機(jī)械原理教學(xué)輔導(dǎo)與習(xí)題解答(第二版)
定 價(jià):35 元
叢書(shū)名:北京市高等教育精品教材立項(xiàng)項(xiàng)目
- 作者:郭衛(wèi)東主編
- 出版時(shí)間:2013/2/1
- ISBN:9787030364975
- 出 版 社:科學(xué)出版社
- 中圖法分類(lèi):TH111
- 頁(yè)碼:262
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16開(kāi)
《機(jī)械原理教學(xué)輔導(dǎo)與習(xí)題解答(第二版)》是《機(jī)械原理(第二版)》(郭衛(wèi)東主編,科學(xué)出版社)的配套用書(shū),是教材的必要補(bǔ)充。
全書(shū)共11章,包括機(jī)構(gòu)的組成原理、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)、輪系、其他常用機(jī)構(gòu)、空間連桿機(jī)構(gòu)及機(jī)器人機(jī)構(gòu)、機(jī)械中的摩擦與機(jī)械效率、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)械的平衡、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。每章的內(nèi)容包括基本要求、重點(diǎn)與難點(diǎn)、典型例題、常見(jiàn)錯(cuò)誤、習(xí)題解答五部分。此外,附錄部分為北京航空航天大學(xué)和北京交通大學(xué)2010~2012年碩士研究生入學(xué)考試機(jī)械原理試題及解答!稒C(jī)械原理教學(xué)輔導(dǎo)與習(xí)題解答(第二版)》旨在幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程的基本概念、基本理論,特別是通過(guò)對(duì)“典型例題”、“常見(jiàn)錯(cuò)誤”、“習(xí)題解答”和“研究生入學(xué)考試試題及解答”的學(xué)習(xí),對(duì)于鞏固和提高學(xué)生機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)的能力大有幫助。
《機(jī)械原理教學(xué)輔導(dǎo)與習(xí)題解答(第二版)》可與《機(jī)械原理(第二版)》教材配套使用,也可單獨(dú)作為機(jī)械原理學(xué)習(xí)的輔助參考書(shū)。
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郭衛(wèi)動(dòng)主編的《機(jī)械原理教學(xué)輔導(dǎo)與習(xí)題解答(第2版普通高等教育機(jī)械類(lèi)國(guó)家級(jí)特色專(zhuān)業(yè)系列規(guī)劃教材)》是《機(jī)械原理(第二版)》(郭衛(wèi)東主編,科學(xué)出版社)的配套用書(shū),是教材的必要補(bǔ)充。全書(shū)共11章,包括機(jī)構(gòu)的組成原理、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)、輪系、其他常用機(jī)構(gòu)、空間連桿機(jī)構(gòu)及機(jī)器人機(jī)構(gòu)、機(jī)械中的摩擦與機(jī)械效率等。
目錄
前言
第1章 機(jī)構(gòu)的組成原理 1
1.1 基本要求 1
1.2 重點(diǎn)與難點(diǎn) 1
1.2.1 基本概念 1
1.2.2 正確繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 2
1.2.3 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 3
1.2.4 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 4
1.2.5 平面機(jī)構(gòu)的組成原理與結(jié)構(gòu)分析 5
1.2.6 平面機(jī)構(gòu)的高副低代 6
1.3 典型例題 6
1.4 常見(jiàn)錯(cuò)誤 10
1.5 習(xí)題解答 13
第2章 平面連桿機(jī)構(gòu) 22
2.1 基本要求 22
2.2 重點(diǎn)與難點(diǎn) 22
2.2.1 平面連桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及其分類(lèi)方法 22
2.2.2 平面連桿機(jī)構(gòu)的工作特性 22
2.2.3 平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 24
2.2.4 平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
2.3 典型例題 25
2.4 常見(jiàn)錯(cuò)誤 30
2.5 習(xí)題解答 33
第3章 凸輪機(jī)構(gòu) 45
3.1 基本要求 45
3.2 重點(diǎn)與難點(diǎn) 45
3.2.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用與分類(lèi) 45
3.2.2 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其選擇 45
3.2.3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì) 46
3.2.4 凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)選擇 49
3.2.5 高速凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 51
3.3 典型例題 52
3.4 常見(jiàn)錯(cuò)誤 54
3.5 習(xí)題解答 56
