机械设计基础—平面机构.ppt

机器的三特征： 组成: 都是人为的实体组合 运动: 工作中各实体间具有确定的相对运动 用途: 在工作时能转换机械能（如内燃机，发电机等）或作有效的机械功（如颚式破碎机，起重机等）实现能的转换、代替或减轻人类的劳动,机构是具有确定的相对运动的构件组合,构件组合在什么条件下才能具有确定的运动? （成为机构）？,任意拼凑起来的构件组合不一定能产生运动，即使能动，也不一定具有确定的相对运动。,各构件间是如何联结的？,第章 平面机构运动简图及自由度,所有构件都在同一平面或平行平面内运动的机构，称为平面机构,主要内容： 平面机构的组成：构件、运动副、运动链。 平面机构运动简图的意义、绘制方法。 运动副对运动的限制、机构自由度的计算、机构具有确定运动的条件。 平面机构的结构分析及组成原理。,.1运动副及其分类,1。运动副 定义:两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副 。 基本特征： （1）两个构件直接接触。 （2）能产生一定形式的相对运动,构件间接触部分的点、线、面称为运动副元素。,被固定的构件称作机架，按给定的运动规律独立运动的构件称为原动件，而其余活动构件则称为从动件。,（1）按相对运动的空间范围分为平面运动副和空间运动副 （2）按运动副元素分为低副（运动副元素为面）和高副（运动副元素为点和线） （3）按约束数分1、2、3、4、5级副 （4）按接触部分形状（圆柱副、球面副、平面与平面副、平面与球面副、球面与圆柱副、平面与圆柱面副、螺旋副等）,运动副分类,低副: 两个构件通过面接触 形成的运动副。,把两构件之间相对运动为转动的运动副称为转动副或回转副，俗称铰链。,相对运动为移动的运动副称为移动副。,回转副（铰链）：,回转副：两个构件之间只能绕同一轴线作相对转动。 固定铰链：其中有一个构件是固定的。 活动铰链：若两个构件都不固定。,髙副：,两个构件通过点或线接触组成的运动副。 相对运动是转动和沿切线方向t-t的移动。,运动副的符号表示: 常用运动副的表示方法已制定有国家标准。以下介绍一些常用的符号。,1）转动副,2）移动副,3）平面高副,4）螺旋副,5）球面副,运动链:两个以上的构件通过运动副联接构成的系统.闭式运动链：各构件构成了首末封闭的系统 开式运动链：构件构成首末没有封闭的系统,一般多采用闭式运动链，而在工业机器人等机械中多用开式运动链。若将下图闭式运动链的一个构件固定为机架时，运动链便成为机构。,被固定的构件称作机架，按给定的运动规律独立运动的构件称为原动件，而其余活动构件则称为从动件。,小结,运动副可按其接触形式分为高副 （即点和线接触的运动副）和低副 （即面接触的运动副）。 运动副按所能产生的相对运动的形式分为转动副 、移动副 、螺旋副 及球面副等。,机构 1）都是许多人为实体的组合； 2）各实体间具有确定的相对运动； 3）在工作时能转换机械能（如内燃机，发电机等）或作有效的机械功（如颚式破碎机，起重机等）,基本概念,结构分析的内容 (1)研究机构的组成及其运动简图的表示； (2) 机构具有确定运动的条件； (3)根据结构特点进行机构的结构分类； (4)研究机构的组成原理。,运动分析: 对机构的位移、速度和加速度进行分析。根据原动件的已知运动规律，对于从动构件上的点分析其位移、轨迹、速度和加速度；对于从动构件本身分析其角位移、角速度和角加速度。 通过对机构作位移或轨迹的分析，确定某些构件在运动时所需的空间，构件之间是否会发生干涉，确定机构中从动件的行程；考察某构件或构件上某点能否实现预定的位置或轨迹要求，等等。 速度分析是机构的受力分析和加速度分析的必要前提。 加速度分析是计算构件惯性力和研究机械动力性能的必要前提。,机构运动分析的方法 图解法：包括速度瞬心法和相对运动图解法。求出未知运动参数。形象直观，对于平面机构来说，一般也较简单，但精度不高，而且在对机构的一系列位置进行分析时，需反复作图，也相当繁琐。 解析法：把机构中已知的尺寸参数和运动变量与未知的运动变量之间的关系用数学式表达出来，然后求解，因而可以得到很高的计算精度，而且还便于把机构分析问题和机构综合问题联系起来。其缺点是不像图解法那样形象直观，且计算工作量大。但随着计算机的发展与普及，解析法的应用已很广泛。 实验法：使用传感器、信号处理仪器、显示