机械原理笔记 (2)
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第5章机械的效率和自锁5.1 复习笔记一、机械的效率1.功和效率(1)机械效率①驱动功机械上的驱动功(输入功)为W d,有效功(输出功)为W r,损失功为W f。
则有W d=W r+W f②机械效率a.定义机械的输出功与输入功之比称为机械效率,反映了输入功在机械中的有效利用程度,以η表示。
b.计算方法用功计算时η=W r/W d=1-W f/W d;用功率计算时η=P r/P d=1-P f/P d;式中,P d——输入功率;P r——输出功率;P f——损失功率。
(2)损失率①定义机械的损失功与输入功之比称为损失率,以ξ表示。
②计算方法由定义有ξ=W f/W d=P f/P d。
注:η+ξ=1,由于摩擦损失不可避免,故必有ξ>0和η<1。
(3)效率的简便计算方法为便于效率的计算,可应用下式进行计算η=理想驱动力/实际驱动力=理想驱动力矩/实际驱动力矩①斜面机构正反行程的机械效率分别为η=tanα/tan(α+φ)η′=tan(α-φ)/tanα式中,α——斜面夹角;φ——总反力与法向反力的夹角。
②螺旋机构拧紧和放松螺母时的效率计算式分别为η=tanα/tan(α+φv)η′=tan(α-φv)/tanα式中,α——中径升角;φv——螺旋副的摩擦角。
2.机器(或机组)的效率已知各机构的效率可计算确定整个机构的效率。
常用机构的效率见教材表5-1。
(1)串联①计算公式由k个机器串联组成的机组,设各机器的效率分别为η1、η2、…、ηk,机组的输入功率为P d,输出功率为P r。
则整个串联机组的机械效率为η=P r/P d=(P1/P d)(P2/P1)…(P k/P k-1)=η1η2…ηk②特点a.前一机器的输出功率即为后一机器的输入功率;b.只要串联机组中任一机器的效率很低,就会使整个机组的效率极低;c.串联机器的数目越多,机械效率也越低。
③提高串联机组效率的措施a.减少串联机器的数目;b.优先提高效率最低机器的效率。
机械原理笔记一、基本概念1.机械:机械是一种人为的实物组合,各部分之间具有确定的相对运动,并能实现能量的转换或完成有用的机械功。
2.机构:机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。
3.构件:构件是机构中的运动单元体,通常是一个整体,也可以是由几个零件刚性联接而成的一个整体。
4.零件:零件是制造的单元体,是构件的组成部分,制造后不再拆分。
二、机械的运动简图1.定义:用简单的线条和符号代表构件和运动副,并按一定比例表示各运动副的相对位置,这种表示机构中各构件间相对运动关系的图形称为机构运动简图。
2.作用:便于对机构进行运动分析和动力分析,是机构设计、分析的重要工具。
三、平面机构的自由度1.自由度:构件相对于参考系的独立运动参数的数目。
2.计算平面机构自由度:F = 3n - 2PL - PH,其中n为活动构件数,PL为低副数,PH为高副数。
四、连杆机构— 1 —1.定义:若干构件用低副(转动副和移动副)连接而成的机构称为连杆机构。
2.分类:平面连杆机构、空间连杆机构。
3.特点:易于制造、成本低、可靠性高、能承受较大载荷、能实现多种运动轨迹和运动规律。
五、凸轮机构1.定义:凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的构件,一般为主动件,作等速回转运动或往复直线运动,与它相接触的从动件,作往复运动或摆动。
2.分类:按凸轮的形状分为盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。