第4章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 62
4.1 基本要求 62
4.2 重點(diǎn)與難點(diǎn) 62
4.2.1 齒廓嚙合基本定律 63
4.2.2 漸開(kāi)線 63
4.2.3 漸開(kāi)線齒廓的嚙合特性 64
4.2.4 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu) 64
4.2.5 斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu) 68
4.2.6 交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu) 70
4.2.7 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu) 70
4.2.8 圓錐齒輪機(jī)構(gòu) 71
4.3 典型例題 72
4.4 常見(jiàn)錯(cuò)誤 79
4.5 習(xí)題解答 81
第5章 輪系 90
5.1 基本要求 90
5.2 重點(diǎn)與難點(diǎn) 90
5.2.1 定軸輪系的傳動(dòng)比 90
5.2.2 周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比 91
5.2.3 混合輪系的傳動(dòng)比 92
5.3 典型例題 92
5.4 常見(jiàn)錯(cuò)誤 95
5.5 習(xí)題解答 97
第6章 其他常用機(jī)構(gòu) 108
6.1 基本要求 108
6.2 重點(diǎn)與難點(diǎn) 108
6.2.1 棘輪機(jī)構(gòu) 108
6.2.2 槽輪機(jī)構(gòu) 110
6.2.3 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 111
6.2.4 不完全擺線針輪機(jī)構(gòu) 111
6.2.5 螺旋機(jī)構(gòu) 111
6.2.6 萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié) 113
6.3 典型例題 113
6.4 常見(jiàn)錯(cuò)誤 120
6.5 習(xí)題解答 120
第7章 空間連桿機(jī)構(gòu)及機(jī)器人機(jī)構(gòu) 124
7.1 基本要求 124
7.2 重點(diǎn)與難點(diǎn) 124
7.2.1 空間機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算 124
7.2.2 空間機(jī)構(gòu)分析的常用坐標(biāo)變換 125
7.2.3 空間四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 128
7.2.4 機(jī)器人機(jī)構(gòu) 129
7.3 典型例題 129
7.4 常見(jiàn)錯(cuò)誤 133
7.5 習(xí)題解答 136
第8章 機(jī)械中的摩擦與機(jī)械效率 141
8.1 基本要求 141
8.2 重點(diǎn)與難點(diǎn) 141
8.2.1 運(yùn)動(dòng)副中的摩擦與自鎖 141
8.2.2 機(jī)械效率 142
8.3 典型例題 143
8.4 常見(jiàn)錯(cuò)誤 147
8.5 習(xí)題解答 151
第9章 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 161
9.1 基本要求 161
9.2 重點(diǎn)與難點(diǎn) 161
9.2.1 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的三個(gè)階段 161
9.2.2 機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型 161
9.2.3 機(jī)械系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)求解 162
9.2.4 周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 163
9.3 典型例題 164
9.4 常見(jiàn)錯(cuò)誤 170
9.5 習(xí)題解答 173
第10章 機(jī)械的平衡 193
10.1 基本要求 193
10.2 重點(diǎn)與難點(diǎn) 193
10.2.1 剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算 193
10.2.2 剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn) 193
10.2.3 機(jī)構(gòu)的平衡 193
10.3 典型例題 194
10.4 常見(jiàn)錯(cuò)誤 197
10.5 習(xí)題解答 200
第11章 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 206
11.1 基本要求 206
11.2 重點(diǎn)與難點(diǎn) 206
11.2.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)步驟 206
11.2.2 機(jī)構(gòu)的組合方式和特點(diǎn) 207
11.2.3 組合機(jī)構(gòu)的概念類(lèi)型、特點(diǎn)、功能及組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 207
11.2.4 機(jī)構(gòu)選型及機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 208
11.2.5 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的類(lèi)型及繪制 210
