《机械设计手册》02结构.ppt

第二章平面机构的结构分析,内容和目的机构的组成机构运动简图自由度计算机构组成原理及结构分析高副低代,21机构结构分析的内容和目的,（1）平面机构的组成、运动简图（2）自由度计算、机构确定运动的条件（3）机构组成原理、结构分析,平面机构组成机构的所有构件都在一个平面或相互平行的几个平面内运动的机构,一、构件：机械中独立运动的单元体,零件制造的单元构件运动的单元零件构件机构机器机器、机构统称为机械,22机构的组成,二、运动副及其作用1.运动副：两个构件之间的可动联接两个可动联接2.运动副元素：参加接触构成运动副的部分,22机构的组成,二、运动副及其作用1.运动副：两个构件之间的可动联接两个可动联接2.运动副元素：参加接触构成运动副的部分,22机构的组成,3.运动副的分类：（按接触情况）高副：点、线接触低副：面接触,转动副（铰链）移动副,4.运动副的作用：自由度：构件相对于其它构件的独立运动平面构件,x移动y移动z转动,约束：对自由度的限制运动副的作用：引入约束，限制构件的自由度,22机构的组成,二、运动副及其作用,4.运动副的作用：自由度：构件相对于其它构件的独立运动平面构件,x移动y移动z转动,约束：对自由度的限制运动副的作用：引入约束，限制构件的自由度,22机构的组成,二、运动副及其作用,低副：限制两个自由度高副：限制一个自由度。,22机构的组成,三、运动链：构件通过运动副连接而成的系统,闭链系统相对控制起来较容易，故使用广泛。,开链系统主要用于机械手、挖掘机等多自由度机构中。,22机构的组成,四、机构将运动链的某一构件固定为机架，当它的一个或少数几个原动件独立运动时，其余从动件随之作确定的运动，这种运动链便成为机构。,23平面机构运动简图,一、概述1、机构运动简图：忽略那些与机构运动无关的因素，仅用规定的符号和线条，按一定比例绘出的反映机构中各构件相对运动关系的简单图形。2、绘制原则：简单、规范、准确地反映运动关系。3、避开与运动无关的因素：诸如构件的外形、断面尺寸、运动副内部结构.。4、要能反映出：构件的数目、长度，运动副的类型、数目、运动副之间的相对位置，原动件、机架等。5、用途：机械系统方案设计，工程语言；运动分析和受力分析；机构的分类和研究。,23平面机构运动简图,二、机构运动简图的绘制1、运动副的表示:,2、构件的表示(1)双副构件,(2)三副构件,P16表2-3,23平面机构运动简图,二、机构运动简图的绘制,2、构件的表示(1)双副构件,(2)三副构件,P16表2-3,23平面机构运动简图,二、机构运动简图的绘制,23平面机构运动简图,二、机构运动简图的绘制,(1)分析机构，判断机架、原动件、从动件、构件数目、运动副类型和数目；（2）合理选择投影面；（3）选择适当的比例尺（实长/图长）；（4）按顺序用规定符号绘图。,3.绘制机构运动简图,4,A,C,B,2,3,23平面机构运动简图,二、机构运动简图的绘制,(1)分析机构，判断机架、原动件、从动件、构件数目、运动副类型和数目；（2）合理选择投影面；（3）选择适当的比例尺（实长/图长）；（4）按顺序用规定符号绘图。,3.绘制机构运动简图,4,A,C,B,2,3,23平面机构运动简图,二、机构运动简图的绘制,3.绘制机构运动简图,思考题：,什么叫运动副？它的作用是什么？什么是机构运动简图？如何绘制？P382-1、2-2,23平面机构运动简图,作业：绘制机构运动简图P38图2-8、P2388-5,运动链：,24、5、6平面机构的自由度,闭链,开链,机构：,固定一个构件机架；给定一个或几个构件立运动（位置），其余构件的运动（位置）随之确定机构与构件数、运动副的类型和数目、主动件数有关,计算公式N个构件；n=N-1个活动构件；pL个低副；PH个高副自由度：F=3n-2pL-PH,一、平面机构的自由度：确定机构中各构件相对于机架（位置）运动时，所需要的独立运动的数目,24、5、6平面机构的自由度,三、计算自由度是的注意事项1、复合铰链,m个构件铰接在一起，有(m-1)个转动副F=35-27=1,增加构件5、6后n=5pL=6PH=0F=3n-2pL-PH=35-26=3显然是错误的,如图：n=3pL=4PH=0F=3n-2pL-PH=33-24=1,24、5、6平面机构的自由度,2、局部自由度F=33-23-1=2显然错误小滚子的运动并不影响整个机构的运动局部自由度改善受力情况,减少磨损，假想2、3件焊接在一起,三、计算自由度是的注意事项,F=32-22-1=1,24、5、6平面机构的自由度,3、虚约束不起实际约束效果（1）两个构件之间形成多个运动副多个转动副轴线重合,三、计算自由度是的注意事项,F=31-22=-1错误F=31-21=1多个移动副导路平行,F=32-22-1=1多个高副在特定几何条件下,F=32-22-1=1,24、5、6平面机构的自由度,3、虚约束不起实际约束效果（1）两个构件之间形成多个运动副多个转动副轴线重合,三、计算自由度是的注意事项,F=31-22=-1错误F=31-21=1多个移动副导路平行,F=32-22-1=1多个高副在特定几何条件下,F=32-22-1=1,24、5、6平面机构的自由度,可见：两个构件之间只能形成一个运动副，形成多副时，必有虚约束，否则机构不能动,3、虚约束不起实际约束效果（1）两个构件之间形成多个运动副,三、计算自由度是的注意事项,24、5、6平面机构的自由度,（2）用转动副联接两构件上轨迹重合的点AB=CD=EFBC=ADBE=AFF=34-26=0错误E点轨迹重合EF为虚约束（或AB、CD)F=33-24=1,3、虚约束不起实际约束效果（1）两个构件之间形成多个运动副,三、计算自由度是的注意事项,24、5、6平面机构的自由度,（2）用转动副联接两构件上轨迹重合的点,（3）用双转动副构件联接两构件上距离不变的两点如图：DC间距离不变,如图：AB间距离不变F=33-24=1,3、虚约束不起实际约束效果（1）两个构件之间形成多个运动副,三、计算自由度是的注意事项,24、5、6平面机构的自由度,（2）用转动副联接两构件上轨迹重合的点,（3）用双转动副构件联接两构件上距离不变的两点,（4）不影响机构运动的对称部分F=35-25-6=-1错误F=33-23-2=1,练习二：计算机构的自由度,F=37-29-1=2,C处为复合铰链；E处为虚约束；F处为局部自由度,练习二：计算机构的自由度,C处为复合铰链；E处为虚约