3.特点:能实现复杂的运动要求、机构紧凑、传动简单。
六、齿轮机构1.定义:依靠齿轮的啮合传动来传递运动和动力的机构。
2.分类:平面齿轮机构、空间齿轮机构。
3.特点:传动比准确、传动效率高、传动功率大、适应范围广。
七、间歇运动机构1.定义:有些机械需要其构件周期地运动和停歇,能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构。
2.分类:棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。
八、机械效率— 2 —1.定义:有用功与输入功之比称为机械效率。
第4章平面机构的力分析4.1 复习笔记一、机构力分析的任务、目的和方法1.作用在机械上的力根据力对机械运动影响的不同,可分为两大类。
(1)驱动力①定义驱动机械运动的力称为驱动力。
②特点驱动力与其作用点的速度方向相同或成锐角,其所作的功为正功,称为驱动功或输入功。
(2)阻抗力①定义阻止机械运动的力称为阻抗力。
②特点阻抗力与其作用点的速度方向相反或成钝角,其所作的功为负功,称为阻抗功。
③分类a.有效阻抗力机械在生产过程中为了改变工作物的外形、位置或状态而受到的阻力,即工作阻力。
克服这类阻力所完成的功称为有效功或输出功。
b.有害阻抗力机械在运转过程中所受到的非生产阻力。
克服这类阻力所作的功称为损失功。
2.机构力分析的任务和目的(1)确定运动副中的反力运动副反力是指运动副两元素接触处彼此作用的正压力和摩擦力的合力。
(2)确定机械上的平衡力或平衡力偶平衡力是指机械在已知外力的作用下,为了使该机构能按给定的运动规律运动,必须加于机械上的未知外力。
3.机构力分析的方法对于不同的研究对象,适用的方法不同。
(1)低速机械惯性力可以忽略不计,只需要对机械作静力分析。
(2)高速及重型机械①惯性力不可以忽略,需对机械作动态静力分析。
②设计新机械时,由于各构件尺寸、材料、质量及转动惯量未知,因此其动态静力分析方法如下:a.对机构作静力分析及静强度计算,初步确定各构件尺寸;b.对机构进行动态静力分析及强度计算,并据此对各构件尺寸作必要修正;c.重复上述分析及计算过程,直到获得可以接受的设计为止。
二、构件惯性力的确定构件惯性力的确定有一般力学法和质量代换法。
1.一般力学方法如图4-1-1(a)所示为曲柄滑块机构,借此说明不同运动形式构件所产生的惯性力。
(1)作平面复合运动的构件惯性力系有两种简化方式。
①简化为一个加在质心S i上的惯性力F I2和一个惯性力偶矩M I2,即F I2=-m2a S2,M I2=-J S2α2②简化为一个大小等于F I2,而作用线偏离质心S2一定距离l h2的总惯性力F I2′,而l h2=M I2/F I2F′I2对质心S2之矩的方向应与α2的方向相反。
机械专业书籍读书笔记【篇一:机械设计之读书笔记】读书笔记一:《机械原理》主编:李杞仪,赵韩. 机械原理——武汉理工大学出版社本课程主要研究各种机械的一般共性问题,即研究机构的组成原理、机构运动学及机器动力学等;研究各种机器中常用机构的运动及动力性能分析与设计方法和机械传动系统方案设计的问题。
本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习,掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能,并初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。
它在培养高级工程技术人才的全局中,具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用。
