新大机械原理课件第2章 机械的结构分析

第二章机构的结构分析2.1机构结构分析的内容及目的2.2机构的组成2.3机构运动简图2.4机构具有确定运动的条件2.5机构自由度的计算2.6计算机构自由度注意事项2.7平面机构的组成原理、结构分类及结构分析2.8机构结构的型综合及其设计本章内容简介第二章机构的结构分析1.机构结构分析的内容及目的研究机构的组成及其具有确定运动的条件弄清机构包含哪几个部分各部分如何相联以及怎样的结构才能保证具有确定的相对运动按结构特点对机构进行分类不同的机构都有各自的特点，把各种机构按结构加以分类，其目的是按其分类建立运动分析和动力分析的一般方法。绘制机构运动简图目的是为运动分析和动力分析作准备研究机构的组成原理目的是搞清楚按何种规律组成的机构能满足运动确定性的要求。第二章机构的结构分析名词术语解释:1.构件(Link)－独立的运动单元零件(part)－独立的制造单元2.机构的组成套筒连杆体螺栓垫圈螺母轴瓦连杆盖第二章机构的结构分析2.运动副(kinematic

pair)定义：两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。三个条件，缺一不可两个构件直接接触有相对运动运动副元(pairing

element)－直接接触的部分（点、线、面）。如右图所示：2.机构的组成作者：潘存云教授齿轮齿廓凸轮活塞与缸套第二章机构的结构分析运动副的分类：1)按引入的约束数分有：I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。2.机构的组成第二章机构的结构分析2)按相对运动范围分有：平面运动副－平面运(Plannar

kinematic

pair)空间运动副－空间运动(Spatialkinematicpair)例如：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。平面机构－全部由平面运动副组成的机构。空间机构－至少含有一个空间运动副的机构。2.机构的组成第二章机构的结构分析3)按运动副元素分有：①高副(highpair)－点、线接触，应力高。例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。2.机构的组成②低副(lowerpair)－面接触，应力低。例如：转动副（回转副）、移动副。滚动副凸轮副齿轮副第二章机构的结构分析运动链(Kinematicchain)运动链－两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。分为:闭式链(Closechain)开式链(Openchain)2.机构的组成闭式链开式链第二章机构的结构分析4.机构(mechanism)定义：具有确定运动的运动链称为机构。2.机构的组成机架(fixed

link)作为参考系的构件，如机床床身、车辆底盘、飞机机身。原动件(driving

link)按给定运动规律运动的构件。从动件(drived

link)其余可动构件。机构第二章机构的结构分析机构运动简图(kinematic

diagram

of

mechanism)－用以说明机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形。作用:

1.表示机构的结构和运动情况。2.作为运动分析和动力分析的依据。机动示意图－不按比例绘制的简图。现摘录了部分GB4460－84机构示意图如下表。3.机构运动简图第二章机构的结构分析常用机构运动简图符号3.机构运动简图带传动齿轮齿条传动圆锥齿轮传动在机架上的电机第二章机构的结构分析3.机构运动简图凸轮传动外啮合圆柱齿轮传动圆柱蜗杆蜗轮传动链传动第二章机构的结构分析3.机构运动简图内啮合圆柱齿轮传动棘轮机构机构运动简图应满足的条件：构件数目与实际相同运动副的性质、数目与实际相符运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际

机构成比例。第二章机构的结构分析绘制机构运动简图思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。顺口溜：先两头，后中间，从头至尾走一遍，数数构件是多少，再看它们怎相联。步骤：运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目；测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面），

绘制示意图。按比例绘制运动简图。

简图比例尺：μl

=实际尺寸m/图上长度mm检验机构是否满足运动确定的条件。3.机构运动简图第二章机构的结构分析举例：绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图3.机构运动简图鳄式破碎机机构简图第二章机构的结构分析4.机构具有确定运动的条件S3123S’3θ1θ41234θ1给定S3＝S3(t)，一个独立参数θ1＝θ1（t）唯一确定，该机构仅需要一个独立参数。若仅给定θ1＝θ1（t）,则θ2θ3θ4均不能唯一确定。若同时给定θ1和θ4

，则θ3θ2

能唯一确定，该机构需要两个独立参数。第二章机构的结构分析自由度(Degree

of

Freedom)定义：保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数称为机构的自由度。原动件(driving

link)－能独立运动的构件。∵一个原动件只能提供一个独立参数∴机构具有确定运动的条件为：自由度＝原动件数

4.机构