机构简图参考学习教案

1、会计学1机构机构(jgu)简图参考简图参考第一页，共59页。运动运动(yndng)副元素副元素运动运动(yndng)副元素副元素第1页/共58页第二页，共59页。1.自由度：构件所具有的这种独立运动的数目称为自由度：构件所具有的这种独立运动的数目称为(chnwi)构件的自由度。构件的自由度。一个作平面运动的构件可以做沿轴一个作平面运动的构件可以做沿轴x、轴、轴y和绕垂直于和绕垂直于xoy平面的轴的转动。这个自由构件有三个独立运动的可能性。平面的轴的转动。这个自由构件有三个独立运动的可能性。所以一个作平面运动的自由构件有三个自由度。所以一个作平面运动的自由构件有三个自由度。第2页/共58页第三页

2、，共59页。 运动副既限制了两构件的某些相对运动，又允许运动副既限制了两构件的某些相对运动，又允许(ynx)(ynx)构件间有一定的相对运动。构件间有一定的相对运动。 第3页/共58页第四页，共59页。按两构件按两构件(gujin)(gujin)接触特性，常分为低副、高副两接触特性，常分为低副、高副两大类。大类。 a)固定铰固定铰链链第4页/共58页第五页，共59页。b)活动活动(hudng)铰铰链转动副链转动副第5页/共58页第六页，共59页。第6页/共58页第七页，共59页。(2) (2) 移动副：只允许移动副：只允许(ynx)(ynx)两构件作相两构件作相对移动。对移动。第7页/共58页

3、第八页，共59页。结论结论(ji(jilln)n): :两构件两构件(gujin)(gujin)用低副联接用低副联接，失去两个，失去两个自由度；压力小。自由度；压力小。第8页/共58页第九页，共59页。2.2.高副：两构件高副：两构件(gujin)(gujin)以点或线接触而构成以点或线接触而构成的运动副。的运动副。第9页/共58页第十页，共59页。第10页/共58页第十一页，共59页。两构件用高副联接两构件用高副联接(lin ji)(lin ji)，失去一，失去一个自由度；压力大。个自由度；压力大。 结论结论(ji(jilln)n): :第11页/共58页第十二页，共59页。若两构件之间的相

4、对运动若两构件之间的相对运动(xinduyndn)均均为空间运动，则称为空间运动副。为空间运动，则称为空间运动副。第12页/共58页第十三页，共59页。2.2 2.2 平面平面(pngmin)(pngmin)机构的运动简图机构的运动简图 1 1、机构运动简图：用简单的线条和规定符号表示、机构运动简图：用简单的线条和规定符号表示构件和运动副，并按一定的比例确定运动副的相构件和运动副，并按一定的比例确定运动副的相对位置对位置(wi zhi)(wi zhi)及与运动有关的尺寸，这种表及与运动有关的尺寸，这种表明机构组成和各构件间真实运动关系的简单的图明机构组成和各构件间真实运动关系的简单的图形。形。

5、 和运动有关的：运动副的类型、数目、相对位和运动有关的：运动副的类型、数目、相对位置置(wi zhi)(wi zhi)、构件数目；、构件数目； 和运动无关的：构件外形、截面尺寸、组成构和运动无关的：构件外形、截面尺寸、组成构件的零件数目、运动副的具体构造。件的零件数目、运动副的具体构造。一、机构运动一、机构运动(yndng)(yndng)简图的概念简图的概念第13页/共58页第十四页，共59页。二、平面机构二、平面机构(jgu)(jgu)运动简图的绘制运动简图的绘制（一）构件的表示（一）构件的表示(biosh)(biosh)方法方法1.1.构件构件构件构件(gujin)(gujin)均用直线或

6、小方块等来表示，画均用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。有斜线的表示机架。2 2、机构示意图：只需表明机构运动传递情况和构、机构示意图：只需表明机构运动传递情况和构造特征，不必按严格比例所画的图形造特征，不必按严格比例所画的图形第14页/共58页第十五页，共59页。2.2.转动转动(zhun (zhun dng)dng)副副构件构件(gujin)(gujin)组成转动副时，如下图表示。组成转动副时，如下图表示。图垂直于回转轴线用图图垂直于回转轴线用图a a表示；表示；图不垂直于回转轴线时用图图不垂直于回转轴线时用图b b表示。表示。表示转动副的圆圈，圆心须与回转轴线重合。表示转动副的圆

