机构及机构运动简图

机构及机构运动简图第一页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章2机构及机构运动简图第二页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章32机构及机构运动简图2.2零件与构件零件每一个单独加工的单元体(独立的加工单元)构件有相对运动的各个单元体(独立的运动单元)。可以是单一的零件，也可以是多个零件固联成的内部没有相对运动的刚性结构。特点不同构件间有相对运动单一构件内部没有相对运动可以是单一零件（如曲轴），也可以是多个零件组成（如连杆）第三页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章42机构及机构运动简图2.2零件与构件套筒连杆体螺栓垫圈螺母轴瓦连杆盖实体零件构件第四页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章52机构及机构运动简图2.2零件与构件零件、构件、机构与机器的联系机构中构件的分类机器机构构件零件运动单元制造单元机械刚性联结确定的

相对运动一个或多个

做功或实现

能量转换总称固定件：机架原动件：主动件从动件：随原动件运动的其余构件第五页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章62机构及机构运动简图2.3运动副构件的自由度构件所具有的独立运动的数目（或确定构件位置的独立参变量的数目）一个作平面运动的自由构件具有 三个独立运动数如图所示，在 Oxy坐标系中，构件S

可随其上任一点A沿x轴、y轴方向移动和绕A点转动。即一个作平面运动 的自由构件具有三个自由度。图2-5构件的平面运动第六页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章72机构及机构运动简图2.3运动副约束对独立运动所加的限制。每加上一个约束，构件便失去一个自由度。运动副使构件直接接触又能保持一定形式的相对运动的连接按接触方式分类点接触——高副(1个约束，2个自由度)线接触——高副(1个约束，2个自由度)面接触——低副(2个约束，1个自由度)第七页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章82机构及机构运动简图2.3运动副典型运动副转动副使两个构件的相对移动受到约束，而只有一个独立相对转动自由度的运动副。也称为回转副或铰链。如铰链、轴与轴承等。移动副使构件的一个相对移动和相对转动受到约束，而只有一个方向独立相对移动自由度的运动副。也称为棱柱副。如汽缸与活塞、滑块与导轨等。图2-6典型运动副转动副和移动副分别是低副还是高副？转动副和移动副都是低副第八页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章92机构及机构运动简图2.4运动链定义两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。分类开式链：运动链的各构件不构成首尾封闭的系统。闭式链：运动链的各构件构成了首尾封闭的系统。机构将运动链的一个构件固定为机架，其中的一个或几个原动件作独立运动时，其余从动件即随之作确定的运动注：不能运动或无规则乱动的运动链不能成为机构第九页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章102机构及机构运动简图2.4平面机构运动简图定义不考虑与运动无关的因素而仅用简单的线条和符号代表构件与运动副，并按一定比例表示各构件间的相对运动关系的简单图形。作用表示机构的组成和运动情况作为运动分析和动力分析的依据构件与运动副的表示常用运动副的符号一般构件的表示方法常用机构运动简图符号如何用简单的线条和符号表示构件和运动副？？？第十页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章112机构及机构运动简图2.4平面机构运动简图绘图步骤分析清楚所要绘制机械的结构和动作原理。从原动件开始，按照运动传递的顺序，仔细分析各构件相对运动的性质，确定运动副的类型和数目。合理选择视图平面，通常选择与大多数构件的运动平面相平行的平面为视图平面。选取适当的长度比例尺，按一定的顺序进行绘图，并将比例尺标注图上。第十一页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章122机构及机构运动简图2.4平面机构运动简图注意事项画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。图2-7构件的表示方法第十二页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章132机构及机构运动简图2.4平面机构运动简图实例一——内燃机图2-8内燃机曲柄滑块机构第十三页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章142机构及机构运动简图2.4平面机构运动简图实例一——内燃机图2-8内燃机齿轮机构第十四页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章152机构及机构运动简图2.4平面机构运动简图实例一——内燃机图2-8内燃机凸轮机构5'6第十五页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章162机构及机构运动简图2.4平面机构运动简图实例一——内燃机12344'55'615'6++=第十六页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章172机构及机构运动简图2.4平面机构运动简图实例二——颚式破碎机4.肘板1.机架2.偏心轴5.带轮3.动颚板第十七页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章182机构及机构运动简图2.4平面机构运动简图实例二——颚式破碎机3D12BA1C44.肘板1.机架2.偏心轴5.带轮3.动颚板ACBD第十八页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章192机构及机构运动简图2.4平面机构运动简图思考——如图所示的破碎机应如何绘制运动简图？？ABCEFDG第十九页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章202机构及机构运动简图2.4平面机构运动简图练习第二十页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章21练习1解答1234ABC141223A14B12C23432414第二十一页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章222机构及机构运动简图2.4平面机构的自由度运动链（或机构）的自由度运动链（或机构）具有的独立运动的数目运动链成为机构的条件自由度大于0（保证运动链能运动）自由度数等于原动件数（保证运动链具有确定的运动）自由度的计算设n个活动构件，PL个低副，PH个高副，自由度数为F构件总自由度低副约束数高副约束数3×n2×PL1

×Ph=>F=3n-2PL-PH第二十二页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章232机构及机构运动简图2.4平面机构的自由度实例一：铰链四杆机构n=3pL=4ph=0F=3n-2pL-ph=1第二十三页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章242机构及机构运动简图2.4平面机构的自由度实例二——颚式破碎机3D12BA1C4n=3pL=4ph=0F=3n-2pL-ph)=1第二十四页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章252机构及机构运动简图2.4平面机构的自由度练习——曲柄滑块机构n=3PL=4F=3n-2PL-PH

=1

PH=0S3123第二十五页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章262机构及机构运动简图2.4平面机构的自由度练习——五连杆机构n=4PL=5F=3n-2PL-PH

=2PH=01234θ1第二十六页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章272机构及机构运动简图2.4平面机构的自由度实例三——圆盘锯机构12345678ABCDEFn=7PL=6F=3n－2PL－PHPH=0=9实际上自由度为1，错在哪里？？因为存在复合铰链！！第二十七页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章282机构及机构运动简图2.4平面机构的自由度复合铰链定义两个以上的构件在同一处以转动副相联复合铰链的计算m个构件的复合铰链，有m－1转动副。两个低副第二十八页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章292机构及机构运动简图2.4平面机构的自由度实例三——圆盘锯机构（正确解法）12345678ABCDEFn=7PL=10F=3n－2PL－PHPH=0=1第二十九页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章302机构及机构运动简图2.4平面机构的自由度实例四——滚子凸轮123123n=3PL=3F=2PH=1n=2PL=2F=1PH=1第三十页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章312机构及机构运动简图2.4平面机构的自由度实例四——滚子凸轮123123事实上，两个机构的运动相同，且F=1。作图多出的1个自由度为滚子局部运动所产生的局部自由度。第三十一页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章322机构及机构运动简图2.4平面机构的自由度局部自由度定义构件局部运动所产生的自由度局部自由度出现的场合加装滚子的场合局部自由度的计算计算总的自由度后减去局部自由度数计算时将局部自由度坐在的滚子和铰链排除为什么需要局部自由度添加滚子使滑动摩擦变为滚动摩擦，减少运动过程中的摩擦，延长使用寿命第三十二页，共35页。7/4/20263:08AM机械基础——第一章332机构及机构运动简图2.4平面机构的自由