機械設計基礎復習

1、機械設計基礎機械設計基礎復習要點復習要點1 1 緒緒 論論本章重點本章重點 機器、機構(gòu)和機械的概念，機器、機構(gòu)和機械的概念，區(qū)別區(qū)別； 構(gòu)件，零件和機構(gòu)的聯(lián)系；構(gòu)件，零件和機構(gòu)的聯(lián)系； 機械設計的基本要求和一般過程。機械設計的基本要求和一般過程。2 2 平面機構(gòu)的運動簡圖及自由度計算平面機構(gòu)的運動簡圖及自由度計算基本要求基本要求 掌握掌握運動副的概念及分類運動副的概念及分類。 掌握機構(gòu)運動簡圖的繪制方法。能夠?qū)嶋H掌握機構(gòu)運動簡圖的繪制方法。能夠?qū)嶋H機構(gòu)或機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖繪制成機構(gòu)運動簡圖；機構(gòu)或機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖繪制成機構(gòu)運動簡圖；能看懂各種復雜機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖能看懂各種復雜機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖；能

2、用；能用機構(gòu)運動簡圖表達自己的設計構(gòu)思。機構(gòu)運動簡圖表達自己的設計構(gòu)思。 1.1.熟練掌握熟練掌握機構(gòu)自由度的計算方法機構(gòu)自由度的計算方法。能運用自。能運用自由度計算公式計算平面機構(gòu)自由度。由度計算公式計算平面機構(gòu)自由度。能準確能準確識別出機構(gòu)中存在的復合鉸鏈、局部自由度識別出機構(gòu)中存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，并作出正確處理和虛約束，并作出正確處理。 學習內(nèi)容學習內(nèi)容 基本概念基本概念 運動副、低副、高副、轉(zhuǎn)動副、移動副、機構(gòu)運動運動副、低副、高副、轉(zhuǎn)動副、移動副、機構(gòu)運動簡圖、機構(gòu)自由度、復合鉸鏈、局部自由度、虛約束。簡圖、機構(gòu)自由度、復合鉸鏈、局部自由度、虛約束。 2.2.平面運動

3、副和構(gòu)件表示方法，運動簡圖繪平面運動副和構(gòu)件表示方法，運動簡圖繪制。制。 1.1.3.3.機構(gòu)自由度的計算方法。機構(gòu)自由度的計算方法。典型例題典型例題 在右圖所示機構(gòu)中，在右圖所示機構(gòu)中，構(gòu)件構(gòu)件ABAB、EFEF、 CDCD相互相互平行且相等，試計算平行且相等，試計算該機構(gòu)的自由度。該機構(gòu)的自由度。分析：注意機構(gòu)中的分析：注意機構(gòu)中的復合鉸鏈復合鉸鏈、局部自由度局部自由度及及虛約束虛約束。解：去掉機構(gòu)中的局部自由度和虛約束，則解：去掉機構(gòu)中的局部自由度和虛約束，則 n=6,Pn=6,PL L=7,P=7,PH H=2=2通過公式計算得通過公式計算得 22726323HLPPnF基本要求基本要

4、求 1.1.了解平面四桿機構(gòu)的了解平面四桿機構(gòu)的基本型式基本型式，熟悉其演化，熟悉其演化方法。方法。 2.2.掌握平面四桿機構(gòu)的掌握平面四桿機構(gòu)的基本特性基本特性。 3.3.了解平面連桿機構(gòu)設計的基本問題，掌握根了解平面連桿機構(gòu)設計的基本問題，掌握根據(jù)具體設計條件及實際需要，選擇合適的機據(jù)具體設計條件及實際需要，選擇合適的機構(gòu)型式和合理的設計方法，解決具體設計問構(gòu)型式和合理的設計方法，解決具體設計問題。題。3 3 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)學習內(nèi)容學習內(nèi)容鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式和轉(zhuǎn)化型式。鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式和轉(zhuǎn)化型式。鉸鏈四桿機構(gòu)的運動特性和傳力特性：鉸鏈四桿機構(gòu)的運動特性和傳力特性： 四桿

5、機構(gòu)具有曲柄的條件、從動件四桿機構(gòu)具有曲柄的條件、從動件的急回運動特性、傳動角和壓力角。的急回運動特性、傳動角和壓力角。3. 3. 圖解法設計鉸鏈四桿機構(gòu)。圖解法設計鉸鏈四桿機構(gòu)。典型例題典型例題已知已知 l lBCBC =100mm, =100mm, l lCDCD =70mm, =70mm, l lADAD = =50mm50mm，ADAD為固定件。為固定件。（1 1）如果該機構(gòu)能成為曲柄搖桿機構(gòu)，且）如果該機構(gòu)能成為曲柄搖桿機構(gòu)，且ABAB 為曲柄，為曲柄，求求l lABAB的值；的值；（2 2）如果該機構(gòu)能成為雙曲柄機構(gòu)，求）如果該機構(gòu)能成為雙曲柄機構(gòu)，求l lABAB的值；的值；（3