第一章绪论主要知识点:机械原理研究的对象和内容;学习机械原理课程的目的和方法;机械原理学科发展概貌。
基本要求:对课程的性质、主要内容等方面有个初步的了解,为以下学习打好基础。
第二章机构的结构分析主要知识点:机构结构分析的内容及目的;机构的组成、机构运动简图及机构具有确定运动的条件;平面机构与空间机构的自由度计算及应注意的事项;平面机构的组成原理、结构分类及结构分析;虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计。
基本要求:明确机构组成的概念;能绘制常用机构的机构运动简图和计算平面机构的自由度,了解空间机构的自由度计算和平面机构的组成原理。
第三章平面机构的运动分析主要知识点:机构运动分析的任务、目的和方法;用速度瞬心法作机构的速度分析;用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析;用解析法(复数法或矩阵法)作机构的运动分析。
基本要求:用图解法和解析法对Ⅱ级机构进行运动分析,特别是能运用计算机进行机构的运动分析。
第四章平面机构的力分析主要知识点:作用在机械上的力;构件惯性力的确定(质量代换法);运动副中摩擦的概念、摩擦力的计算和总反力方向的确定;考虑摩擦时机构的受力分析。
基本要求:了解作用在机械中的力的分类,掌握运动副中摩擦力的计算方法和总反力方向的确定。
第五章机械的效率和自锁主要知识点:机械的效率和自锁的概念;机械与机组的机械效率计算;机械自锁条件的确定。
《机械基础》备课笔记绪论机械基础课程——综合性课程。
包括工程力学、机械工程材料、机械零件与传动等。
机械基础课程——基础性课程。
机械制造或维修;使用、研究机械或机器。
工程力学——为分析构件的强度、刚度与选择合理的结构提供基本理论与方法。
机械工程材料——为合理选择材料,充分发挥材料本身的潜在性能提供基础。
机械零件与传动——了解机构的工作原理、特点及应用,了解通用零件的类型、结构、材料、标准及选择方法。
第1章机械概述1-1 机器的组成一、机器和机构1、机器机器的特征:①、机器是人为的实体组合;②、各部分(实体)之间具有确定的相对运动;③、能够转换或传递能量,代替或减轻人类的劳动。
2、机构机构:由构件组合而成,各构件之间具有确定的相对运动。
机器包含机构;机构是机器的主要组成部分;机器可以包含一个或多个机构。
3、机械机械:机器和机构的总称。
4、构件、零件构件:在机械中具有独立运动的基本单元。
零件:机械制造的基本单元。
构件通常由一个或多个零件组成;构件是机械运动的基本单元。
机器由机构组合而成,机构由构件组合而成。
根据GB 10853-89《机器理论与机构学术语》的定义:机器:机器是执行机械运动的装置,用来变换或传递能量、物料与信息。
机构:机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用运动副连接起来的构件系统。
机械:机器与机构的总称。
机械系统:由若干个机器与机构及其附属装置组成的系统。
机械原理:研究机构的结构原理及机器与机构的运动学和动力学的一门学科。
构件:机构中的运动单元体。
二、机器的组成1、原动机部分也称动力装置,作用是把其它形式的能量转变成机械能,以驱动机器各部分运动。
2、执行部分也称工作部分或装置,是机器直接完成具体工作任务的部分。
3、传动部分是原动机到工作机构之间的传动机构,以完成运动和动力的传递与转换。
4、操纵或控制部分作用是显示和反映机器的运行位置与状态,控制机器正常运行和工作。
1-2 金属材料的性能工艺性能:指金属材料从冶炼到成品的生产过程中,在各种加工条件下表现出来的性能。
