第1章 平面机构的结构分析PPT课件

22.05.2020，第一章平面机构的结构分析，1-2机构的构建，1-3机构运动图，1-4平面机构的自由度，1-5机构的构建原理和机构分析，返回，1-1概述，2、机制结构分析的内容和目的，主要内容和目的：研究机构的组成和机制运动图的图示；理解机构具有运动确定条件。研究机构的组成原理和结构分类。1-1概述、3，1.2机构的组成，1 .元件、零件、机器的个别制造单位本体；组件是机器的独立运动单元体。从运动来看，任何机器都是由多个元件组成的。所有机器都是用很多零件组装的。元件通常是由多个零件紧密连接的个别运动的完整、实际连结、连接杆本体、连接杆头、螺栓、螺帽、垫圈、4，两个元件建构运动对的曲面以参与接触。这是由两个元件直接接触构成的手动接合。2 .运动副、运动副、例如，轴和轴承、圆柱面和圆形面、棱柱面、两轮齿面、空间两个构件组成的运动副、自由度f和约束数s满足f s=6、滑块和轨道以及两轮齿。1.2机制的构成，5，3)根据相对运动形式，可分为旋转辅助(旋转辅助或铰链)、移动辅助、螺旋辅助、球面辅助、平面运动辅助和空间运动辅助等。2)根据接触形式，高、低：点、线接触的运动副，低：面接触的运动副，(1)运动副的分类，1)根据引入的约束数分类：级，级类，等级副。机构的配置(2/4)、6，3。运动学链，一种零部件由运动对中的运动类型组成的相对可移动的系统。封闭的运动链，(封闭的链)，开放的运动链，(开放的链)，平面封闭的运动链，空间封闭的运动链，平面开放的运动链，空间开放的运动链，(2)运动辅助符号，运动辅助常用的简单符号表达(gb4460-84)，各种常用运动父母戴尔，常用运动副的符号表，机构的构成(3/4)，7，但如果机构安装在运动的机器上，则是运动学。根据给定的已知运动规律独立运动的成分；4 .机构，具有固定元件的运动链称为机构。机架、先导、从动机构、机构的固定零件；个机构其余活动部分。平面机构最广泛地用作平面机构和空间机构，经常分为平面铰链四杆机构。空间铰链4杆机构，一般机架相对于地面固定。通常显示为转向箭头。运动规律取决于先导的运动规律和机构的结构和零部件的大小。机制的构成(4分之4)、8，不严格按比例绘制，仅表示机械结构状态的示意图。1.3机构运动图根据机构的运动大小指定每个运动对的位置，分析现有机器或设计新机器时必须建立机构运动图。1 .什么是机构运动图？内燃机运动概况示例。运动运动运动图、运动对和常用的机构运动图符号和元件的简化图形，以表示机构运动传递情况。器具图、9，考虑因素：绘制组件时，要离开组件的实际形状，只考虑运动对的特性。机构运动图为1 .缺勤数等于实际值2。运动学对的特性，数量与实际相符，3。必须满足运动对之间的相对位置和杆件大小与实际机构成比例的条件。10，例如，(2)选定的视图平面；(3)通过选择适当的尺度，创建每对运动的相对位置，然后绘制每对运动部或机构的符号，最后用简单的线连接，可以得到机构运动图。，机构运动图(2/2)，2。绘制机构运动图，方法和步骤：(1)了解机械结构和运动情况，确定沿运动传递路径组成机构的零部件数量，以及运动对的类别和位置；绘制内燃机运动图，绘制颚式破碎机机构运动图，11，绘制偏心泵运动图，偏心泵动画，12，绘制柱塞泵的运动示意图，绘制13，1.4平面机构的自由度，1结构确定运动条件，3平面自由度计算的特殊问题，2平面机构自由度计算，14，如何使合并的零部件具有运动和运动确定性？机构的自由度，机构具有决定运动的条件，机构1具有运动的条件，15，机构在什么条件下可以实现决策行为？例如，如果有1转轴4杆机构、范例2转轴5杆机构和指定机构的独立运动，则完全确定机构的运动。