经典课件机械原理(课件).ppt
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机构运动分析—不考虑引起构件变形的外力、运动副中的间隙等因素,仅从几何角度研究已知原动件的运动规律,求解其它构件的运动。如点的轨迹、构件位置、速度和加速度等。①确定机构的位置(位形),绘制机构位置图2、速度分析①通过分析,了解从动件的速度变化规律是否满足工作要求。如牛头刨图解法—简单直观、精度低、求系列位置时繁琐1二、瞬心数目1举例:求曲柄滑块机构的速度瞬心1四、速度瞬心在机构速度分析中的应用2.求角速度。b)高副机构已知构件2的转速ω2,求构件3的角速度ω314、瞬心法的优缺点CCC二、同一构件上两点之间的运动关系cA速度多边形的性质速度多边形的用途由两点的速度求构件上任意点的速度2、同一构件上两点加速度之间的关系n’角加速度:α=atBA/lABe’三、不同构件上两点之间的运动关系OMVeOB②加速度关系3、不同构件上任意两点之间的运动关系四、用矢量方程图解法作机构速度和加速度分析利用速度影象与构件相似的原理,可求得影象点e。图解上式得p’c’b’:aC=μap’c’bQ3AA2.正确判断科式加速度的存在及其方向A第十六讲用解析法作机构的运动分析jj求一阶导数有:2.平面机构的运动分析整理后得:Asinθ3+Bcosθ3+C=0(4)整理后得:Dsinθ2+Ecosθ2+F=0(8)-ω2l2sin(θ2-θ3)=ω1l1sin(θ1-θ3)二、矩阵法2.速度分析将(14)式对时间求导得:3.加速度分析将(17)式对时间求导得以下矩阵方程:解析法作机构运动分析的关键:正确建立机构的位置方程。至于速度分析和加速度分析只不过是对位置方程作进一步的数学运算而已。本例所采用的分析方法同样适用复杂机构。全部为转动副第十七讲动态静力分析方法V=CV=CV≠CV≠CV≠CV≠CV≠CV≠CV≠C惯性系,静力平衡V第十八讲机构力分析的目的和方法二、机构力分析的目的三、机构力分析的方法如图机构中的连杆2,作用在质点系质心S上的惯性力和惯性力偶分别为:如图机构中的滑块3,作用在质心S上的惯性力为:①绕不通过质心的定轴转动的构件(如凸轮等),惯性力系为一作用在质心的惯性力和惯性力偶矩:假设已对机构作过运动分析,得出了惯性力,因为运动副中的反力对整个机构是内力,因此必须把机构拆成若干杆组分析,所拆得的杆组必须是静定的才可解。总结以上分析的情况:二、机构静态动力分析的步骤AAAA11第二十一讲研究机械中摩擦的目的v21F21=fN21Qa)求使滑块沿斜面等速上行所需水平力P二、螺旋副中的摩擦1、矩形螺纹螺旋中的摩擦P-螺纹拧紧时必须施加在中径处的圆周力,所产生的拧紧所需力矩M为:2、三角形螺纹螺旋中的摩擦三、转动副中的摩擦N21运动副总反力判定准则解题步骤小结:dρ机械运转时,所有作用在机械上的力都要做功,由能量守恒定律知:c)停车阶段ω→0结论:表简单传动机械和运动副的效率续表简单传动机械和运动副的效率复杂机械的机械效率计算方法:N1无论P多大,滑块在P的作用下不可能运动O当机械出现自锁时,无论驱动力多大,都不能运动,从能量的观点来看,就是驱动力所做的功永远≤由其引起的摩擦力所做的功。即:举例:(1)螺旋千斤顶,螺旋副反行程(拧松)的机械效率为:根据不同的场合,应用不同的机械自锁判断条件:第二十五讲凸轮机构的应用和分类内燃机气门机构靠弹簧力封闭r1第二十六讲推杆的运动规律边界条件:凸轮转过推程运动角δ0-从动件上升h凸轮转过回程运动角δ’0-从动件下降h同理得回程运动方程:s=h(1-δ/δ’0)c)五次多项式运动规律2、三角函数运动规律sδ二、选择运动规律高速重载凸轮要选Vmax和amax比较小的理由:1、凸轮廓线设计方法的基本原理Ar0对心直动平底推杆凸轮机构中,已知凸轮的基圆半径r0,角速度ω和推杆的运动规律,设计该凸轮轮廓曲线。e摆动尖顶推杆凸轮机构中,已知凸轮的基圆半径r0,角速度ω,摆动推杆长度l以及摆杆回转中心与凸轮回转中心的距离d,摆杆角位移方程,设计该凸轮轮廓曲线。2πR1Ays03.3摆动滚子推杆盘形凸轮机构第二十八讲凸轮机构基本尺寸的确定1、凸轮机构的压力角称αc=arctg[1/(1+2b/l)tgφ2]-φ1为临界压力角P点为相对瞬心:αmax3、滚子半径的确定可用求极值的方法求得ρmin,1ds/dδ小结:在进行凸轮廓线设计之前,需要先确定r0,而在定r0时,应考虑结构条件(不能太小)、压力角、工作轮廓是否失真等因素。在条件允许时,应取较大的导轨长度L和较小的悬臂尺寸b。对滚子推杆,应恰当选取rr,对平底推杆,应确定合适的平底长度l。还要满足强度和工艺性要求。第三十三讲齿轮机构的应用和分类平面齿轮传动(轴线平行)准双曲面齿轮共轭齿廓:一对能实现预定传动比(i12=ω1/ω2)规律的啮合齿廓。——应