第1篇机械原理作为一门基础性课程,是机械工程及其相关专业学生的必修课程之一。
通过学习机械原理,我对机械的基本概念、原理、设计方法和应用有了更为深入的了解。
以下是我在学习机械原理课程过程中的心得体会。
一、理论基础的重要性机械原理课程以理论为基础,涉及力学、数学、物理等多个学科。
在学习过程中,我深刻体会到理论基础的重要性。
首先,扎实的理论基础有助于我们更好地理解机械的运动规律和原理。
例如,在研究机械的运动时,我们需要运用牛顿运动定律、功和能、摩擦力等基本概念。
其次,理论基础有助于我们解决实际问题。
在实际工作中,我们经常会遇到各种机械设计问题,而解决这些问题需要我们具备较强的理论基础。
二、理论与实践相结合机械原理课程不仅要求我们掌握理论知识,还要求我们具备一定的实践能力。
在课堂上,老师通过讲解典型实例,让我们了解机械原理在实际应用中的重要性。
此外,学校还为我们提供了丰富的实验设备和实验项目,让我们在实践中巩固理论知识。
以下是我对理论与实践相结合的一些体会:1. 理论与实践相结合有助于提高我们的动手能力。
通过实验,我们可以亲自动手操作机械设备,了解其工作原理,从而提高我们的动手能力。
2. 理论与实践相结合有助于培养我们的创新意识。
在实际操作过程中,我们会遇到各种问题,需要我们运用所学知识进行解决。
这有助于激发我们的创新思维,提高我们的创新能力。
3. 理论与实践相结合有助于提高我们的综合素质。
在实验过程中,我们需要与团队成员密切合作,共同完成任务。
这有助于培养我们的团队协作能力和沟通能力。
三、学习方法的总结1. 注重课堂笔记。
在课堂上,我们要认真听讲,做好笔记。
课后及时复习,巩固所学知识。
2. 多做习题。
通过做题,我们可以检验自己的学习效果,加深对知识的理解。
3. 参加学术交流活动。
参加学术交流活动,可以拓宽我们的视野,了解机械原理领域的最新研究成果。
4. 关注实际问题。
在学习过程中,我们要关注实际问题,将所学知识应用于实际工作中。
《机械原理》*号内容第一章概论第一节本课程的研究内容什么是机器、机构?机器的三特征:1)由一系列的运动单元体所组成。
2)各运动单元体之间都具有确定的相对运动。
3)能转换机械能或完成有用的机械功以代替或减轻人们的劳动。
具有以上1、2两个特征的实体称为机构。
构件——由一个或多个零件连接而成的运动单元体。
零件——机器中的制造单元体。
第二节机构的分析与综合及其方法机构分析:对已知机构的结构和各种特性进行分析。
机构综合:根据工艺要求来确定机构的结构形式、尺寸参数及某些动力学参数。
机构综合的内容: 1.机构的结构综合2.机构的尺度综合3.机构的动力学综合。
机构的结构综合:主要研究机构的组成规律。
机构的尺度综合(或运动学综合):研究已知机构如何按给定的运动要求确定其尺寸参数.概括为四类:(1)刚体导引:当机构的原动件做简单运动时,要求刚体连续地变换其位置。
(2)函数变换:使机构某从动件的运动参数为原动件运动参数的给定函数。
(3)轨迹复演:使连杆上某点的轨迹能近似地与给定曲线复合。
(4)瞬时运动量约束:按构件在某些特定位置时的运动量来设计机构的结构参数。
准点——符合预定条件的几个位置。
只要求几个位置处符合给定条件的机构综合方法称为准点法。
减小结构误差的途径是:合理确定准点的分布。
可按契比谢夫零值公式配置准点。
第三节学习本课的方法1.注意基本理论与基本方法之间的联系2. 用工程观点学习理论与基本方法3.注意加强感性认识和实践性环节第二章机构的结构分析第一节概述构成机构的基本要素——构件运动副运动链运动副:两构件间直接接触且能产生某些相对运动的联接称为运动副。
约束---对构件间运动的限制。
运动副元素—运动副参加接触的部分。
空间运动副和约束的关系。
