机械设计基础
时间:2022-08-13 01:30:02
机械原理
平面机构的运动简图和自由度
若自由度为F,构件数为n,低副数为pL,高副数为pH,则有F=3n-2pL-pH。
当原动件数量等于机构自由度时,机构具有确定的运动。
正确计算运动副数量,一铰n杆计算(n-1)铰。
去除局部自由度(指将滚轮焊接在连接到它的杆上)。
去除虚约束(指对称、平行、重复约束),如果三杆连接成三角形,则视为机构
拆分杆组时,先用铰接点代替高副组件的曲率中心,然后用套筒代替高副组件的曲率中心),然后将机构拆解成原动件。I级组(两杆三副)II级组(四杆六副)。
运动分析
使用瞬心法时,每两个构件有一个速度瞬心,每三个构件形成三个速度瞬心共线。
按照图解法的比例尺μv=0.01 m / s m m \frac{m/s}{mm} mmm/s)作图。
速度满足 v ? B = v ? A v ? B A \vec v_B=\vec v_A \vec v_{BA} vB=v
加速度满足 a ⃗ A = a ⃗ A n + a ⃗ A t , a ⃗ B = a ⃗ A + a ⃗ B A = a ⃗ A + a ⃗ B A k + a ⃗ B A r = a ⃗ A + a ⃗ B A k + a ⃗ B A n + a ⃗ B A t \vec a_A=\vec a_A^n+\vec a_A^t,\vec a_B=\vec a_A+\vec a_{BA}=\vec a_A+\vec a_{BA}^k+\vec a_{BA}^r=\vec a_A+\vec a_{BA}^k+\vec a_{BA}^n+\vec a_{BA}^t aA=aAn+aAt,aB=aA+aBA=aA+aBAk+aBAr=aA+aBAk+aBAn+aBAt。
a ⃗ B A k \vec a_{BA}^k aBAk为科氏加速度,大小为2ωAvBA,方向为vBA沿ωA旋转90°后的方向。
等效参数
用能量守恒求构件1上的等效质量或转动惯量:Me1θ1= 1 2 \frac12 21Je1ω12= 1 2 \frac12 21∑(Jiωi2+mjvj2),化简得Je1= ∑ [ ( ω i ω 1 ) 2 J i + ( v j ω 1 ) 2 m j ] ∑[(\frac{ω_i}{ω_1})^2J_i+(\frac{v_j}{ω_1})^2m_j] ∑[(ω1ωi)2Ji+(ω1vj)2mj]。
用功率守恒求构件1上的等效力或力矩:Fe1v1或Me1ω1=∑(Miωi+Fjvj)-∑(Mkωk+FLvL)。
右式第一项为构件i(j)上外加的动力(矩),第二项为构件k(L)上外加的阻力(矩)。
仅求等效动力矩或阻力矩时,Me1ω1=∑(Miωi+Fjvj)。
等效参数
用动量守恒求罢。
效率
驱动力为P,阻力为Q时,机械的效率为η= P P P Q \frac{P_P}{P_Q} PQPP= P v P P v Q \frac{Pv_P}{Pv_Q} PvQPvP。
串联机械求效率,连乘即可;并联机械求效率,运用功率守恒(类似电流守恒)。
自锁
各接触面的摩擦系数f与摩擦角φ的关系为f=tan φ。机构不自锁的条件为假设的各接触面反力FRij>0或效率η>0。
在螺纹副中,设牙型角为2β,则当量摩擦系数fv= f cos β \frac f{\cosβ} cosβf=tan φv,当量摩擦角φv=arctan f cos β \frac f{\cosβ} cosβf。
若螺纹所受载荷为G,中径为d2,升角为α,则其有用转矩为M= 1 2 \frac12 21Gd2tanα。
螺母相对螺纹上升时,所需转矩为M’= 1 2 \frac12 21Gd2tan(α+φv);反之,螺母相对螺纹下降时,所需转矩为M’= 1 2 \frac12 21Gd2tan(α-φv)。
所以,螺纹副在正行程的效率为η= M M ′ \frac M{M'} M′M= tan α tan ( α + φ v ) \frac{\tanα}{\tan(α+φ_v)} tan(α+φ元器件数据手册、IC替代型号,打造电子元器件IC百科大全!