如果给定两个独立运动，则机构最弱的部分将损坏。如果给定机构具有独立运动，则机构的运动不确定。如果给定机构有两个独立运动，则完全确定机构的运动。机构的自由度，结论机构有确定运动时必须指定的独立运动参数数(用f表示)。机构的原始引用数必须等于机构的自由度数。16，导引数f不能完全确定机构的运动。可能导致机构最弱部分的损坏。机构具有确定运动的条件(2/2)，结论：机构具有的先导主体数必须等于机构的自由度数的条件。17，1。机构自由度、单个自由零部件的自由度F=3，2平面机构自由度计算、18，运动自由度约束数旋转辅助1() 2(x，y)=3，r=2，f=1，r=2，r=2，结论：元件自由度=3，19，旋转对(铰链)，移动对，F=3-2，低对，高对，F=3-1，(点，线接触)，(面接触)，约束：运动对与元件的独立动作相关联，20，激活零部件数零部件的总自由度低约束数n3n2PL1Ph(低阶) (高阶)，计算公式：f=3n-2cl-ph，要求：记住并熟练应用上述公式。例如，21，fa=32-23=0，FB=33-25=-1，n=2pm=3ph=0，n=3pl=5ph=0，2计算平面机构的自由度，22，曲柄滑块机构的自由度计算。1，2，3，解决方案：活动缺勤数n=，3，低副pl=，4，f=3n-2pm-ph=33-24=1，高副ph=，0，4，23，四杆铰接机构自由度计算。解决方案：活动构件数n=，3，低阶pl=，4，f=3n-2cl-ph=33-24=1，高阶ph=，0，24，计算五杆铰接机构的自由度。1，解决方案：活动缺勤数n=，4，低份数pl=，5，f=3n-2cl-ph=34-24=2，高份数ph=，0，5，2，3，4，0，25，计算图标凸轮机构的自由度。1，解决方案：活动缺勤数n=，2，低份数pl=，2，f=3n-2cl-ph=32-22-1=1，高份数ph=，1，3，26，计算内燃机的自由度。解决方案：活动缺勤数n=，6，低份数PL=，7，高份数ph=，3，f=3n-2pm-ph=36-27-3=1，27，3自由度计算的特殊问题，图标圆盘锯机构的自由度计算。解决方案：活动缺勤数n=，7，低副pl=，6，f=3n-2pm-ph，高副ph=0，=37-26-0，=9，计算结果肯定是错误的，28，1。复合铰链multiplepjoints-两个或多个构件连接到同一个旋转对。计算：m分量，m-1旋转对。29，上：b，c，d，e各有2个体育妇女。计算，1，2，3，4，5，6，7，8，A，B，C，D，E，F，图标圆盘锯机构的自由度。解决方案：活动构件数n=7，低数量pl=，10，f=3n-2cl-ph=37-210-0=1，可以证明：f点的轨迹是直线。圆盘锯机构动画，30，计算两个滚子凸轮机构的自由度。，解决方案：n=，3，PL=，3，f=3n-2cl-ph=33-23-1=2，ph=1，对于右侧机构：f=32-22-1=1，实际上两个机构的行为相同，F=1，31，2。局部自由度partial freedom，f=3n-2cl-ph-FP=33-23-1-1=1；在此范例中，局部自由度FP=1；或在计算时移除滚子和绞链：f=32-1，滚子的作用：滑动摩擦滚动摩擦。32，解决方案：n=，4，PL=，6，f=3n-2pm-ph=34-26=0，1，2，3，4，a虚拟约束formalconstraint-不实际影响机构运动的约束。计算自由度时，必须删除虚拟约束。fe=ab=CD，因此添加元件4前后e点的轨迹都是圆弧。添加的约束不起作用，因此必须删除零部件4。