平面机构中只有Ⅳ级副和Ⅴ级副。
(为什么?)低副---副元素为面接触(如移动副、转动副);高副----副元素为点(线)接触。
运动链---构件由运动副连接而成的系统。
机构—选定机架,给相应的原动件,其余构件作确定运动的运动链。
第1章绪论1.1复习笔记一、本课程研究的对象及内容1.本课程研究的对象本课程研究的对象是机械,机械是机器和机构的总称。
(1)机构是用来传递与变换运动和力的可动装置。
(2)机器是根据某种使用要求而设计的用来变换或传递能量、物料和信息的执行机械运动的装置,机器都是由各种机构组合而成的。
2.本书研究的内容本书研究的内容是有关机械的基本理论问题,具体包括以下几个方面:(1)机构结构分析的基本知识;(2)机构的运动分析;(3)机器动力学;(4)常用机构的分析与设计;(5)机械系统的方案设计。
二、学习机械原理课程的目的(1)机械工业是国家综合国力发展的基石,本课程是机械类专业的重要基础课程而且本课程的内容是有关机械的基础知识。
(2)为了创造出满足人们需求的新产品,需要创造型人才,而机械原理课程在培养机械方面的创造型人才中将起到不可或缺的重要作用。
三、如何进行机械原理课程的学习(1)搞清基本概念,理解基本原理,掌握机构分析和综合的基本方法。
(2)明确机械原理课程中对机械的研究的两大内容:①研究各种机构和机器所具有的一般共性问题;②研究各种机器中常用的一些机构的性能及其设计方法,以及机械系统方案设计的问题。
(3)培养自己运用所学的基本理论和方法去发现、分析和解决工程实际问题的能力,着重培养自己的创新精神和能力。
(4)坚持科学严谨的工作作风,认真负责的工作态度,讲求实效的工程观点。
四、机械原理学科发展现状简介现代机械的发展日新月异,对机械提出的要求越来越苛刻。
为适应生产发展的需要,当前在各类型机构和机械驱动方面的研究上取得了很大的进展。
在机械的分析和综合中日益广泛地应用了计算机并加强了对机械的实验研究。
总之,作为机械原理学科,其研究领域十分广阔,内涵非常丰富。
1.2课后习题详解本章无课后习题。
1.3名校考研真题详解本章内容只是对整个课程的一个总体介绍,基本上没有学校的考研试题涉及到本章内容,读者简单了解即可,不必作为复习重点,所以本部分也就没有选用考研真题。
2020年南京理工大学812机械原理之机械原理考研精品资料说明:本套考研资料由本机构多位高分研究生潜心整理编写,2020年考研初试首选资料。
一、南京理工大学812机械原理考研真题汇编1.南京理工大学812机械原理2004-2015年考研真题。
说明:分析历年考研真题可以把握出题脉络,了解考题难度、风格,侧重点等,为考研复习指明方向。
二、2020年南京理工大学812机械原理考研资料2.郑文纬《机械原理》考研相关资料(1)郑文纬《机械原理》[笔记+课件+提纲]①南京理工大学812机械原理之郑文纬《机械原理》考研复习笔记。
说明:本书重点复习笔记,条理清晰,重难点突出,提高复习效率,基础强化阶段首选资料。
②南京理工大学812机械原理之郑文纬《机械原理》本科生课件。
说明:参考书配套授课PPT课件,条理清晰,内容详尽,版权归属制作教师,本项免费赠送。
③南京理工大学812机械原理之郑文纬《机械原理》复习提纲。
说明:该科目复习重难点提纲,提炼出重难点,有的放矢,提高复习针对性。
(2)郑文纬《机械原理》考研核心题库(含答案)①南京理工大学812机械原理考研核心题库之郑文纬《机械原理》简答题精编。
②南京理工大学812机械原理考研核心题库之郑文纬《机械原理》计算题精编。
说明:本题库涵盖了该考研科目常考题型及重点题型,根据历年考研大纲要求,结合考研真题进行的分类汇编并给出了详细答案,针对性强,是考研复习首选资料。