11.3 典型例題 212
11.4 常見(jiàn)錯(cuò)誤 221
11.5 習(xí)題解答 222
參考文獻(xiàn) 227
附錄1 北京航空航天大學(xué)2010年碩士研究生入學(xué)考試試題及解答 228
附錄2 北京航空航天大學(xué)2011年碩士研究生入學(xué)考試試題及解答 232
附錄3 北京航空航天大學(xué)2012年碩士研究生入學(xué)考試試題及解答 236
附錄4 北京交通大學(xué)2010年碩士研究生入學(xué)考試試題及解答 241
附錄5 北京交通大學(xué)2011年碩士研究生入學(xué)考試試題及解答 248
附錄6 北京交通大學(xué)2012年碩士研究生入學(xué)考試試題及解答 255
第1章 機(jī)構(gòu)的組成原理
<br>1.1 基本要求
<br>(1)了解機(jī)構(gòu)的組成要素。
<br>(2)掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法。能夠?qū)?shí)際機(jī)構(gòu)或機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖繪制成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)
<br>圖;能看懂各種復(fù)雜機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖;能用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表達(dá)自己的設(shè)計(jì)構(gòu)思。
<br>(3)掌握運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)的條件。
<br>(4)熟練掌握機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法。能自如地運(yùn)用自由度計(jì)算公式計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度,
<br>尤其是平面機(jī)構(gòu)的自由度。能準(zhǔn)確識(shí)別出機(jī)構(gòu)中存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束,并作
<br>出正確處理。
<br>(5)掌握機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析的方法。了解高副低代的方法;會(huì)判斷桿組、桿組的
<br>級(jí)別和機(jī)構(gòu)的級(jí)別;學(xué)會(huì)將?級(jí)、?級(jí)機(jī)構(gòu)分解為機(jī)架、原動(dòng)件和若干基本桿組的方法。
<br>1.2 重點(diǎn)與難點(diǎn)
<br>本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)
<br>算和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析,其中機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制和平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算是學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)和
<br>必須正確熟練掌握的內(nèi)容。
<br>1.2.1 基本概念
<br>根據(jù)本章的知識(shí)要點(diǎn)提出以下基本概念,為了便于掌握,將相關(guān)概念成組列出。讀者應(yīng)通
<br>過(guò)比較,掌握各概念的定義、特點(diǎn)以及相關(guān)概念間的不同點(diǎn)和相互間的聯(lián)系。
<br>1.構(gòu)件
<br>構(gòu)件是機(jī)器中獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元體,是組成機(jī)構(gòu)的基本要素之一。零件是機(jī)器中加工制造
<br>的單元體。一個(gè)構(gòu)件可以是一個(gè)零件,也可以是由若干個(gè)零件剛性連接在一起的一個(gè)獨(dú)立運(yùn)
<br>動(dòng)的整體。
<br>2.運(yùn)動(dòng)副
<br>運(yùn)動(dòng)副是由兩構(gòu)件直接接觸構(gòu)成的可動(dòng)連接,是組成機(jī)構(gòu)的又一基本要素。由運(yùn)動(dòng)副的
<br>定義可以看出運(yùn)動(dòng)副的基本特征如下:
<br>(1)兩構(gòu)件具有一定的接觸表面,而參與接觸的表面稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)副元素。
<br>(2)兩構(gòu)件能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
<br>因此,運(yùn)動(dòng)副可按下述情況分類(lèi):
<br>(1)根據(jù)兩構(gòu)件的接觸情況分為高副和低副,其中通過(guò)點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為高副,以
<br>面接觸的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為低副。
<br>(2)按構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件之間所能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的形式分為轉(zhuǎn)動(dòng)副(又稱(chēng)為鉸鏈)、移動(dòng)
<br>副、螺旋副和球面副等。
