1構(gòu)件:具有確定運(yùn)動(dòng)的單元體組成的,這些運(yùn)動(dòng)單元體稱為構(gòu)件
零件:組成構(gòu)件的制造單元體
運(yùn)動(dòng)副:兩構(gòu)件直接接觸的可動(dòng)聯(lián)接
構(gòu)件的自由度:構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目
運(yùn)動(dòng)鏈:若干個(gè)構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副所構(gòu)成的系統(tǒng)
機(jī)架:固定的構(gòu)件
原動(dòng)件:機(jī)構(gòu)中做獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件
從動(dòng)件:機(jī)構(gòu)中除原動(dòng)件外其余的活動(dòng)構(gòu)件
運(yùn)動(dòng)鏈→機(jī)構(gòu):將運(yùn)動(dòng)鏈中的一個(gè)構(gòu)件固定著隆,并且它的一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件作給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)時(shí)攻晒,其余構(gòu)件便隨之作確定的運(yùn)動(dòng)踱阿,這樣運(yùn)動(dòng)鏈就成了機(jī)構(gòu)
2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖:表示機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡單圖形。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖必須與原機(jī)械具有完全相同的運(yùn)動(dòng)特性蛮浑。
示意圖:只為了表明機(jī)械的結(jié)構(gòu)娘荡,不按比例來繪制簡圖
3約束和自由度的關(guān)系:增加一個(gè)約束漾稀,構(gòu)件就失去一個(gè)自由度
4機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件:機(jī)構(gòu)自由度等于機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)
5瞬心:在任一瞬間,兩構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)都可以看作是繞某一重合點(diǎn)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)牛曹,該重合點(diǎn)稱為他們的瞬心速度中心
絕對(duì)瞬心:運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上瞬時(shí)絕對(duì)速度為零的點(diǎn)
相對(duì)瞬心:兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上瞬時(shí)絕對(duì)速度相等的重合點(diǎn)
6摩擦力增大并不是運(yùn)動(dòng)副元素材料間摩擦因數(shù)發(fā)生了變化,而是運(yùn)動(dòng)副元素的幾何結(jié)構(gòu)形狀發(fā)生變化所致。
7摩擦圓:對(duì)于一具體的軸頸池户,r和fv為定值,因此ρ為定值凡怎,以軸心O為圓心校焦,ρ為半徑做一圓,該圓成為摩擦圓统倒。
8機(jī)械自鎖:由于摩擦的存在寨典,會(huì)出現(xiàn)無論施加多大的驅(qū)動(dòng)力,都不能使機(jī)械沿驅(qū)動(dòng)方向產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象房匆。? 自鎖條件:η≤0 機(jī)械發(fā)生自鎖
9連桿機(jī)構(gòu)(低副機(jī)構(gòu)):若干個(gè)構(gòu)件通過低副聯(lián)接所組成的機(jī)構(gòu)
10平面四桿機(jī)構(gòu)基本形式:鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)
11曲柄:在兩連桿中能做整周回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
搖桿:只能在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)的構(gòu)件
周轉(zhuǎn)副:將兩構(gòu)件能做360°相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副
擺動(dòng)副:不能將兩構(gòu)件能做360°相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副
12鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件:1最短桿與最長桿長度之和小于或等于其他兩桿長度之和? 2連架桿和機(jī)架中有一桿是最短桿
13最短桿為連桿時(shí)耸成,該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu);最短桿為連架桿時(shí)浴鸿,該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)井氢;最短桿為機(jī)架時(shí),該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)岳链;