(3)郑文纬《机械原理》考研模拟题[仿真+强化+冲刺]①2020年南京理工大学812机械原理考研专业课六套仿真模拟题。
说明:严格按照本科目最新专业课真题题型和难度出题,共六套全仿真模拟试题含答案解析。
②2020年南京理工大学812机械原理考研强化六套模拟题及详细答案解析。
说明:专业课强化检测使用。
共六套强化模拟题,均含有详细答案解析,考研强化复习首选。
③2020年南京理工大学812机械原理考研冲刺六套模拟题及详细答案解析。
第一章平面机构的结构分析研究机构的目的目的:1、探讨机构运动的可能性及具有确定运动的条件2、对机构进行运动分析和动力分析3、正确绘制机构运动简图运动副、运动链和机构1、运动副:两构件直接接触形成的可动联接(参与接触而构成运动副的点、线、面称为运动副元素)低副:面接触的运动副(转动副、移动副),高副:点接触或线接触的运动副注:低副具有两个约束,高副具有一个约束2、自由度:构件具有的独立运动的数目(或确定构件位置的独立参变量的数目)3、运动链:两个以上的构件以运动副联接而成的系统。
其中闭链:每个构件至少包含两个运动副元素,因而够成封闭系统;开链:有的构件只包含一个运动副元素。
4、机构:若运动链中出现机架的构件。
机构包括原动件、从动件、机架。
平面机构运动简图1、机构运动简图:用简单的线条和规定的符号来代表构件和运动副并按一定的比例表示各运动副的相对位置。
机构示意图:不按精确比例绘制。
2、绘图步骤:判断运动副类型,确定位置;合理选择视图,定比例μl;绘图(机架、主动件、从动件)平面机构的自由度1、机构的自由度:机构中各活动构件相对于机架的所能有的独立运动的数目。
F=3n - 2p L - p H (n指机构中活动构件的数目,p L指机构中低副的数目,p H指机构中高副的数目)自由度、原动件数目与机构运动特性的关系:1):F≤0时,机构蜕化成刚性桁架,构件间不可能产生相对运动2):F > 0时,原动件数等于F时,机构具有确定的运动; 原动件数小于机构自由度时,机构运动不确定; 原动件数大于机构自由度,机构遭到破坏。
2、计算自由度时注意的情况1)复合铰链:m个构件汇成的复合铰链包含m-1个转动副(必须是转动副,不能多个构件汇交在一起就构成复合铰链,注意滑块和盘类构件齿轮容易漏掉,另外机架也是构件。
2) 局部自由度:指某些构件(如滚子)所产生的不影响整个机构运动的局部运动的自由度。
解决方法:将该构件焊成一体,再计算。
3)虚约束:指不起独立限制作用的约束。
注:计算时应将虚约束去掉。
虚约束作用:虽不影响机构的运动,但可以增加构件的刚性。
注:平面机构的常见虚约束:(1)不同构件上两点间的距离保持恒定,若在两点间加上一个构件和两个运动副;类似的,构件上某点的运动轨迹为一直线时,若在该点铰接一个滑块并使其导路与该直线重合,将引进一个虚约束。
(2)两构件构成多个移动副且其导路相互平行,这时只有一个移动副起约束作用,其余移动副都是虚约束。
(3)两构件构成多个移动副且其轴线相互重合,这时只有一个转动副起约束作用。
(4)完全对称的构件注:如果加工误差太大就会使虚约束变为实际约束。
平面机构的组成原理和结构分析1、高副低代:在平面机构中用低副(转动副或移动副)代替高副的方法。
条件要求:代替前后机构的自由度、瞬时速度、瞬时加速度必须相同方法:用两个转动副和一个构件代替一个高副,这两个转动副分别位于高副两轮廓接触点的曲率中心。
特例:(1)两轮廓之一为直线,因直线曲率中心位于无穷远则演化为移动副(2)若两轮廓之一为一点,因点的曲率半径为零,所以曲率中心与该点重合2、杆组:不能再拆的最简单的自由度为零的构件组。
由p L=3/2 n(n=2,4,6…p L=3,6,9…)3、杆组的级别:由杆组中包含的最高级别封闭多边形来确定的。
