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1、-绪论一、研究对象1、机械：机器和机构的总称机器三个特征：人为的实物组合不是天然形成的；各运动单元具有确定的相对；必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。机器的组成：原动机、工作机、传动局部、自动控制工作机机构：有两特征。很显然，机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。2、概念构件：运动单元体零件：制造单元体构件可由一个或几个零件组成。机架：机构中相对不动的构件原动件：驱动力或力矩所作用的构件。输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。输出构件机构：能实现预期的机械
2、运动的各构件包括机架的根本组合体称为机构。二、研究容：1、机构的构造和运动学：机械的组成；机构运动的可能性和确定性；分析运动规律。2、机构和机器动力学：力运动的关系F=ma功能3、要求：解决二类问题：分析：构造分析，运动分析，动力分析综合设计：运动要求，功能要求。新的机器。第一章平面机构的构造分析一教学要求1、了解课程的性质与容，能根据实物绘制机构运动简图2、熟练掌握机构自由度计算方法。了解机构组成原理二教学的重点与难点1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图2、自由度计算，虚约束，高副低代三教学容1-1 机构构造分析的目的和方法研究机构的组成原理和机构运动的可能性以及运动确定的条件1-2 机构
3、的组成机构是由构件组成的。一、运动副：构件间的可动联接。既保持直接接触，又能产生一定的相对运动高副：点线接触低副：面接触运动副元素自由度：构件含有独立运动的数目约束：对独立运动的限制低副：2个约束，1个自由度高副：1个约束，2个自由度低副：转动副：两个构件间不能作旋转运动的运动副；移动副：两个构件间不能作移动运动的运动副。高副：齿轮副；凸轮副。二、运动链、机构1、运动链：两个以上构件通过运动副联接而成的系统平面运动链；空间运动链根据各构件间的相对运动为平面运动还是空间运动分类2、机构从运动链角度：1、对一个运动链2、选一构件为机架3、确定原动件一个或数个4、原动件运动时，从动件有确定的运动。1
4、-3 平面机构运动简图一、用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简图。二、绘制：1、运动副的符号转动副：移动副：齿轮副：凸轮副：2、构件杆：3、机构运动简图的绘制，模型，鄂式破碎机1分析机构，观察相对运动；2找出所有的构件与运动副；3选择合理的位置，即能充分反映机构的特性；4确定比例尺，5用规定的符号和线条绘制成间图。从原动件开场画1-4 平面机构的自由度机构的自由度：机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。一、计算机构自由度设n个活动构件，PL个低副，PH个高副二、机构具有确定运动的条件原动件数F，机构破坏原动件数=机构自由度铰链五杆机构：原动
5、件数0, 原动件数=F，运动确定原动件数F，机构破坏三、计算F时注意问题1复合铰链m-1例：2局部自由度与输出件运动无关的自由度称局部自由度3虚约束：在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。图1-15作业：P498，题1-1，1-2，1-3，1-4。平面机构的虚约束常出现于以下情况：1不同构件上两点间的距离保持恒定2两构件构成各个移动副且导路互相平行3两构件构成各个转动副且轴线互相重合4在输入件与输出件之间用多组完全一样的运动链来传递运动见课本P14例：计算自由度先看有无考前须知，复合铰链，再看有几个构件1、2、，其中B、C为复合铰链。第二章平
6、面机构的运动分析一教学要求1、能根据实物绘制机构运动简图2、熟练掌握机构自由度计算方法。了解机构组成原理3、了解平面机构运动分析的方法，掌握瞬心法对机构进展速度分析4、熟练掌握相对运动图解法二教学的重点与难点1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图2、自由度计算，虚约束，高副低代3、瞬心的概念及求法4、矢量方程，速度和加速度多边形，哥氏加速度，影像法三教学容2-1 研究机构运动分析的目的和方法一、目的：在设计新的机械或分析现有机械的工作性能副，都必须首先计算其机构的运动参数。二、方法：图解法：形象直观，精度不高，速度瞬心法，相对运动图解法解析法：较高的精度，工作量大实验法：2-2 速度瞬心法及其