<br>3.運(yùn)動(dòng)鏈
<br>運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)莾蓚(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而構(gòu)成的相對(duì)可動(dòng)的系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)鏈可以
<br>是首末封閉的閉鏈,也可以是未封閉的開(kāi)鏈。
<br>4.機(jī)構(gòu)
<br>機(jī)構(gòu)是一種用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力的可動(dòng)裝置。從運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)看,機(jī)構(gòu)是具有確定相對(duì)運(yùn)
<br>動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件組合體。從機(jī)構(gòu)的組成來(lái)看,機(jī)構(gòu)是具有一個(gè)固定構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)鏈。
<br>機(jī)構(gòu)中的固定構(gòu)件或相對(duì)固定的構(gòu)件稱(chēng)為機(jī)架,它可以作為研究運(yùn)動(dòng)時(shí)的參考坐標(biāo)系。
<br>機(jī)構(gòu)中按給定的已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件稱(chēng)為原動(dòng)件或主動(dòng)件,而其余隨原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的
<br>可動(dòng)構(gòu)件稱(chēng)為從動(dòng)件,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
<br>1.2.2 正確繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
<br>機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖是設(shè)計(jì)者研究分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一個(gè)重要工具。因此,運(yùn)動(dòng)
<br>簡(jiǎn)圖應(yīng)能正確表達(dá)出機(jī)構(gòu)的構(gòu)件組成和構(gòu)件間相連接的運(yùn)動(dòng)副,即表達(dá)出機(jī)構(gòu)的組成形式,顯
<br>示出設(shè)計(jì)方案。要求準(zhǔn)確表達(dá)出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性和標(biāo)注出相關(guān)的運(yùn)動(dòng)尺寸。
<br>1.繪制運(yùn)動(dòng)副時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
<br>(1)繪制轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)副的位置是關(guān)鍵:代表轉(zhuǎn)動(dòng)副小圓的圓心必須與回轉(zhuǎn)中心重合;
<br>兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副中心連線的長(zhǎng)度一定要精確。
<br>偏心輪和圓弧形滑塊是轉(zhuǎn)動(dòng)副的特殊形式。它們的繪制是易錯(cuò)點(diǎn)。繪制時(shí)關(guān)鍵是要找出
<br>相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心,具體可見(jiàn)典型例題分析中的例題1.1。
<br>(2)繪制移動(dòng)副時(shí),導(dǎo)路的方向和位置是關(guān)鍵。必須注意:代表移動(dòng)副的滑塊,其導(dǎo)路的
<br>方向必須與相對(duì)移動(dòng)的方向一致;導(dǎo)路間的夾角要精確,并要標(biāo)注(見(jiàn)圖1.1);轉(zhuǎn)動(dòng)副到移動(dòng)
<br>副導(dǎo)路間的距離要精確,若某一構(gòu)件分別以轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副與另兩個(gè)構(gòu)件相連接,且轉(zhuǎn)動(dòng)副的
<br>回轉(zhuǎn)中心不在移動(dòng)副的導(dǎo)路上,則應(yīng)標(biāo)出轉(zhuǎn)動(dòng)副到導(dǎo)路的距離,即偏心距e(見(jiàn)圖1.2)。
<br>2.繪制構(gòu)件時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
<br>(1)任意形狀的構(gòu)件,當(dāng)它只以?xún)蓚(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與其他構(gòu)件相連接,且外形輪廓也不以高副與
<br>其他構(gòu)件相接觸時(shí),簡(jiǎn)圖中只需以?xún)蓚(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副幾何中心的連線代表此構(gòu)件。
<br>(2)盡量減少構(gòu)件前后重疊時(shí)虛線可能引起的誤會(huì)。例如,有時(shí)可變通地把小齒輪或外
<br>形小的凸輪等移至大齒輪的前面,即畫(huà)成實(shí)線,這在機(jī)械制圖中是絕對(duì)不允許的,但在繪制運(yùn)