Ⅱ级杆组由两个构件和3个低副组成的(有五种不同的形式),Ⅲ级杆组由4个构件和6个低副组成的,把由机架和原动件组成的机构称为Ⅰ级杆组注:按照杆组的概念,任何机构都可看成用零自由度的杆组依次联接到原动件和机架上去的方法组成4、结构分析:1)先除去虚约束和局部自由度,并高副低代,用箭头标出原动件2)从远离原动件的处开始拆杆组(先试拆Ⅱ级杆,如不能,再拆Ⅲ级杆等)3)接着在剩余的机构中重复(2)的步骤注:剩余机构不允许出现只属于一个构件的运动副和只有一个运动副的构件(原动件除外),因为前者将导入虚约束,而后者则产生局部自由度。
5、机构的级别:所拆的杆组的最高级别即为机构的级别。
注意:对于同一机构,取不同构件作为原动件时,可能拆分的结果不同,利用此性质可以变换机构级别,用低级机构代替高级机构。
6、增加自由度的方法:在适当位置添加一个构件和一个低副或用一个高副去代替一个低副。
7、含有齿轮副平面机构的自由度计算:齿轮中心被约束:计一个高副;齿轮中心未被约束:计一个低副。
例如:图(a)F=3×5-2×6-1×2=1图(b)F=3×5-2×7-1×0=18、高副低代如图:第二章平面机构的运动分析研究机构运动分析的目的和方法1、目的:确定构件的行程或机壳的轮廓;确定机械的工作条件;确定惯性力2、方法:①图解法:速度瞬心法、相对图解法②解析法③实验法速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用1、速度瞬心:两构件作相对运动时,其相对速度为零时的重合点称为速度瞬心,简称瞬心。
也就是两构件在该瞬时具有相同绝对速度的重合点。
绝对瞬心:两构件之一是静止构件;相对瞬心:两构件都运动注:两构件在任一瞬时的相对运动都可看成绕瞬心的相对运动。
2、机构瞬心的数目:N =K(K-1)/23、瞬心的求法:①定义法:(1)若两构件1、2以转动副相联接,则瞬心P12位于转动副的中心(2)若两构件1、2以移动副相联接,则瞬心P12位于垂直于导路线方向的无穷远处(3)若两构件1、2以高副相联接,若在接触点M处作纯滚动,则接触点M就是它们的瞬心;若在接触点M处有相对滑动,则瞬心位于过接触点M的公法线上②三心定理法:指作平面运动的三个构件共有三个瞬心,这三个瞬心必在一条直线上4、速度瞬心法在机构速度分析上的应用: ①铰链四杆机构: 注:两构件的角速度与其绝对速度瞬心至相对速度瞬心的距离成反比,P13在P34和P14的同一侧,因此W1和W3的方向相同;在之间时,方向相反。
②凸轮机构: ③曲柄滑块机构:④滑动兼滚动接触的高副机构:w2/w3=P31P32/P21P32注:角速度与连心线被轮廓接触点公法线所分割的两线段长度成反比。
用相对方程图解法求机构的速度和加速度1、同一构件上点间的速度和加速度的求法:(法向加速度与切向加速度矢量都用虚线表示) 注:(1)求E 点速度时,必须通过E 对C 和E 对B 的两个相对速度矢量方程式联立求解。
(2)速度影像和加速度影像只适用于同一构件上的各点,而不能应用于机构的不同构件上各点(3)对三级机构运动分析时,要借助特殊点(阿苏尔点)对机构的速度和加速度分析,阿苏尔点:任选两个两副构件,分别作该两构件的两个运动副中心连线,其交点就是特殊点(3个均取在三副构件上)2、组成移动副的两构件上重合点的速度和加速度:3413314131131331;P P P P v i l l P ωμωμωω===341314131331P P P P i ==∴ωω12113121P l v P P ωμ=⋅构件:12113121P l v P P ωμ=⋅构件:1222P v v =构件:注意:(1)哥氏加速度方向是相对速度沿W的转动方向转90度(2)例1中使用了扩大构件法,尽可能选择运动已知或运动方向已知的点为重合点。
