运动简图设计

§3.1机构的组成§3.2平面机构的运动简图§3.3平面机构的自在度平面机构的构造分析3.1机构的组成构件和构件之间既要相互衔接〔接触〕在一同，又要有相对运动。而两构件之间这种可动的衔接〔接触〕就称为运动副。运动副元素：两构件上直接参与接触构成运动副的部分。3.1.1运动副运动副：3.1.2自在度和运动副约束自在度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自在度3.1机构的组成按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。1.低副两构件以面接触而构成的运动副。(1)转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。a)固定铰链一、平面运动副3.1机构的组成(2)挪动副：只允许两构件作相对挪动。挪动副3.1机构的组成齿轮副3.1机构的组成二、空间运动副假设两构件之间的相对运动均为空间运动，那么称为空间运动副。螺旋副球面副3.1机构的组成2.转动副构件组成转动副时，如以下图表示。图垂直于回转轴线时用图a表示；图面不垂直于回转轴线时用图b表示。表示转动副的圆圈，其圆心必需与回转轴线重合。一个构件具有多个转动副时，那么应在两条交叉处涂黑，或在其内画上斜线。3.2平面机构的运动简图3.挪动副两构件组成挪动副，其导路必需与相对挪动方向一致。3.2平面机构的运动简图4.平面高副两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出其全部轮廓；对于齿轮，常用点划线划出其节圆。3.2平面机构的运动简图3.2.2绘制机构运动简图的步骤1〕功能分析。确定机械系统的总功能和进展功能分解。2〕绘制机械系统运动循环图。3〕执行〔任务〕机构选型。4〕绘制机械系统的运动方案图。5〕机构的尺度综合。6〕绘制机械系统运动简图。3.2平面机构的运动简图例3.1试绘制内燃机的机构运动简图3.2平面机构的运动简图气缸体1活塞2进气阀3排气阀4连杆5曲轴6凸轮7顶杆8齿轮10解：1〕分析运动，确定构件的类型和数量2〕确定运动副的类型和数目3〕选择视图平面4〕选取比例尺，根据机构运动尺寸，定出各运动副间的相对位置5〕画出各运动副和机构符号，并表示出各构件3.2平面机构的运动简图3.2平面机构的运动简图试绘制破碎机的机构运动简图3.2平面机构的运动简图给定构件1运动参数=(t)n=3,Pl=4,Ph=02〕绘制机械系统运动循环图。5〕画出各运动副和机构符号，并表示出各构件再给定构件4运动参数=(t)，构件2、3的运动是确定的n=5,Pl=7,Ph=0◆计算中留意察看能否有复合铰链，以免漏算转动副数目，出现计算错误。=3×3-2Pl-Ph◆实践构造上为减小摩擦采用部分自在度，“除去〞指计算中不计入，并非实践撤除。2平面机构的运动简图Pl：机构中低副数；2平面机构的运动简图3平面机构的自在度低副两构件以面接触而构成的运动副。两构件组成多个转动副，且轴线重合，只需一个转动副起约束作用，其他为约束。3.2平面机构的运动简图3.2平面机构的运动简图3.3平面机构的自在度1.实例分析不能产生运动给定构件1运动参数=(t)构件2、3的运动是确定的3.3.1机构具有确定运动的条件给定构件1运动参数=(t)，构件2、3、4的运动是不确定的再给定构件4运动参数=(t)，构件2、3的运动是确定的3.3平面机构的自在度2.结论机构具有确定运动时所必需给定的独立运动参数的数目称机构的自在度。平面机构具有确定运动的条件：机构原动件个数应等于机构的自在度数目。◆原动件数＜自在度数，机构无确定运动原动件数＞自在度数，机构在薄弱处损坏3.3平面机构的自在度3.3.2平面机构自在度的计算1.构件自在度一个构件未用运动副与其它构件衔接之前，有三个自在度。当用运动副衔接后，构件间的相对运动遭到约束，失去一些自在度。运动副不同，失去的自在度数目和保管的自在度数目也不同。3.3平面机构的自在度2.计算公式n：机构中活动构件数；Pl：机构中低副数；Ph：机构中高副数；F：机构的自在度数；F=3n-2Pl-Ph3.计算实例n=3,Pl=4,Ph=0F=3n-2Pl-Ph=3×3-2Pl-Ph=3×3-2×4-0设那么=13.3平面机构的自在度计算实例n=5,Pl=7,Ph=0F=3n–2Pl–Ph=3×5–2×7–0=1解：3.3平面机构的自在度3.3.3自在度计算时应留意的几种情况1.复合铰链2.部分自在度3.虚约束两个以上构件在同一轴线处用转动副衔接，就构成了复合铰链。说明个别构件所具有的，不影响整个机构运动的自在度称为部分自在度。说明反复出现的，对机构运动不起独立限制造用的约束称为虚约束。说明4.虚约束常见情况及处置方法说明5.虚约束对机构的影响说明3.3平面机构的自在度三个构件在同一轴线处，两个转动副。推理：m个构件时，有m–1个转动副。3.3平面机构的自在度惯性筛机构C处为复合铰链◆计算中留意察看能否有复合铰链，以免漏算转动副数目，出现计算错误。n=5,Pl=7,Ph=0=3×5-2×7–0=1F=3n-2Pl–Ph3.3平面机构的自在度滚子的转动自在度并不影响整个机构的运动，属部分自在度。计入部分自在度时n=3,Pl=3,Ph=1F=3×3-2×-1=2与实践不符3.3平面机构的自在度应除去部分自在度，即把滚子和从动件看作一个构件。处置方法◆实践构造上为减小摩擦采用部分自在度，“除去〞指计算中不计入，并非实践撤除。教材图1-13b动画N=2,Pl=2,Ph=1,F=3×2-2×2–1=1与实践相符3.3平面机构的自在度n=4,Pl=6,Ph=0构件5给机构引入三个自在度，四个约束。多出的一个约束对机构的运动不起独立的限制造用，是虚约束。与实践不符F=3×4-2×6–0=03.3平面机构的自在度n=3,Pl=4,Ph=0F=3×3-2×4–0=1处置方法与实践相符应除去虚约束，即将产生虚约束的构件5及运动副除去不计。3.3平面机构的自在度1.两构件未组成运动副前，衔接点处的轨迹已重合为一，组成的运动副存在虚约束。◆计算中应将产生虚约束的构件及运动副一同除去不计。虚约束常见情况及处置3.3平面机构的自在度构件组成转动副时，如以下图表示。给定构件1运动参数=(t)，构件2、3、4的运动是不确定的再给定构件4运动参数=(t)，构件2、3的运动是确定的两构件组成多个转动副，且轴线重合，只需一个转动副起约束作用，其他为约束。一个构件具有多个转动副时，那么应在两条交叉处涂黑，或在其内画上斜线。◆计算中应将对称部分除去不计。1机构具有确定运动的条件5〕画出各运动副和机构符号，并表示出各构件应除去虚约束，即将产生虚约束的构件5及运动副除去不计。2平面机构的运动简图3平面机构的自在度n：机构中活动构件数；反复出现的，对机构运动不起独立限制造用的约束称为虚约束。虚约束常见情况及处置

◆计算中只计入一个挪动副。2.两构件组成多个挪动副，且导路相互平行或重合时，只需一个挪动副起约束作用，其他为虚约束。3.3平面机构的自在度3.两构件组成多个转动副，且轴线重合，只需一个转动副起约束作用，其他为约束。虚约束常见情况及处置

◆计算中只计入一个转动副。