7、在机构速度分析上的应用一、速度瞬心：两构件上相对速度为零的重合点：瞬时绝对速度一样的重合点。相对速度瞬心：两构件都是运动的绝对速度瞬心：两构件之一是静止的i,j Pij由理论力学可知，任一时刻，刚体1和2的相对运动可以看作是纯一重合点的转动，设该重点点为P12图示位置，现在确定1，2重合点A的相对运动方向，即相对速度方向，称重合点P12为瞬时回转中心，或速度瞬心。二、机构中瞬心的数目： k构件数三、瞬心位置确实定1、假设两构件的相对运动，用定义确定2、形成运动副的两构件用定义转动副： 移动副： 高副：纯滚动3、不形成运动副的两构件三心定理三心定理：作平面运动的三个构件共有3个瞬心，它们位于同一
8、直线上。P23位于P12、P13的连线上为方便起见，设1固定不动P12A， P13BM代表P23，设M不在AB连线上，方向AM，方向BM显然，与方向不一致，M点不是瞬心M必须在AB连线上M点具体在AB上哪一个位置，由与大小相等的关系式确定例：P12B，P23C，P34D，P14AP13：P13、P12、P23共线；P13、P14、P34共线。P24：P24、P12、P14共线；P24、P23、P34共线。四、利用瞬时对机构进展运动分析例：图示机构中，构件2，以逆时针方向转动。求：机构的全部瞬心位置；从动件4的速度。解：1、画机构运动简图，取2、求瞬心P12A，P23B，P34C，P14无空道处
9、P13：P13、P12、P23共线；P13、P14、P34共线P24：P24、P12、P14共线；P24、P23、P34共线3、从动件4的速度例：凸轮以匀速逆时针转动，求该位置时从动件2的速度。解：1、取作机构运动简图 2、求瞬心，共线：P13A；P23CD无究道处；P12接触点公法线上 注意：V；构件数图较少时用。P12O，作业：P505： 21，22，2323 用相对运动图解法求机构的速度和加速度相对运动图解法：用相对运动原理列出构件上点与点之间的相对运动矢量方程，然后作图求解矢量方程。速度，加速度用基点法求刚体的运动度复习：相对运动原理。1刚体构件的平面运动分解为随基点的平动加上绕基点的
10、转动。2点的速度合成定理：动点在*瞬时的绝对速度等于它在该瞬时的牵连速度与相对速度的矢量和重合点法绝对运动 = 牵连运动 + 相对运动动点对静系的运动 动系对静系的运动 动点对动系点的运动 刚体运动 点的运动动系平动：错误！无效。动系转动：一、在同一构件上点间的速度和加速度的求法基点法机构各构件的长度，求：。解：1定轴转动；2平面一般运动平动，转动，3定轴转动。取作机构运动简图。1、求速度和角速度方向CD AB BC大小 ？ ？， 方向 ？BEEC大小 ？ ？ , 方向：顺时针，逆时针在速度多边形中，bce和BCE相似图形bce为 BCE的速度影响像。速度影像的用处：在速度多边形中：P极点，注
11、意：速度影像只能应用于同一构件上的各点。2、求加速度，角加速度或方向CD CD BA AB CB BC大小 ，大小。求：方向 ？ b EB BE大小 ？ ， 加速度多边形中：同理：和BCE相似 称为BCE的加速度影像。用处：注意：只用于机构中同一构件上各点。为极点。作业：P506：2-4，2-5二、组成移动副两构件的重合点间的速度和加速度的求法重合点法机构位置，尺寸，等角速求。解：1、取作机构运动简图2、求角速度方向 BC AB BC大小 ？ ？，顺时针 3、求角加速度方向 BC BC BA BC BC大小 ？ ？方向：将沿转动90。，逆时针举例： ：机械各构件的长度，等角速度求：滑块E， 导
12、杆4，取作机构运动简图解：1方向 B4CABB4C 大小 ？ ？方向：顺时针构件5：2 方向 *-*CD ED大小 ？ ？3方向 B4CB4CBAB4C上 B4C大小 ？ ？方向：逆时针4 方向 *-* ED ED大小 ？ ？作业：P506 2-7，2-8，2-102-4 用解析法求机构的位置、速度和加速度简介复数矢量法：是将机构看成一封闭矢量多边形，并用复数形式表示该机构的封闭矢量方程式，再将矢量方程式分别对所建立的直角坐标系取投影。先复习：矢量的复数表示法：各杆长分别为求：解：1、位置分析，建立坐标系。，封闭矢量方程式：以复数形式表示：a欧拉展开：实+i虚=实+i虚求出：2、速度分析：将式a对时间求导 b消去，两边乘按欧拉公式展开，取实部相等 同理求角速度为正表示逆时针方向，角速度为负表示顺时针方向。3、加速度分析：对b对时间求导。解析法在曲柄滑块机构和导杆机构中的应用，自学。第四章 凸轮机构及其设计一教学要求1、了解凸轮机构的特点，能按运动规律绘制S-曲线2、掌握图解法设计凸轮轮廓，了解凸轮机构的自锁、压力角与基圆半径的关系二教学的重点与难点1、常用运动规律的特点，刚性冲击，柔性冲击，S-曲线绘制2、凸轮轮廓设计原理反转法，自锁、压力角与基圆半径的概念三教学容41 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的分类：按凸轮形状分： 1盘形凸轮 2移动凸