(3)所求的点的速度和加速度都只是在这一机构位置时满足要求的点。
(4)一个具有确定运动的机构,其速度图的形状与原动件的速度大小无关,即改变原动件的速度时,速度多边形不变,但加速度多边形无此特性。
(5)速度瞬心法只能求速度而不能求加速度。
(6)求构件上任一点的速度,可先求出运动副处点的速度,再用速度影像求该点速度,加速度同上。
(书:例题2-2)用解析法作机构的速度和加速度分析1、解析法:先建立机构的位置方程,然后将位置方程对时间求导得速度方程和加速度方程。
2、常用的解析法:矢量法,复数矢量法,矩阵法(前两种用于二级机构求解,可直接求出所需的运动参数或表达式;矩阵法适用于计算机求解;三级机构需用数值逼近的方法求解)运动线图1、运动线图:指一系列位置的位移、速度、和加速度或角位移、角速度和角加速度对时间或原动件转角列成的表或画成的图。
注:(1)已知位移线图,可用计算机进行数字微分或图解微分直接作出相应的速度和加速度线图(2)已知加速度线图,可用数字积分或图解积分直接得出相应的速度和位移线图第三章平面连杆机构及其设计平面连杆机构的特点及其设计的基本问题1.平面连杆机构特点:优点:1)各构件以低副相连,压强小,易于润滑,磨损小;2)能由本身几何形状保持接触; 3)制造方便,精度高;4)构件运动形式的多样性,实现多种多样的运动轨迹。
缺点:1)机构复杂,传动积累误差较大(只能近似实现给定的运动规律;2)设计计算比较复杂;3)作复杂运动和往复运动的构件的惯性力难以平衡,常用于速度较低的场合。
2.三类基本问题:1. 实现构件的给定位置(亦称实现刚体导引) 2.实现已知的运动规律3.实现已知的运动轨迹3. 运动设计的方法:1.图解法;2.解析法;3.图谱法;4.实验模型法平面四杆机构的基本型式及其演化1.铰链四杆机构:所有运动副均为转动副的平面四杆机构称为铰链四杆机构,其它型式的平面四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而成的。
构成:机架,连架杆(曲柄、摇杆)、连杆;组成转动副的两构件能作整周相对转动该转动副称为整转副,否则为摆动副。
按照两连架杆的运动形式的不同,可将铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种类型。
注:(1)曲柄所联接的两个转动副均为整转副,而摇杆所联接的两个转动副均为摆动副。
(2)倒置机构:通过转换机架而得的机构。
依据是机构中任意两构件间的相对运动关系不因其中哪个构件是固定件而改变。
2. 转动副转化成移动副的演化3.偏心轮机构:若将转动副B的半径扩大到比曲柄AB的长度还要大,则曲柄滑块机构转化为偏心轮机构。
(扩大转动副)注:在含曲柄的机构中,若曲柄的长度很短,在柄状曲柄两端装设两个转动副存在结构设计方面的问题,故常常设计成偏心轮机构。
4、取不同构件作机架:5.各种不同的平面四杆机构都是通过“改换机架、转动副转化为移动副及改变移动副结构等演化而成的。
平面四杆机构的主要工作特性1.杆长之和条件:最短杆与最长杆长度之和小于等于其它两杆的长度之和。
2.转动副为整转副的充分必要条件:组成该转动副的两个构件中必有一个为最短杆,且四个构件的长度满足杆长之和条件。
3.四杆铰链运动链成为曲柄摇杆机构的条件:特例:若两个构件长度相等且均为最短时:(1)若另外两个构件长度不等,则不存在整转副(2)若另两个构件长度相等,则当两最短构件相时有三个整转副,相对时有四个整转副。
注:成为曲柄滑块机构的条件为:(其中e偏心距离)4.行程速度变化系数:K=从动件快行程平均速度/从动件慢行程平均速度(K大于等于1)极位夹角θ:当摇杆处于两极限位置时,对应的曲柄位置线所夹的角。