7、圈，圆心须与回转轴线重合。一个构件一个构件(gujin)(gujin)具有多个转动副时，则应在两具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑，或在其内画上斜线。条交叉处涂黑，或在其内画上斜线。第15页/共58页第十六页，共59页。3. 3. 移动移动(ydng)(ydng)副副两构件组成移动两构件组成移动(ydng)(ydng)副，其导路必须副，其导路必须与相对移动与相对移动(ydng)(ydng)方向一致。方向一致。第16页/共58页第十七页，共59页。4. 4. 平面平面(pngmin)(pngmin)高副高副 两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两

8、构件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出构件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出其全部其全部(qunb)(qunb)轮廓；对于齿轮，常用点划线划出轮廓；对于齿轮，常用点划线划出其节圆。其节圆。第17页/共58页第十八页，共59页。第18页/共58页第十九页，共59页。（二）绘机构运动（二）绘机构运动(yndng)(yndng)简图的步骤简图的步骤 图上尺寸(mm)mm实际尺寸l1 1）分析机构）分析机构(jgu)(jgu)，观察相对运动，数清所有，观察相对运动，数清所有构件的数目；构件的数目；2 2）确定所有运动）确定所有运动(yndng)(yndng)副的类型和数目；副的类型和数

9、目；3 3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；4 4）确定比例尺：）确定比例尺：5 5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画动件开始画) )第19页/共58页第二十页，共59页。第20页/共58页第二十一页，共59页。例例2-1 2-1 试绘制试绘制(huzh)(huzh)内燃机的机构内燃机的机构运动简图运动简图第21页/共58页第二十二页，共59页。气缸体气缸体1活塞活塞2进气阀进气阀3排气阀排气阀4连杆连杆5曲轴曲轴6凸轮凸轮7顶杆顶杆8齿轮齿轮10解：解：1 1）分析运动）分析运动(ynd

10、ng)(yndng)，确定构件，确定构件的类型和数量的类型和数量 2 2）确定运动副的类型）确定运动副的类型(lixng)(lixng)和数目和数目 3 3）选择）选择(xunz)(xunz)视图视图平面平面 4 4）选取比例尺，根）选取比例尺，根据机构运动尺寸，定出据机构运动尺寸，定出各运动副间的相对位置各运动副间的相对位置 5 5）画出各运动副和机构）画出各运动副和机构符号，并表示出各构件符号，并表示出各构件第22页/共58页第二十三页，共59页。第23页/共58页第二十四页，共59页。第24页/共58页第二十五页，共59页。例例2-2 2-2 试绘制颚式破碎机的机构试绘制颚式破碎机的机构

11、(jgu)(jgu)运动简图运动简图解：颚式破碎机的机构运动简图绘制解：颚式破碎机的机构运动简图绘制(huzh)(huzh)步骤步骤第25页/共58页第二十六页，共59页。一、平面一、平面(pngmin)(pngmin)机构自由度计机构自由度计算算 1.1.构件构件(gujin)(gujin)自由度（复习自由度（复习） 一个一个(y (y )自由的平面构件有三个自由度。自由的平面构件有三个自由度。构件间构件间 低副联接低副联接 减少减少2 2个自由度个自由度 高副联接高副联接 减少减少1 1个自由度个自由度 2.3 2.3 平面机构的自由度平面机构的自由度第26页/共58页第二十七页，共59页

12、。2.2.自由度计算公式自由度计算公式n n：机构：机构(jgu)(jgu)中活动构件数，中活动构件数，n=N-1; n=N-1; Pl Pl ：机构：机构(jgu)(jgu)中低副数；中低副数； Ph Ph ：机构：机构(jgu)(jgu)中高副数；中高副数；F F ：机构：机构(jgu)(jgu)的自由度数；的自由度数；则则F = 3n - 2PF = 3n - 2Pl l - P- Ph h 计算计算(j (j sun)sun)实例实例 n = 3, Pl = 4, Ph = 0 F = 3n - 2Pl - Ph =33 - 24 - 0= 1 第27页/共58页第二十八页，共59页。