<br>動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí),只要不影響表達(dá)機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)特性,這種變通是允許的。
<br>(3)當(dāng)同一軸上安裝若干零件時(shí),必須明確表明哪些零件為同一構(gòu)件。當(dāng)不便以焊接符
<br>號(hào)表示時(shí),還可用構(gòu)件編號(hào)來(lái)表達(dá),即不同構(gòu)件標(biāo)不同編號(hào),同一構(gòu)件中的不同零件(如固連于
<br>同一軸上的大、小齒輪或齒輪與凸輪)則標(biāo)以同樣的構(gòu)件編號(hào),并在編號(hào)右上角加不同的撇號(hào)
<br>以示區(qū)別,如3?、3?。
<br>3.繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
<br>1)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖與機(jī)構(gòu)示意圖的區(qū)別
<br>當(dāng)設(shè)計(jì)者只是為了表達(dá)機(jī)構(gòu)的組成、討論初步的設(shè)計(jì)構(gòu)思、表達(dá)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作原理而不需精
<br>確進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)計(jì)算時(shí),可不必嚴(yán)格地按比例繪制運(yùn)動(dòng)副的精確位置和構(gòu)件的準(zhǔn)確尺
<br>寸,只需繪制機(jī)構(gòu)示意圖。在作定量的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析時(shí),則必須嚴(yán)格按比例繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)
<br>動(dòng)簡(jiǎn)圖。
<br>2)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制
<br>機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制是本章的一個(gè)重點(diǎn),也是一個(gè)難點(diǎn),一般可按下列步驟進(jìn)行:
<br>(1)分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),確定構(gòu)件數(shù)目。首先要弄清機(jī)構(gòu)的實(shí)際構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)情況,確定其原動(dòng)
<br>部分和工作部分(即直接執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)的部分和最后輸出運(yùn)動(dòng)的部分),然后再明確兩者之間
<br>的傳動(dòng),從而確定該機(jī)構(gòu)是由多少個(gè)構(gòu)件組成的。
<br>(2)確定運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型和數(shù)目。根據(jù)各構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)和接觸情況,確定構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)副
<br>類(lèi)型。
<br>(3)選視圖、選位置、選比例,用規(guī)定符號(hào)表達(dá)運(yùn)動(dòng)副。首先,為了將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)表示清楚,
<br>需要恰當(dāng)?shù)剡x擇投影面,即選好視圖。一般選擇機(jī)構(gòu)中與多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面相平行的面為
<br>投影面。必要時(shí)也可以就機(jī)械的不同部分選擇兩個(gè)或兩個(gè)以上的投影面,然后展到同一圖面
<br>上;其次,為了清楚地表示出機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的相互關(guān)系,應(yīng)在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中選擇一個(gè)最一般
<br>的位置來(lái)繪制;再次,選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)谋壤;最后,按照?guī)定的符號(hào)將構(gòu)件間所形成的運(yùn)動(dòng)副
<br>表達(dá)出來(lái)。
<br>(4)用規(guī)定符號(hào)表達(dá)構(gòu)件。用簡(jiǎn)單線條將同一構(gòu)件上的運(yùn)動(dòng)副連接起來(lái),即表達(dá)出各構(gòu)
<br>件。最后標(biāo)示出機(jī)架(用斜線標(biāo)示)和原動(dòng)件(用箭頭標(biāo)示)。
<br>1.2.3 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件
<br>機(jī)構(gòu)的自由度是機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目。為了使機(jī)構(gòu)能按照一
<br>定的要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)變換和力的傳遞,當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件按照給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí),該機(jī)構(gòu)中其
