PH/3,分为II级、III级、…、K级杆组 - K级机构
- 机构的结构分析也是按照“机构组成原理”进行分解的
- 高副低代(带有两个低副的构件代替一个高副)——用于全低副机构的方法进行结构分析
第二章:平面连杆机构及其设计
平面四杆机构的类型及应用
- 平面连杆机构运动是产生的惯性力难以平衡,不适用于高速场合
- 曲柄(可以整周转),摇杆(不能整周转),连杆(不与机架直接相连)
- 机构的演化