13、1 1）四杆机构）四杆机构(jgu)(jgu)：n=3 Pn=3 PL L=4 P=4 PH H=0=0F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3=33-23-24-0=1 4-0=1 2 2）五杆机构）五杆机构(jgu)(jgu)： n=4 P n=4 PL L=5 P=5 PH H=0 =0 F=3n-2P F=3n-2PL L-P-PH H=3=34-24-25-0=2 5-0=2 3 3）凸轮）凸轮(tln)(tln)机构：机构： n=2 P n=2 PL L=2 P=2 PH H=1 =1 F=3n-2P F=3n-2PL L-P-PH H=1 =1 3.3.常见机构的自由

14、度计算常见机构的自由度计算第28页/共58页第二十九页，共59页。320lhFnpp 要使所设计的运动链成为机构要使所设计的运动链成为机构(jgu)(jgu)，组成运动链的各构件之间，组成运动链的各构件之间必须具有确定的相对运动。不能产生运动或作无规则运动的运动链均不必须具有确定的相对运动。不能产生运动或作无规则运动的运动链均不能成为机构能成为机构(jgu)(jgu)。 如图如图(a)(a)所示的平面三构件运动链，其自由度所示的平面三构件运动链，其自由度。 表明该运动链中各构件间已无相对运动，只构成表明该运动链中各构件间已无相对运动，只构成(guchng)(guchng)了了一个刚性桁架，因而

15、不能成为机构。一个刚性桁架，因而不能成为机构。4 4）刚性）刚性( (nn xn xn) )桁架桁架第29页/共58页第三十页，共59页。321lhFnpp F=-1图图(b)(b)所示的平面四所示的平面四构件构件(gujin)(gujin)运动链运动链，其自由度，其自由度，表明该运动链由于约束过多表明该运动链由于约束过多(u du)(u du)，已成为超静定桁架了，也不能成为机构，已成为超静定桁架了，也不能成为机构。5 5）超静定）超静定(jn(jn dn dn) )桁架桁架第30页/共58页第三十一页，共59页。v计算计算(j (j sun)sun)实例实例 n =5, Pl = 7, P

16、h = 0 F = 3n 2Pl Ph = 35 27 0= 1解：第31页/共58页第三十二页，共59页。二、自由度计算时应注意的几种二、自由度计算时应注意的几种(j zhn(j zhn) )情况情况 1.1.复合复合(fh)(fh)铰链铰链 两个以上构件在同一两个以上构件在同一(tngy)(tngy)轴线处用轴线处用转动副连接，就形成了复合铰链。转动副连接，就形成了复合铰链。 第32页/共58页第三十三页，共59页。惯性筛机构惯性筛机构C C处为复合处为复合(fh)(fh)铰链铰链n=5,Pl=7,Ph=0=35-270=1F=3n-2PlPh三个构件在同一轴线处，两个三个构件在同一轴线处

17、，两个(lin(lin )转转动副。动副。推理：推理：m m个构件时，有个构件时，有m m1 1个转动副。个转动副。 第33页/共58页第三十四页，共59页。 典型例子典型例子(l zi)(l zi)：滚子的转动自由度并不影：滚子的转动自由度并不影响整个机构的运动，属局部自由度。响整个机构的运动，属局部自由度。计入局部计入局部(jb)自由度时自由度时n=3,Pl=3,Ph=1F=33-2-1=2与实际不符与实际不符DCBADBA42314212.2.局部局部(jb)(jb)自由自由度度 个别构件所具有的，不影响整个机构运动的个别构件所具有的，不影响整个机构运动的自由度称为局部自由度。自由度称为

18、局部自由度。 第34页/共58页第三十五页，共59页。除去局部除去局部(jb)(jb)自由度，把滚子和从动件看作一自由度，把滚子和从动件看作一个构件。个构件。处理处理(chl(chl) )方法：方法： 注意：实际结构上为减小摩擦采用局部自由度，注意：实际结构上为减小摩擦采用局部自由度，“除除去去”指计算指计算(j sun)(j sun)中不计入，并非实际拆除。中不计入，并非实际拆除。n=2,Pl=2,Ph=1,F=32-221=1与实际相符与实际相符第35页/共58页第三十六页，共59页。n = 4, Pn = 4, Pl l =6, =6, P Ph h = 0 = 0 与实际与实际(shj

