第四章 机构及其组成.ppt

1、第四章 机构及其组成,4-1 机构的概念 四大机构的三大问题： 工业上众多的实际机构外形结构都很复杂，本课程从中总结出四大机构： 齿轮机构、凸轮机构、 连杆机构及间歇运动机构。 对这四种机构的讨论，我们能建立一般机械设计的基础。 三大问题： 1、类型 2、性质 3、几何尺寸设计 延伸的问题：如何用机械零件实现上述机构。,4-2 机构的组成 1.构件（link） 零件是组成机械的单独加工的单元体。 构件是一个或几个零件固定联接成的运动单体。 2.运动副（kinematic pair） 两构件直接接触而又能产生一定形式的 相对运动的联接,低副（面接触）： a)回转副 b)移动副,高副（从空间看，点

2、、线接触）： a)线接触 b)点接触 齿轮、凸轮机构有高副，连杆机构只有低副。,3.运动链（kinematic chain） 一些构件用运动副联接而成的系统。,a)闭式链 b)开式链,4.机构（mechanism） 一些构件用运动副联接而成的系统，在该系 统中有一相对固定构件作机架，且各构件间具 有确定的相对运动。,图4-6 机构,打箭头为主动件,5.机器（machine） 能完成有益的机械运动作功或者转换机 械能的机构或机构的组合。 （车床，内燃机叫机器；手表叫机构）。 6.机械（machinery） 机构与机器的总称。,7.机构运动简图,a)装配图 b)机构图,4-3 平面机构自由度计算

3、1.计算公式 1）构件的独立可能运动为构件的自由度。 每个平面构件有三个独立运动x、y、,2）限制构件独立可能运动的条件称为约束条件。,(3) 平面机构自由度 N构件数； PL 低副数 ；PH 高副数 平面机构自由度： F=3(N-1)-2PL-PH =3n-2PL-PH （n是活动构件数 ） 例1：几种机构的自由度,F=1表示只允许给机构一个运动，其它的运动就确定了。,例2：五杆机构的自由度 n=4 ,PL=5 ,PH=0 F=3n-2PL-PH=34-25-0=2 F=2表示给机构二个独立运动，使机构确定运动。 机构具有确定运动的条件： 机构的原动件数目=机构的自由度1,2、注意的问题 (

4、1)复合铰链 图a) F=35-27=1 图b) F=35-26=3 （有问题） F=35-27=1（正确）,图a),图b),(2)局部自由度 F=33-23-1=2 （有问题） 首先消除局部自由度（滚子与杆固死） F=32-22-1=1（正确）,(3)虚约束 在机构中有些运动副的约束，因尺寸间有 特殊关系，使它不起限制构件相对运动的作用。 a)两构件在几处构成几个移动副，且移动副 的道路相互平行。,b)两构件在几处构成几个回转副，且回转副的轴线相重合。 F=33-25=-1 （有问题） F=33-24=1 （正确）,c)轨迹重合 F=3n-2PL-PH =32-22-1=1,(d)对称部分,

5、(e)两构件上某两点间的距离在运动过程中始终 保持不变（如：等径凸轮）,2.机构自由度计算步骤 (1)从机构中除去虚约束和局部自由度 (2)标出机构中活动构件数和运动副数（注意复合铰链） (3)用F=3n-2PL-PH计算 例1：试计算图示运动链的自由度，并决定其运动的确定性。,解： n=6 , PL =8, PH =1 F=3n-2PL-PH =63-28-1=1 因为原动件数=F=1 故此运动链具有确定的运动，所以是机构。,例2： (P76 4-8题),解： n =6, PL =8 ,PH =1 F =3n-2PL-PH =36-28-1=1 原动件数=F=1 成为机构,例3：缝纶机送料机构 解： n=4, PL