講機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類(lèi)及組成

./第六頁(yè)：機(jī)構(gòu)是機(jī)器的重要組成部分,機(jī)構(gòu)的主要作用之一是傳遞和轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)。為了便于分析和研究機(jī)構(gòu),常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖來(lái)表示。根據(jù)組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是平面運(yùn)動(dòng)還是空間運(yùn)動(dòng),可以把機(jī)構(gòu)分為平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)兩類(lèi),其中平面機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)實(shí)際中得到特別廣泛的運(yùn)用。本章主要介紹平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫(huà)法及平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算。第八頁(yè)：機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類(lèi)及組成組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件通?？煞譃槿?lèi)：〔1固定構(gòu)件〔機(jī)架機(jī)構(gòu)中固結(jié)于定參考系的構(gòu)件稱(chēng)為固定構(gòu)件。它用來(lái)支承機(jī)構(gòu)中的可動(dòng)構(gòu)件〔機(jī)構(gòu)中可相對(duì)于機(jī)架運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。如圖0.2中的定鄂6就是固定構(gòu)件?！?主動(dòng)件〔原動(dòng)件機(jī)構(gòu)中作用有驅(qū)動(dòng)力或力矩的構(gòu)件,或運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的構(gòu)件稱(chēng)為主動(dòng)件或原動(dòng)件。它是機(jī)構(gòu)中輸入運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的構(gòu)件,又稱(chēng)為輸入構(gòu)件,如圖0.3中的活塞3?！?從動(dòng)件機(jī)構(gòu)中除了主動(dòng)件外,隨主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余可動(dòng)構(gòu)件均稱(chēng)為從動(dòng)件。如圖0.3中的連桿2和曲軸1等都是從動(dòng)件。由上所述,機(jī)構(gòu)可由機(jī)架、主動(dòng)件和從動(dòng)件系統(tǒng)〔除機(jī)架與原動(dòng)件外的所有從動(dòng)件所組成。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定于原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。第九頁(yè)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖定義在對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和作運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí),都需要運(yùn)用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。由于機(jī)構(gòu)各部分的運(yùn)動(dòng),是由其原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、該機(jī)構(gòu)中各運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型〔例如,是高副還是低副,是轉(zhuǎn)動(dòng)副還是移動(dòng)副等和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸〔確定各運(yùn)動(dòng)副相對(duì)位置的尺寸來(lái)決定的,而與構(gòu)件的外形〔高副機(jī)構(gòu)的輪廓形狀除外、橫截面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目以及固聯(lián)方式等無(wú)關(guān),所以,只要根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸,按照一定的比例尺定出各運(yùn)動(dòng)副的位置,就可以用運(yùn)動(dòng)副的代表符號(hào)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的符號(hào)〔表1.1和簡(jiǎn)單線條〔表1.2列出了用簡(jiǎn)單線條表示一般構(gòu)件的方法將機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況表示出來(lái)。這種用規(guī)定的符號(hào)和線條按一定的比例表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置,并能完全反映機(jī)構(gòu)特征的圖形就稱(chēng)為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖?！泊颂幵黾右恍」?jié)在實(shí)踐中,有時(shí)只需要表明機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)的傳遞情況和構(gòu)造特征,而不要求研究機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況,此時(shí)不必嚴(yán)格按比例確定機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置,由此而得到的圖形稱(chēng)為機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖或機(jī)構(gòu)示意圖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制表1.1包括常用運(yùn)動(dòng)副的代表符號(hào),畫(huà)有斜線的構(gòu)件為機(jī)架〔固定構(gòu)件。轉(zhuǎn)動(dòng)副中如果回轉(zhuǎn)軸線與圖面垂直,就應(yīng)該用圖a的方式表示,如果回轉(zhuǎn)軸線與圖面不垂直就用b的方式表示。表示轉(zhuǎn)動(dòng)副的圓圈,其圓心必須與回轉(zhuǎn)軸線重合。第十頁(yè)：<1>分析機(jī)構(gòu)的組成,找出機(jī)構(gòu)中的機(jī)架、主動(dòng)件、從動(dòng)件。