机械原理教学课件平面连杆机构及其设计

机械原理教学课件平面PPT-连杆机构及其设计课程概述课程目标课程内容掌握平面连杆机构的运动学和动平面连杆机构的类型、自由度、力学分析方法运动分析、力学分析、设计优化等学习方法理论讲解、案例分析、课堂练习、课后作业相结合机械运动学定义研究内容研究机器或机构运动的规律，不考虑力的作用位移、速度、加速度等运动参数的分析自由度与约束分析定义1自由度2机构中可独立运动的数目约束3限制机构运动的条件约束方程4描述约束条件的数学方程平面连杆机构定义特点由刚性构件通过运动副连接而成结构简单、运动规律易于分析、的机构，所有运动都在一个平面应用广泛上分类平面4连杆机构、平面6连杆机构等平面连杆机构4曲柄连杆滑块机架完全转动的一级杆连接曲柄和滑块的二级杆沿直线运动的三级杆固定不动的构件平面连杆机构的自由度分析41Gruebler公式2自由度=3n-1-2j1-j23n为构件数，j1为低副数，j2为高副数平面连杆机构的运动特性分析4位移分析速度分析加速度分析分析机构各构件的位移变化分析机构各构件的速度变化分析机构各构件的加速度变化平面连杆机构的设计与优化412机构类型选择尺寸参数确定34运动性能分析优化设计平面连杆机构6平面连杆机构的自由度分析61Gruebler公式2自由度=3n-1-2j1-j23n为构件数，j1为低副数，j2为高副数平面连杆机构的运动特性分析6位移分析速度分析加速度分析分析机构各构件的位移变化分析机构各构件的速度变化分析机构各构件的加速度变化平面连杆机构的设计与优化612机构类型选择尺寸参数确定34运动性能分析优化设计平面机构的驱动形式曲柄驱动1由曲柄带动其他构件运动滑块驱动2由滑块带动其他构件运动凸轮驱动3由凸轮带动其他构件运动动力学分析惯性力运动构件的质量和加速度的乘积外力作用在机构上的非惯性力动力学方程描述机构运动和力的关系平面机构的力学分析力平衡分析动力分析分析机构各构件受力情况分析机构的运动和力之间的关系强度分析分析机构构件的强度是否满足要求等效质量法定义应用将复杂机构简化为等效质量进行分析简化动力学分析，提高计算效率平面机构的副接触力分析计算各副的接触力1分析副的磨损和寿命2优化副的设计3平面机构的干涉分析干涉类型干涉检测干涉消除运动干涉、空间干涉等通过软件或手动计算进行检测调整机构尺寸、改变运动轨迹等平面机构的平衡设计平衡目标平衡方法12减少机构的振动和噪声添加配重、调整机构参数等平面机构的优化设计优化目标优化方法优化结果提高机构的性能、降低成本、减轻重量等遗传算法、模拟退火算法等获得最佳设计方案案例分析曲柄滑块机构-机构特点应用领域将旋转运动转换为直线运动内燃机、压缩机、泵等案例分析平面连杆机构-4机构特点应用领域由4个构件组成的平面机构机械手、机器人等案例分析平面连杆机构-6机构特点应用领域由6个构件组成的平面机构机床、自动化设备等案例分析其他平面机构-课堂练习练习内容练习目的平面4连杆机构自由度分析、运巩固课堂知识，提高实际应用能动特性分析等力学习心得与体会收获体会对平面连杆机构的运动规律和设理论知识与实际应用相结合，才计方法有了更深的理解能更好地理解和运用课程总结知识技能平面连杆机构的运动学和动力学分析自由度分析、运动特性分析、力学分析、设计优化等应用机械设计、机器人、自动化等领域问答环节互动交流学习提升师生之间进行问答，解决疑问通过问答加深对知识的理解。