【知识点详解】
1. 运动副:在机械设计中,运动副是指两构件之间能够产生相对运动的连接部分。根据接触方式,运动副可分为低副(如铰链,只限制一个方向的自由度)和高副(如滚动轮接触,限制两个方向的自由度)。运动副的存在限制了构件之间的自由度,是机构运动的基础。
2. 自由度:机构的自由度是指机构在不受外力约束的情况下,能够独立进行运动的维度数量。对于平面机构,每个构件通常有三个自由度,但通过运动副的连接,可以减少自由度。机构具有确定运动的条件是自由度等于原动件数,即机构的主动件数目与能够独立驱动运动的自由度相等。
3. 虚约束与局部自由度:虚约束是指在机构分析中,某些看似提供约束但实际上不影响机构运动的约束。局部自由度是指某些构件的局部运动,这些局部运动并不影响整个机构的运动传递。
4. 原动件与从动件:原动件是提供动力的构件,从动件是受原动件驱动而运动的构件。在一个机构中,至少需要一个原动件来启动运动。
5. 平面运动副与自由度:平面运动副分为低副和高副,低副如铰链,限制一个方向的自由度,引入两个约束;高副如滑块接触,限制两个方向的自由度,引入一个约束。引入一个平面低副会带来两个约束,而一个平面高副带来一个约束。
6. 机构分类与杆组:机构可以分为不同级别,如I级、II级、III级等,其中III级机构至少包含一个II级杆组。基本杆组是指不包含其他杆组的杆组,机架是机构中固定不动的构件,每个机构只有一个机架。
7. 机构运动的确定性:机构要有确定的相对运动,即自由度数等于原动件数,这样才能确保机构在给定输入下有唯一的输出运动。
8. 瞬心概念:瞬心是两构件瞬时相对速度为零的点,是速度瞬时合成的中心。在机构中,瞬心分为绝对瞬心(相对于固定参考系)和相对瞬心(相对于另一构件)。
9. 速度影像与相似原理:速度影像原理指出,机构中各构件的速度影像保持相似,这适用于同一构件的不同位置,而不适用于不同构件在同一位置。
10. 复合铰链与转动副:复合铰链是由多个铰链构成的连接,它包含多个转动副,每个转动副限制一个自由度。
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