<br>余各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)也都應(yīng)是完全確定的,即機(jī)構(gòu)必須具有確定的運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)確定的條件是機(jī)構(gòu)
<br>原動(dòng)件的數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度,否則機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)將不確定,或者就沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的可能性。因
<br>此,在分析現(xiàn)有機(jī)械或設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí),必須考察所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否滿(mǎn)足機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的
<br>條件。
<br>1.2.4 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算
<br>平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式為
<br>F =3n-2pL -pH (1.1)
<br>式中,F(xiàn) 為機(jī)構(gòu)的自由度;n 為機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目;pL 為機(jī)構(gòu)中低副的數(shù)目;pH 為機(jī)構(gòu)中
<br>高副的數(shù)目。
<br>為了使自由度F 計(jì)算正確,必須正確判斷機(jī)構(gòu)中n、pL 和pH 的數(shù)目,因此,應(yīng)特別注意處
<br>理好下列三種情況。
<br>1.復(fù)合鉸鏈
<br>復(fù)合鉸鏈?zhǔn)侵竷蓚(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接時(shí)組成的運(yùn)動(dòng)副。準(zhǔn)確識(shí)別復(fù)合
<br>鉸鏈的關(guān)鍵是要分清哪幾個(gè)構(gòu)件在同一處形成了轉(zhuǎn)動(dòng)副。圖1.3中列舉了一些較難辨別的情
<br>況。圖1.3(a)中,桿1、2與機(jī)架3組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副;圖1.3(b)中,桿1、2與滑塊3組成兩個(gè)轉(zhuǎn)
<br>動(dòng)副;圖1.3(c)中,桿1、擺塊2與機(jī)架3組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副;圖1.3(d)中,桿1、滑塊2、滑塊3組
<br>成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副;圖1.3(e)中,桿1、滑塊3、齒輪2組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副;圖1.3(f)中,齒輪1、擺塊2
<br>和機(jī)架3組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。
<br>復(fù)合鉸鏈的正確處理方法:若有m 個(gè)構(gòu)件在同一處形成復(fù)合鉸鏈,則其轉(zhuǎn)動(dòng)副的數(shù)目應(yīng)
<br>為m-1個(gè)。
<br>2.局部自由度
<br>局部自由度是機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度,它僅僅局限于該構(gòu)件本身,而并不影響其
<br>他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。局部自由度常發(fā)生在為減小高副磨損而將滑動(dòng)摩擦變成滾動(dòng)摩擦所增加的滾
<br>子處。圖1.4所示機(jī)構(gòu)中的滾子3繞其中心D 轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度就是局部自由度。若不作任何
<br>處理就簡(jiǎn)單地套用自由度計(jì)算公式,則得
<br>F =3n-2pL -pH =3 5-2 6-1=2
<br>計(jì)算結(jié)果比機(jī)構(gòu)的實(shí)際自由度數(shù)大,產(chǎn)生了與事實(shí)不符的現(xiàn)象。正確的處理方法是,在計(jì)算自
<br>由度時(shí),將滾子3視為與機(jī)架6固連為一體,預(yù)先將滾子這個(gè)構(gòu)件除去不計(jì),然后再利用公式
<br>計(jì)算自由度,即
<br>F =3n-2pL -pH =3 4-2 5-1=1
<br> 圖1.4 局部自由度
<br>3.虛約束
<br>虛約束是機(jī)構(gòu)中所存在的不產(chǎn)生實(shí)際約束效果的重復(fù)約束。在計(jì)算自由度時(shí),若對(duì)虛約
<br>束不加識(shí)別地處理,直接套用公式計(jì)算,則計(jì)算結(jié)果將比機(jī)構(gòu)的實(shí)際自由度數(shù)目少,導(dǎo)致與事
<br>實(shí)不符的現(xiàn)象。正確的處理方法是,在計(jì)算自由度時(shí),首先將引入虛約束的構(gòu)件及其運(yùn)動(dòng)副除
<br>去不計(jì),然后用自由度公式進(jìn)行計(jì)算。