33，重新计算：n=3，pl=4，ph=0，f=3n-2cl-ph=33-24=1，特别注意：在此范例中，具有虚拟约束的几何图形条件为、如果34，(1)轨迹重合，机构中的旋转辅助联接是两个零部件上运动轨迹重合的点，则运动类型将延伸到一个虚拟约束。例如椭圆机构(图：cad=90，BC=BD)。如果旋转二次c使两个连接的C2，C3点的轨迹重合，则创建虚拟约束。(2)通过双柱连接与两个杆件之间距离固定的两个点时，如果在机构运动期间两个杆件上的两点之间的距离始终固定，则将两个点连接成一对条形会产生虚拟约束。在计算机构的平面机构自由度(经常出现虚拟约束)时，需要考虑一些事项，如35，例如平行四边形机构。零部件5和旋转辅助e、f连接的两点之间的距离始终保持不变，因此应用了虚拟约束。(3)结构重复时，不影响机构运动传递重复部分的约束是虚拟约束。例如，图标规则就是这样。在机构运动传递中，只需要一个齿轮，其他两个齿轮不影响机构的运动传递，因此虚拟约束导入为p=2。计算平面机构自由度时需要注意的事项，36，4。两个零部件形成多个移动对，且导向平行。5 .两个元件形成多个旋转对并同轴。37，6。两个元件是具有两个接触且法线重合的高对。等宽凸轮，注意：法线不一致将成为实际约束！38，虚拟约束的作用：提高多个行星轮等组件的力。提高轴和轴承、机床导轨等机构的刚度。促进机构运动，避免车轮等运动不确定性。注：虚拟约束的所有情况都是有条件的！39，图标包装机送纸机构自由度计算。n=，6，PL=，7，f=3n-2pm-ph=36-27-3=1，局部自由度，2，虚拟约束，1，零部件8，40，任何机构都可以将多个基本负载组视为依次连接到先导和机架。也称为“亚述”或“杆组”，这是具有0个不再可分解的最简单自由度的组件组。1.5机制构成原理和机制分析，1.5.1。平面机构构造原理，示例颚式粉碎机，1)基本杆组：2)构造原理：注意：杆组合并时，同一杆组的各个外部运动对不能连接到同一构件。否则，将无法添加加载组。41，(1)对于加载组，n、pl和ph分别是加载组中的缺勤数、低和高对。(2)负载组的类型，1) 级负载组：由两个构件和三个低对组成的负载组。2) 级棒组：由4个构件和6个低对组成的棒组。平面机构的构造原理，结构分类和结构分析(2/4)，3n-2pm-ph=0，整个子栏编组条件：3n-2pm=0或n/2=pl/3平面机构的结构分类，42，平面机构的高子代，高子代机构的高对被低对取代。(1)需要满足上、下一代的条件：1)替换前后机构的自由度完全相同；2)交替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度完全相同。，(2)父代和子代方法：弧父辅助机制，非父辅助机制，43，结论：为了满足平面机构的上、下代条件，只需将一个虚拟元件与接触点曲率中心的两个父元件连接起来。当父元素和子元素之一为直线时，如果父元素和子元素之一为点，则得出结论：分析父机构和子机构时，可以先将父子机构转换为子机构，然后再执行机构的结构、运动和力分析。将平面机构的较高子代(2/2)、将较低一代虚拟元件一端的旋转辅助装置转换为移动辅助装置。在本例中，低一代虚拟零部件一端的旋转对位于此点上。44，1.5.2。平面机构的结构分析，(1)目的：了解机构的构成，确定机构的水平。(2)方法：1)首先计算机构的自由度，然后确定原始零件。2)先分解远离原始执行器的零部件中的级组。卸下级组，直到只剩下先导和机架。3)最后确定机构的水平。(3)例如，破碎机机构的结构分析。1)如果部件1是先导，则此机制为级。平面机构的构造原理，结构分类和结构分析(3/4)，45，