14有急回運(yùn)動(dòng):θ≠0時(shí)花竞,偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)
無急回運(yùn)動(dòng):對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)
15死點(diǎn)位置:壓力角為90°,傳動(dòng)角為0°宠页。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)左胞,當(dāng)滑塊為原動(dòng)件時(shí),存在死點(diǎn)位置举户。
16凸輪機(jī)構(gòu)(高副機(jī)構(gòu)):是由凸輪烤宙、從動(dòng)件、機(jī)架及附屬裝置組成的一種高副機(jī)構(gòu)
17齒輪作用:傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力
齒輪特點(diǎn):傳動(dòng)功率大俭嘁,效率高躺枕,傳動(dòng)比精確,使用壽命長供填,工作安全可靠拐云,要求有較高的制造安裝精度,且成本高
18共軛齒廓:兩齒輪相互接觸傳動(dòng)近她,并能實(shí)現(xiàn)預(yù)定傳動(dòng)比規(guī)律的一對(duì)齒廓叉瘩。(互相嚙合的齒廓均為共軛齒廓)
19齒廓嚙合基本定律:任一瞬時(shí)相互嚙合傳動(dòng)的一對(duì)齒輪,其傳動(dòng)比都與兩嚙合齒廓接觸點(diǎn)公法線分兩齒輪連心線的兩線段長成反比粘捎。
20嚙合節(jié)點(diǎn):兩齒廓接觸點(diǎn)處公法線與兩輪連心線的交點(diǎn)
21一對(duì)漸開線圓柱齒輪的重合度定義:實(shí)際嚙合線段與齒輪法向齒距之比薇缅。
增大重合度對(duì)提高齒輪傳動(dòng)的承載能力具有重要意義危彩。
重合度隨齒數(shù)增大而增大。
22一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)泳桦,節(jié)圓與分度圓不重合汤徽,分度圓的大小取決于模數(shù)齒數(shù),節(jié)圓大小取決于中心距灸撰。
23漸開線齒廓嚙合的定傳動(dòng)比性:兩齒輪在任意點(diǎn)K嚙合谒府,其公法線nn必為定直線,其與O1O2線交點(diǎn)必為定點(diǎn)浮毯,則兩輪傳動(dòng)比為常數(shù)完疫。
24漸開線齒輪傳動(dòng)間的可分性:漸開線齒輪的傳動(dòng)比又與兩輪基圓半徑成反比。
第四章 平面機(jī)構(gòu)的力分析
1.基本概念: “靜力分析”亲轨、“動(dòng)力分析”及“動(dòng)態(tài)靜力分析” 趋惨、“平衡力”或“平衡力矩”、 “摩擦角”惦蚊、“摩擦錐”、 “當(dāng)量摩擦系數(shù)”和“當(dāng)量摩擦角”(引入的意義)讯嫂、“摩擦圓”蹦锋。
2.各種構(gòu)件的慣性力的確定:
①作平面移動(dòng)的構(gòu)件;
②繞通過質(zhì)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件欧芽;
③繞不通過質(zhì)心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件莉掂;
④作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。
3.機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析的方法和步驟千扔。
4.總反力方向的確定:
根據(jù)兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì))方向憎妙,正確地確定總反力的作用方向是本章的難點(diǎn)之一。
移動(dòng)副(斜面摩擦曲楚、槽面摩擦):總反力Rxy總是與相對(duì)速度vyx 之間呈90°+φ的鈍角厘唾;
斜面摩擦問題的分析方法是本章的重點(diǎn)之一。
槽面摩擦問題可通過引入當(dāng)量摩擦系數(shù)及當(dāng)量摩擦角的概念龙誊,將其簡化為平面摩擦問題抚垃。運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀不同,引入的當(dāng)量摩擦系數(shù)也不同趟大,由此使得運(yùn)動(dòng)副元素之間的摩擦力不同鹤树。
轉(zhuǎn)動(dòng)副:總反力Rxy總是與摩擦圓相切。它對(duì)鉸鏈中心所形成的摩擦力矩Mfxy=Rxy·ρ逊朽。方向與相對(duì)角速度ωyx的方向相反罕伯。Rxy的確切方向需從該構(gòu)件的力平衡條件中得到。
平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算
F=3n-(2pl+ph)
n為機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目叽讳;pl為低副數(shù)追他;ph為高副數(shù)
*空間機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算
F=6n-(5p5+ap4+3p3+2p2+p1)
n為機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目坟募;p1為Ⅰ級(jí)副;p2為Ⅱ級(jí)副湿酸;p3為Ⅲ級(jí)副婿屹;p4為Ⅳ級(jí)副;p5為Ⅴ級(jí)副推溃。