6、 3）如果該機構(gòu)能成為雙搖桿機構(gòu)，求）如果該機構(gòu)能成為雙搖桿機構(gòu)，求l lABAB 的值。的值。解：這是一個需要靈活運用曲柄存在條件的題目。解：這是一個需要靈活運用曲柄存在條件的題目。 （1 1）如果能成為曲柄搖桿機構(gòu)，則機構(gòu)必須滿足）如果能成為曲柄搖桿機構(gòu)，則機構(gòu)必須滿足桿長條件桿長條件 ，且，且ABAB為最短桿。則有為最短桿。則有 l lABAB + + l lBCBC l lCD CD + + l lADAD 代入各桿長度值，得代入各桿長度值，得l lAB AB 20mm20mm（2 2） 如果能成為雙曲柄機構(gòu)，則應滿足桿長條件，且如果能成為雙曲柄機構(gòu)，則應滿足桿長條件，且桿桿ADAD為

7、最短桿。則為最短桿。則1 1） 若若BCBC為最長桿，即為最長桿，即l lABAB 100mm100mm，則，則 l lBCBC+ + l lAD AD l lABAB + + l lCDCDl lABAB 80mm80mm 所以所以 80mm80mml lAB AB 100mm100mm2 2） 若若ABAB為最長桿，即為最長桿，即l lABAB 100mm100mm，則，則l lAB AB + + l lADAD l lBCBC + + l lCDCDl lAB AB 120mm120mm 所以所以 100mm100mml lABAB 120mm 120mm 將以上兩種情況進行分析綜合后，

8、將以上兩種情況進行分析綜合后，l lABAB 的值應在以下的值應在以下范圍內(nèi)選取，即范圍內(nèi)選取，即 80mm80mml lABAB 120mm 120mm(3) (3) 若能成為雙搖桿機構(gòu)，則應分兩種情況分析。若能成為雙搖桿機構(gòu)，則應分兩種情況分析。第一種情況：機構(gòu)各桿件長度滿足桿長條件，第一種情況：機構(gòu)各桿件長度滿足桿長條件，但以最短桿的對邊為機架；第二種情況：機構(gòu)但以最短桿的對邊為機架；第二種情況：機構(gòu)各桿件長度不滿足桿長條件。在本題目中，各桿件長度不滿足桿長條件。在本題目中，ADAD已選定為固定件，則第一種情況不存在。下面已選定為固定件，則第一種情況不存在。下面就第二種情況進行分析。就第

9、二種情況進行分析。 1 1） 當當l lABAB 50mm l lCDCD + + l lADAD l lAB AB 20mm 20mm 即即 20mm20mml lABAB 50mm l lABAB + + l lCDCD l lABAB 80mm 80mm 即即 50mm 50mm l lAB AB 80mm100100時，時，AB AB 為最長桿，為最長桿，ADAD 為最短為最短桿，則桿，則 l lABAB + + l lADAD l lBCBC + + l lCDCDl lABAB 120 mm 120 mm 另外，另外，ABAB增大時，還應考慮到，增大時，還應考慮到，BCBC與與CD

10、CD成伸成伸直共線時，需構(gòu)成三角形的邊長關系，即直共線時，需構(gòu)成三角形的邊長關系，即 l lAB AB ( ( l lBC BC + + l lCDCD ) + ) + l lADADl lABAB 220 mm 220 mm 則則 120 mm 120 mm l lABAB 220 mm e派生軸向力派生軸向力Fs0.38X=1，Y=0X=0.4，Y=1.60.313Fr 解：解：(1)(1)因為因為Fs1=0.313Fr1=606NFs1=0.313Fr1=606N， Fs2=0.313Fr2=156.5N,Fs2=0.313Fr2=156.5N, FA+Fs1Fs2 FA+Fs1Fs2，所以軸承，所以軸承2 2被壓緊，被壓緊，1 1被放松。被放松。 Fa2=FA+Fs1=1431NFa2=FA+Fs1=1431N， Fa1= Fs1=606NFa1= Fs1=606N (2)(2)因為因為Fa2/Fr2=2.82e,Fa2/Fr2=2.82e,所以所以X=0.4,Y=1.6X=0.4,Y=1.6， P2=XFr+YFa=2489.6NP2=XFr+YFa=