机械设计基础 杨可帧第五版 课件 第一章 平面机构的自由度和速度分析.ppt

2020 2 19 1 机构组成基本概念 运动副及其分类 平面机构运动简图 平面机构的自由度 第1章平面机构自由度和速度分析 参考学时 课堂教学 3学时 实验 机构运动简图测绘 2学时 2020 2 19 2 机构的分类 平面机构 所有的构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构 空间机构 所有的构件不全在相互平行的平面内运动的机构 构件的自由度 平面自由构件 平面内不与其它任何构件相连接而作自由运动的构件 构件的自由度 构件可能出现的独立运动 约束 附加在构件上对构件自由度的限制 2020 2 19 3 三要素 1 1运动副及其分类 运动副 使两构件直接接触并能产生一定相对动的联接 运动副元素 构件上直接参与接触而构成运动副的表面 2020 2 19 4 运动副的分类 平面运动副 回转副 移动副 高副 2020 2 19 5 下一页 空间运动副 球面副 螺旋副 2020 2 19 6 1 面接触 接触比压低 承载能力大 2 接触面为平面或柱面 便于加工 成本低 便于润滑 3 每个平面低副引入二个约束 运动副的特点 2020 2 19 7 1 点 线接触 接触比压高 承载能力小 高副 3 每个高副引入一个约束 2 接触面为曲面 不便于加工和润滑 2020 2 19 8 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1 运动副符号 17 2020 2 19 9 18 2020 2 19 10 1 2平面机构运动简图 一 机构运动简图的作用 二 影响机构运动的因素 原动件的运动规律 构件数 运动副数及类型 机构的运动尺寸 三 机构运动简图 包含内容 构件数 各构件的作用 机架 原动件 中间传动构件 运动输出构件 构件间的连接关系 运动副数及类型 机构的运动尺寸 确定各运动副相对位置的尺寸 根据机构运动尺寸 用国标规定的符号表示运动副 用国标规定的符号和简单线条表示构件 按一定比例绘的表示机构运动情况的简图 Kinematicscheme 2020 2 19 11 五 机构运动简图的绘制 确定原动件 中间传动件 运动输出构件 搞清原动件的运动如何经过中间传动件传递到运动输出构件 多少构件 各构件间构成何种运动副 注意微动部分 选择投影面 确定原动件某一位置 绘机构示意图 测量运动尺寸 定比例尺 绘机构运动简图 绘制路线 原动件 中间传动件 最终从动件 输出构件 观察重点 各构件间构成的运动副类型 良好习惯 各种运动副和构件用规定的符号表达 误区 构件外形 四 机构示意图 2020 2 19 12 六 常用机构运动简图符号及构件表示方法 电机 带传动 机构运动简图符号 外啮合圆柱齿轮机构 内啮合圆柱齿轮机构 2020 2 19 13 机构运动简图符号 续二 链传动 齿轮齿条传动 圆锥齿轮传动 圆柱蜗杆蜗轮传动 2020 2 19 14 机构运动简图符号 续三 凸轮机构 棘轮机构 杆 轴类构件 固定构件 见GB4460 84 2020 2 19 15 构件表示方法 续 同一构件 两副构件 三副构件 2020 2 19 16 绘制步骤 1 分析机构运动 2 恰当选择投影面 3 适当选择比例尺 4 审核 下一页 例题1 2020 2 19 17 2020 2 19 18 2020 2 19 19 2020 2 19 20 2020 2 19 21 2020 2 19 22 2020 2 19 23 2020 2 19 24 2020 2 19 25 2020 2 19 26 2020 2 19 27 2020 2 19 28 机构运动简图绘制练习根据模型或结构示意图 2020 2 19 29 1 先找首端 原动件 带箭头者 2 确定机架 带斜线者 3 确定各构件之间的运动副种类 两两分析相对运动 4 代表回转副的小圆 其圆心必须与相对运动回转中心重合 代表移动副的滑块 其导路方向必须与相对运动方向一致 5 比例 符号 线条 标号 绘制运动简图的方法及注意事项小结 2020 2 19 30 设某机构共有n个活动构件 PL个低副 PH个高副 则该机构的自由度应为 1 平面机构的自由度 机构所具有的独立运动参数的个数 2 平面机构的自由度计算公式 每引入一个低副带来2个约束 每引入一个高副带来1个约束 1 3平面机构的自由度 2020 2 19 31 例1 2试计算下列机构的自由度 例题分析 2020 2 19 32 例题分析 例1 2试计算下列机构的自由度 2020 2 19 33 例题分析 例1 2试计算下列机构的自由度 2020 2 19 34 2020 2 19 35 2 机构具有确定运动的条件 2 1什么是确定运动 2 2机构具有确定运动的条件 机构的原动件数应等于机构的自由度数 2020 2 19 36 例1 3试计算下列机构的自由度 并判断其运动是否确定 例题分析 2020 2 19 37 2020 2 19 38 4 计算平面机构自由度应注意的问题 4 1复合铰链 两个以上构件在同一轴线上用回转副相联接 2020 2 19 39 例题分析 例1 4计算图示机构的自由度 2020 2 19 40 4 2局部自由度 某些不影响机构运动的自由度 2020 2 19 41 4 3虚约束 在机构运动中 有些约束对机构自由度的影响是重复的 平面机构中的虚约束常出现要下列场合 1 两构件在多处构成移动副 且导路重合或平行 2 两构件在多处构成转动副 且轴线重合 3 法线始终重合的高副 2020 2 19 42 4 两构件在相联接点的轨迹重合 2020 2 19 43 5 机构中对传递运动不起独立作用的对称部分 2020 2 19 44 例题分析 例1 5计算图示机构的自由度 并指出复合铰链 局部自由度和虚约束 2020 2 19 45 1 速度瞬心1 1定义1 2特点2 机构中瞬心的数目 K N N 1 2 1 4速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 当两构件 刚体 1 2作平面相对运动时 在