19、)(shj)不不符符 F=3F=34-24-26 60=00=0AMBN1O3O 在特殊的几何条件在特殊的几何条件(tiojin)(tiojin)下，有些约束所下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。称为虚约束。3.3.虚约束虚约束(yush) (yush) 第36页/共58页第三十七页，共59页。虚 约 束 常 见虚 约 束 常 见 ( c h n( c h n jin)jin)情况及处理情况及处理1 1）两构件上联接点的运动）两构件上联接点的运动(yndng)(yndng)轨迹互相重合轨迹互相重合，将产生虚约

20、束。，将产生虚约束。AMB2314NO3O1n=3,Pl=4,Ph=0F=33-240=1与实际与实际(shj)相符相符第37页/共58页第三十八页，共59页。n=3,Pl=4,Ph=0F=33-240=1第38页/共58页第三十九页，共59页。2 2）两构件形成）两构件形成(xngchng)(xngchng)多个具有相同作用多个具有相同作用的运动副。的运动副。 处理处理(chl)(chl)方法：计算中只计入一方法：计算中只计入一 个个移动副。移动副。 (1) (1)两构件组成多个移动副，且导路相互平行或重合两构件组成多个移动副，且导路相互平行或重合(chngh)(chngh)时，只有一个移动

21、副起约束作用，其余为虚时，只有一个移动副起约束作用，其余为虚约束。约束。F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3x3-2x4=1=3x3-2x4=1第39页/共58页第四十页，共59页。F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3x1-2x1=1=3x1-2x1=1第40页/共58页第四十一页，共59页。 (2) (2) 两构件两构件(gujin)(gujin)组成多个转动副，且组成多个转动副，且轴线重合，只有一个转动副起约束作用，其余轴线重合，只有一个转动副起约束作用，其余为约束。为约束。 处理方法：计算中只计入处理方法：计算中只计入(jr)一个转一个转动副。动副。第41

22、页/共58页第四十二页，共59页。 ( 3 ) ( 3 ) 两 构 件 组 成 多 处 接 触 点 公 法 线 重 合两 构 件 组 成 多 处 接 触 点 公 法 线 重 合(chngh)(chngh)的高副，只考虑一处高副。的高副，只考虑一处高副。 12处理方法处理方法(fngf)：计算中只计入一处高：计算中只计入一处高副。副。第42页/共58页第四十三页，共59页。F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3x2-2x2-1=1=3x2-2x2-1=1第43页/共58页第四十四页，共59页。处理处理(chl)(chl)方法：计算中应将对称部分除去方法：计算中应将对称部分除去不计。

23、不计。 3 3、机构中对运动、机构中对运动(yndng)(yndng)不起独立作用的对不起独立作用的对称部分，将产生虚约束。称部分，将产生虚约束。第44页/共58页第四十五页，共59页。F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3x3-2x3-2=1=3x3-2x3-2=1第45页/共58页第四十六页，共59页。虚约束对机构虚约束对机构(jgu)(jgu)的影响的影响 虚约束是在一些特定虚约束是在一些特定(tdng)(tdng)的几何条件下引入的几何条件下引入的，如的，如“平行平行”、“重合重合”、“距离不变距离不变”等。如果几等。如果几何条件不满足，虚约束会转化为有效约束。何条件不满

24、足，虚约束会转化为有效约束。 机构中引入虚约束是为了受力均衡，增大机构中引入虚约束是为了受力均衡，增大刚度等，同时也提高刚度等，同时也提高(t go)(t go)了对制造和装了对制造和装配精度的要求。配精度的要求。第46页/共58页第四十七页，共59页。 注 意 ： 机 构 中 虚 约 束 是 实 际 存 在注 意 ： 机 构 中 虚 约 束 是 实 际 存 在(cnzi)(cnzi)的，计算中所谓的，计算中所谓“除去不计除去不计”是从是从运动观点分析做的假想处理，并非实际拆除。运动观点分析做的假想处理，并非实际拆除。 例题：计算例题：计算(j sun)(j sun)筛料机构的自由度筛料机构的自由度F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3x7-2x9-2=2=3x7-2x9-2=2第47页/共58页第四十八页，共59页。三、平面机构具有确定相对运动三、平面机构具有确定相对运动(xin(xin du yn dndu yn dn) )的条件的条件23411四杆机构四杆机构(jgu)(jgu)，F=1,1F=1,1个原动件，运动个原动件，运动可确定。可确定。第48页/共58页第四十九页，共59页。12345AEBCCDD14从动件位置从动件位置(wi zhi)(wi zhi)不