第一章第2节-平面机构的结构分析

第2节平面机构的结构分析,一、机构的组成,1.运动副,两构件间的相对运动为平面运动时，则构成平面运动副。,定义：两构件直接接触，并能产生一定的相对运动的连接。,总论,平面运动副的类型,低副,高副,转动副,移动副,总论,（1）低副,定义：两构件通过面与面接触组成运动副。,接触形式：面接触。,特点：承受载荷时压强较低，便于润滑，不易磨损。,总论,图1-2-1平面低副,总论,1)转动副,总论,典型的转动副结构,图1-2-2滑动轴承式转动副,定义：两构件之间只作相对转动的运动副,1)转动副,总论,典型的转动副结构,图1-2-3滑动轴承式转动副,1)转动副,总论,典型的转动副结构,图1-2-4滚动轴承式转动副,2)移动副,移动副的结构比较复杂,定义：两构件之间只作相对移动的运动副。,两构件间的接触面,平面,棱柱面,圆柱面,总论,总论,图1-2-5平面移动副,总论,图1-2-6圆柱面移动副,总论,图1-2-7棱柱面移动副,（2）高副,定义：两构件以点或线的形式相接触而组成的运动副。,接触形式：点或线相接触。,特点：接触部分的压强较高，易磨损。,总论,总论,典型的高副结构,图1-2-8高副结构,2.构件,机架固定的构件。,原动件按给定的已知运动规律独立运动的构件。,从动件其余活动构件。,从动件的运动规律取决于原动件的运动规律和机构中运动副和构件的结构及尺寸。,构件的结构与受力状况、运动特点及相对尺寸等因素有关。,分类,总论,几种常见构件,具有转动副的构件,具有移动副和转动副的构件,具有两个移动副的构件,总论,几种常见构件,具有转动副的构件,具有移动副和转动副的构件,具有两个移动副的构件,总论,图1-2-9具有转动副的构件杆件,图a图c为双副杆，图d图f为三副杆。杆状构件应尽量制成直杆(图a、图d)，但有时要求构件与机械的其他部分在运动时不发生干涉(碰撞)，也可制成特殊的形式(图b、图c、图e、图f)。,总论,图1-2-10具有不同横截面的杆状构件,总论,图1-2-11盘状构件,总论,图1-2-12偏心轮,总论,图1-2-13曲轴,总论,几种常见构件,具有转动副的构件,具有移动副和转动副的构件,具有两个移动副的构件,构件中转动副间距较大时，一般制成杆状。,杆状构件的受力状况和功能有所差别，故有不同的横截面。,对于绕定轴转动的构件常制成盘状。,总论,几种常见构件,具有转动副的构件,具有移动副和转动副的构件,具有两个移动副的构件,总论,图1-2-14单缸内燃机,总论,几种常见构件,具有转动副的构件,具有移动副和转动副的构件,具有两个移动副的构件,典型机构：单缸内燃机,在燃烧气体的膨胀压力作用下，活塞犆被推动下移，并通过连杆犅犆使曲轴犃犅旋转而向外作功。这里的活塞既与缸体组成移动副，又与连杆组成转动副。这类构件多呈块状，故常称之为滑块。,总论,几种常见构件,具有转动副的构件,具有移动副和转动副的构件,具有两个移动副的构件,这种构件不多见，第三章第五节中介绍的滑块式联轴器的中间滑块即是。,总论,二、平面机构的运动简图,机构运动简图：用线条表示构件，用简单符号表示运动副的类型，按一定比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，这种简明表示机构各构件间运动关系的图形称为机构运动简图。,机构示意图：只为了表示机构的结构及运动情况，而不严格按照比例绘制的简图。,总论,表1-2-1机构运动简图符号,总论,从机器实物或机器装配图中绘制平面机构运动简图的步骤是：,）观察机构的运动情况，找出原动件、工作构件和机架。,）根据相连两构件间的相对运动性质和接触情况，确定各个运动副的类型。,）根据机构实际尺寸和图纸大小确定适当的长度比例尺l,l实际长度（m）图示长度（mm）,）用直线或曲线将同一构件上的运动副连接起来，即为所要画的机构运动简图。,总论,三、机构具有确定运动的条件,1.自由度和约束,自由度：构件所具有的独立运动的数目。,约束：对独立运动所加的限制。,约束数目=被其限制的自由度,总论,2.平面机构的自由度,平面机构所具有的独立运动数，即平面机构的自由度应为：,全体活动构件在自由状态时自由度的总数与全部运动副所引入的约束条件总数之差。,F=3n（2PL+PH）=3n2PLPH,（1-2-1）,式中：PL低副,PH高副,总论,3.机构具有确定运动的条件,条件：原动件的数目=机构自由度的数目,当：原动件的数目机构的自由度数目,机构中最薄弱构件的损坏,导致,当：原动件的数目机构的自由度数目,导致,机构的运动不确定,总论,计算平面机构的自由度时，应注意的三种特殊情况：,复合铰链,凡由m个构件组成的复合铰链，其转动副的个数为m1。,总论,图1-2-15复合铰链,总论,计算平面机构的自由度时，应注意的三种特殊情况：,复合铰链,局部自由度,凡由m个构件组成的复合铰链，其转动副的个数为m1。,在计算自由度时，这种构件应除去不计。,总论,图1-2-16凸轮机构,总论,计算平面机构的自由度时，应注意