計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)注意事項(xiàng):
1昂利、要正確計(jì)算運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目
(1) 由m個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈,有(m-1)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副铁坎。
(2) 如果兩構(gòu)件多處接觸構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副蜂奸,且轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合;或者在多處接觸而構(gòu)成移動(dòng)副硬萍,且移動(dòng)方向彼此平行扩所;或者兩構(gòu)件構(gòu)成平面高副,且各接觸點(diǎn)公法線彼此重合朴乖,則都只能算作一個(gè)運(yùn)動(dòng)副(一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副祖屏,一個(gè)移動(dòng)副,一個(gè)平面高副)
(3) 如果兩構(gòu)件在多處相接觸構(gòu)成平面高副买羞,而在各接觸點(diǎn)處的公法線方向彼此不重合袁勺,就構(gòu)成了復(fù)合高副,它相當(dāng)于一個(gè)低副畜普。
2期丰、要除去局部自由度
在有些機(jī)構(gòu)中,某些構(gòu)件所產(chǎn)生的局部運(yùn)動(dòng)并不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)吃挑,則稱這種局部運(yùn)動(dòng)的自由度為局部自由度钝荡。
3、要除去虛約束
在機(jī)構(gòu)中舶衬,有些運(yùn)動(dòng)副帶入的約束對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)只起重復(fù)約束作用埠通,特把這類約束稱為虛約束。
——帶入虛約束發(fā)生在下列情況:
1) 機(jī)構(gòu)中约炎,如果用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接的是兩構(gòu)件上運(yùn)動(dòng)軌跡相重合的點(diǎn)植阴,則該連接將帶入1個(gè)虛約束。
2) 機(jī)構(gòu)中圾浅,如果用雙轉(zhuǎn)動(dòng)副桿連接的梁運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上某兩點(diǎn)之間的距離適中保持不變得兩點(diǎn)掠手,也將帶入1個(gè)虛約束。
3) 機(jī)構(gòu)中狸捕,不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞的重復(fù)部分所帶入的約束為虛約束喷鸽。?
如:設(shè)機(jī)構(gòu)重復(fù)部分的構(gòu)件數(shù)為n,低副數(shù)為p1灸拍,高副數(shù)為ph做祝,則重復(fù)部分帶入的虛約束p為
p=2p1+ph-3n
機(jī)構(gòu)組成原理:任何機(jī)構(gòu)都可以看作由若干個(gè)基本桿組一次連接于原動(dòng)件和機(jī)架上而構(gòu)成的砾省。
基本桿組(阿蘇爾桿組,簡稱桿組):不能再拆的最簡單的自由度為零的構(gòu)件組混槐。
※在桿組并接時(shí)编兄,不能將同一桿組的各個(gè)外接運(yùn)動(dòng)副接于同一構(gòu)件上,否則將起不到增加桿組的作用声登。
組成平面結(jié)構(gòu)的基本桿組條件:
3n-2pl-ph=0
n為基本桿組中的構(gòu)件數(shù)狠鸳,pl為低副數(shù),ph為高副數(shù)悯嗓。
平面基本桿組中全為低副件舵,則ph=0;
3n-2pl=0或n/2=pl/3
Ⅱ級(jí)桿組:由2個(gè)構(gòu)件和3個(gè)低副構(gòu)成的脯厨。
Ⅲ級(jí)桿組:由4個(gè)構(gòu)件和6個(gè)低副且都有一個(gè)包含3個(gè)低副的構(gòu)件構(gòu)成的铅祸。
Ⅰ級(jí)機(jī)構(gòu):只由機(jī)架和原動(dòng)件構(gòu)成的機(jī)構(gòu)(如:杠桿機(jī)構(gòu)、斜面機(jī)構(gòu))
Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu):由最高級(jí)別為Ⅱ級(jí)組的基本桿組構(gòu)成的機(jī)構(gòu)合武。
Ⅲ級(jí)機(jī)構(gòu):由最高級(jí)別為Ⅲ級(jí)組的基本桿組組成的機(jī)構(gòu)临梗。
同一機(jī)構(gòu)因所取的原動(dòng)件不同,有可能成為不同級(jí)別的機(jī)構(gòu)稼跳;
當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件確定后夜焦,桿組的拆法和機(jī)構(gòu)的級(jí)別即為一定。
*高副低代:將機(jī)構(gòu)中的高副根據(jù)一定的條件虛擬地以低副加以取代岂贩。
進(jìn)行高副低代必須滿足的條件:
(1) 代替前后機(jī)構(gòu)的自由度完全相同;
(2) 代替前后機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度完全相同