<br>虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的,這些幾何條件有些是暗含的,如兩構(gòu)件組成若干
<br>移動(dòng)副,但移動(dòng)副導(dǎo)路互相平行;兩構(gòu)件組成若干轉(zhuǎn)動(dòng)副,但轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線互相重合;兩構(gòu)件組
<br>成若干平面高副,但各接觸點(diǎn)的公法線彼此重合;以及某些不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞的重復(fù)部分等。
<br>對(duì)于暗含的幾何條件,需通過(guò)直觀判斷來(lái)識(shí)別虛約束;對(duì)于明確給定的幾何條件,則需通過(guò)嚴(yán)格
<br>的幾何證明才可識(shí)別虛約束。
<br>圖1.5 精壓機(jī)
<br>圖1.5所示為精壓機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。如果僅僅從
<br>運(yùn)動(dòng)的傳遞來(lái)看,只需要右邊一套機(jī)構(gòu)(即ABCDEFG)
<br>就足夠了,這時(shí)n=7,pL=10,pH=0,F(xiàn)=3n-2pL-pH =
<br>3 7-2 10-0=1。但是考慮到只有右邊一套機(jī)構(gòu)將因
<br>滑塊懸臂而引起偏載,使受力情況惡化,故在實(shí)際工作中,
<br>在左邊加了一套機(jī)構(gòu)DHJI,且DH =DE,JH =FE,HI=
<br>EG。因左邊增加的這套機(jī)構(gòu)與右邊原有機(jī)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)而
<br>并不影響滑塊的運(yùn)動(dòng),故增加部分引入的約束為虛約束。
<br>在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí),應(yīng)將其除去不計(jì)。
<br>1.2.5 平面機(jī)構(gòu)的組成原理與結(jié)構(gòu)分析
<br>1.組成原理
<br>將機(jī)構(gòu)的機(jī)架及與機(jī)架相連的原動(dòng)件從機(jī)構(gòu)上拆下,則其余剩下的構(gòu)件構(gòu)成的構(gòu)件組自
<br>由度必然為零,把不能再拆的、最簡(jiǎn)單的、自由度為零的構(gòu)件組稱(chēng)為基本桿組。任何一個(gè)機(jī)構(gòu)
<br>都是由若干個(gè)基本桿組依次連接到原動(dòng)件和機(jī)架上構(gòu)成的,這就是機(jī)構(gòu)的組成原理。
<br>2.結(jié)構(gòu)分析
<br>機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析就是將機(jī)構(gòu)分解為機(jī)架、原動(dòng)件和基本桿組,并由此確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別;
<br>本桿組的最高級(jí)別為機(jī)構(gòu)的級(jí)別。構(gòu)型相同的機(jī)構(gòu)若取不同的構(gòu)件為原動(dòng)件,則可能屬于不
<br>同級(jí)別的機(jī)構(gòu)。
<br>上述介紹是針對(duì)機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副全部為低副的情況,如果機(jī)構(gòu)中含有高副,則須高副
<br>低代。
<br>1.2.6 平面機(jī)構(gòu)的高副低代
<br>將機(jī)構(gòu)中的高副根據(jù)一定條件虛擬地以低副加以代替,稱(chēng)為高副低代。
<br>進(jìn)行高副低代的條件如下:
<br>(1)代替前后機(jī)構(gòu)的自由度完全相同。
<br>(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。
<br>在平面機(jī)構(gòu)中進(jìn)行高副低代時(shí),為了滿(mǎn)足高副低代的兩個(gè)條件,只要用一個(gè)虛擬構(gòu)件分別
<br>與兩高副構(gòu)件在過(guò)接觸點(diǎn)的曲率中心處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連即可。對(duì)高副低代的機(jī)構(gòu),可將其視為
<br>只含低副的平面機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。
<br>如果高副兩構(gòu)件廓線的曲率半徑不為常數(shù),則上述代換是瞬時(shí)代換。
<br>1.3 典型例題
<br>例題1.1 試?yán)L制圖1.6(a)所示顎式破碎機(jī)主體的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。
<br>圖1.6 顎式破碎機(jī)
<br>解 (1)顎式破碎機(jī)的帶輪5和偏心軸2一起繞回轉(zhuǎn)中心A 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),偏心軸2帶動(dòng)動(dòng)顎3
<br>運(yùn)動(dòng)。由于在動(dòng)顎與機(jī)架1之間裝有肘板4,動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)時(shí)不斷挫擠礦石。由此分析可知,該機(jī)
<br>構(gòu)是由機(jī)架1、原動(dòng)件偏心軸2、從動(dòng)件動(dòng)顎3和肘板4四個(gè)構(gòu)件組成的。
<br>(2)偏心軸2與機(jī)架1組成轉(zhuǎn)動(dòng)副A,偏心軸2與動(dòng)顎3組成轉(zhuǎn)動(dòng)副B,動(dòng)顎3與肘板4組
<br>