中科大机械学基础课件第1章 绪论

机械学基础课程电子课件蒋秀珍编写马惠萍制作机械学基础多媒体系列CAI课件机械学基础－绪论一.课程的性质与特点：

非机类专业唯一的一门机械类课程（工程制图除外）

综合性的系列课程理论力学材料力学机械原理机械零件仪器零件公差与配合六个学科六个教研室涉猎范围宽内容杂知识面广…工艺材料热处理

知识基础

复合学科微型机器人、微光机电系统、微机械自动检测、控制系统光、机、电、控四大块二.课程的研究对象与目标

研究对象——通用机械机构、典型零部件的设计原理与设计方法

目标——具有机械系统分析、设计的能力

状态——见到一切能动的东西都想知道原理、机构、结构……准分子激光人眼像差矫正系统三.机械学分类普通机械——传递运动精密机械——传递信息(高速摄影机、角膜地形图）数控车床高速摄影机角膜地形仪四.学习方法：

系统性

综合性

工程性

注重每个领域研究问题的思路、方法、途径和手段

思考、实践、自我发展的能力机械学基础－绪论6第1章机构的组成及平面连杆机构零件－螺钉、轴构件－刚性组合机构－确定运动一.基本定义1.1平面机构的运动简图和自由度二.运动副及其分类回转副回转副简图螺旋副简图回转副移动副螺旋副1.低副(面接触)移动副移动副简图2.高副（点、线接触）三.平面机构运动简图活塞泵机构机构简图例题1－1：绘制如图所示活塞泵机构的机构简图。已知活塞泵由曲柄1、连杆2、齿扇3、齿条活塞4和机架5共五个构件组成。常用机构代表符号四.平面机构的自由度1.机构自由度计算公式W>0,W=主动件个数消除1个自由度高副消除2个自由度低副3个自由度2.机构具有确定运动的条件3.计算自由度的注意事项（1）复合铰链（2）局部自由度（3）虚约束导路重合的虚约束(1)复合铰链－K个构件构成（K－1）个回转副；(2)局部自由度－与输出构件运动无关的自由度；(3)虚约束－对机构运动不起限制作用的重复约束由度；对称结构的虚约束机构中的虚约束轴线重合的虚约束习题1：计算自由度虚约束局部自由度复合铰链大筛结构差动轮系复合铰链2周转轮系习题1：计算自由度凸轮拨杆机构压缩机机构椭圆规机构推土机机构锯木机机构发动机机构习题1：计算自由度送纸机机构冲压机机构习题1：计算自由度1.2铰链四杆机构的基本型式和特征一.基本型式连架杆机架连杆连架杆曲柄摇杆机构双摇杆机构双曲柄机构雷达调整机构1.曲柄摇杆机构2.双曲柄机构插床机构惯性筛3.双摇杆机构鹤式起重机飞机起落架二.铰链四杆机构曲柄存在条件（1）曲柄是最短杆；（2）最短杆长度+最长杆长度

其余两杆长度之和。曲柄存在必要条件:最短杆长度+最长杆长度>其余两杆长度之和。双摇杆机构:变更机架后机构的演化曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构三.铰链四杆机构的特性1.压力角α和传动角γ—衡量传力性能α压力角α－从动件受力方向和绝对速度方向的夹角传动角γ＝90º-α传动灵活:αγC

C2.死点防止死点:传动角：γ＝(90º-α)=0º或180º(1)利用惯性(例如缝纫机)；(2)用机构错列的方法；死点的应用－－防松夹紧机构触点开关3.急回特性习题2：绘制图示机构的压力角Fvα=0º习题3：绘制图示机构的死点位置1.3铰链四杆机构的演化对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构一.曲柄滑块机构导杆机构曲柄滑块机构Fvα=0º二.导杆机构摆动导杆机构

l1>l2摇块机构定块机构摇块机构

(摆动滑块机构)定块机构N1.4平面连杆机构的设计一.按照给定的K设计ψDC1C2θθ90º-θAB2PB1M已知：摇杆长度l3，摆角ψ，行程速比系数K1.4平面连杆机构的设计二.按照给定2个连杆位置设计1.4平面连杆机构的设计三.按照给定3个连杆位置设计B1B2B3C1C2C3AD已知：B1C1、B2C2、B3C3的位置四.按照传动特性设计1.铰链四杆机构的传动特性cBCabω1dEAD

1

2从动杆转角ψ与主动杆转角φ的关系公式:传动比i公式:(1)铰链四杆机构的特定位置特定位置的线性传动比：（2）近似线性铰链四杆机构的设计aBbCd

0

1

g

gAD

1

实际曲线

A

B

1

2

1

2

a

b

g

g理想曲线AB(

0,

0)

2

2

0铰链四杆机构特性曲线（例题1）：已知:i=-3.75，主动杆摆动范围

g=8º，杆长d=118mm，a=55.6mm。设计差压计的四杆机构,要求2%.abc

0ψ

0ω1d2.曲柄滑块机构的传动特性BCabdSC`S=f(α)+α-αAαφφ0α0B`0四.按照传动特性设计位移s与转角

的关系公式:传动比i公式:位移x与转角

的关系公式:相对传动比ia公式:相对传动比ia公式与i关系:（1）曲柄滑块机构相对传动比曲线

0

gia-90º+90º=1=20ºCAB

sC

sA

sB（2）曲柄滑块机构传动特性计算（习题1）：已知:滑块位移量s,曲柄转角范围

g,精度1.5%.设计曲柄滑块机构参数(，

，

0或a

，d

，b，

0)

0

g=12ºia-90º+90º=1=2iamaxiamin（习题2）：设计高度表中曲柄滑块机构(a,d,b,

0)，已知敏感元件最大位移smax＝4mm,曲柄转角范围

g＝20º,精度1.5%。=1=2

0=10º

g=20ºia-90º+90ºiamaxiamin（2）曲柄滑块机构传动特性计算（习题3