<2>從主動(dòng)件開(kāi)始,順著運(yùn)動(dòng)傳遞路線,依次分析各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況,確定出構(gòu)件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型及數(shù)目。<3>測(cè)量運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置,根據(jù)圖紙幅面和構(gòu)件實(shí)際尺寸選擇適當(dāng)?shù)睦L圖比例。<4>選擇視圖平面,用規(guī)定的符號(hào)和線條畫(huà)出機(jī)構(gòu)中的所有運(yùn)動(dòng)副及構(gòu)件,所得到的圖形即為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。第十一頁(yè)：例1.1試?yán)L制圖0.3所示單缸燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。解<1>分析機(jī)構(gòu)的組成,確定機(jī)架、主動(dòng)件、從動(dòng)件。由圖0.3可知,殼體和汽缸體是一個(gè)整體,在燃機(jī)中起機(jī)架的作用,汽缸的活塞3是主動(dòng)件,連桿2、曲軸1和與之相固連的齒輪8、齒輪7和與之相固連的凸輪6、頂桿5是從動(dòng)件。該機(jī)構(gòu)共有六個(gè)獨(dú)立構(gòu)件。<2>按運(yùn)動(dòng)傳遞路線和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)確定運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型及數(shù)量該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)由活塞3輸入,活塞在汽缸作相對(duì)移動(dòng),所以活塞3與汽缸<即機(jī)架>4組成移動(dòng)副；活塞的運(yùn)動(dòng)直接傳到與之連接的連桿2上,連桿相對(duì)活塞作轉(zhuǎn)動(dòng),所以活塞3與連桿2組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。連桿2又將運(yùn)動(dòng)傳到曲軸1,連桿和曲軸之間也是相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),則連桿2與曲軸1組成轉(zhuǎn)動(dòng)副；曲軸1和與之相固連的齒輪8是一個(gè)整體,在殼體4中作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),因此曲軸1與機(jī)架4也組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪8傳遞給齒輪7,齒輪7與齒輪8之間是線接觸,二者組成高副；齒輪7在殼體4中作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),所以齒輪7與機(jī)架4組成轉(zhuǎn)動(dòng)副；同時(shí),齒輪7與凸輪6固連成一個(gè)整體,運(yùn)動(dòng)由凸輪6傳到頂桿5,凸輪6與頂桿5之間是線接觸,二者也組成高副；頂桿5在機(jī)架4中作直線上下移動(dòng),所以二者組成一個(gè)移動(dòng)副。綜上分析,在燃機(jī)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中有2個(gè)移動(dòng)副、4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副、2個(gè)高副共8個(gè)運(yùn)動(dòng)副。<3>測(cè)量運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置。<4>選擇視圖平面和比例尺,用規(guī)定符號(hào)和線條畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。根據(jù)測(cè)量所得出的運(yùn)動(dòng)特征尺寸和圖紙幅面的大小選定適當(dāng)?shù)睦L圖比例。用規(guī)定符號(hào)和線條畫(huà)出所有構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副,即可得燃機(jī)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1.7,圖中標(biāo)有箭頭的構(gòu)件3表示該構(gòu)件是主動(dòng)件。第十二頁(yè)：〔1由此可見(jiàn),無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者是無(wú)規(guī)則亂動(dòng)的構(gòu)件組合都不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。將構(gòu)件系統(tǒng)的一個(gè)構(gòu)件固定為機(jī)架,當(dāng)其中一個(gè)或幾個(gè)原動(dòng)件位置確定時(shí),其余從動(dòng)件的位置也隨之確定,這種構(gòu)件系統(tǒng)便成為機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。那么某個(gè)機(jī)構(gòu)需要一個(gè)還是多個(gè)原動(dòng)件,或者具備什么條件才可以使其具有唯一確定的運(yùn)動(dòng),這就取決于機(jī)構(gòu)的自由度<通常用F來(lái)表示>。兩個(gè)構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接后,相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到限制。運(yùn)動(dòng)副對(duì)成副的兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所加的限制稱(chēng)為約束。引入一個(gè)約束條件將減少1個(gè)自由度。約束數(shù)目的多少以及約束的特點(diǎn)取決于運(yùn)動(dòng)副的形式。由上一節(jié)可知,有一個(gè)低副〔移動(dòng)副、轉(zhuǎn)動(dòng)副,將引入2個(gè)約束,減少兩個(gè)自由度；有一個(gè)高副,將引入1個(gè)約束,減少一個(gè)自由度。構(gòu)件系統(tǒng)成為機(jī)構(gòu)的充分必要條件是：構(gòu)件系統(tǒng)的自由度數(shù)必須大于零,且原動(dòng)件數(shù)目等于自由度數(shù)目時(shí)?！?例1.2計(jì)算圖1.7所示燃機(jī)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的自由度解：在此機(jī)構(gòu)中,曲軸1與齒輪8固連成一個(gè)構(gòu)件、齒輪7與凸輪6也固連成一個(gè)構(gòu)件,因而該機(jī)構(gòu)共有6個(gè)構(gòu)件,其中有一個(gè)為機(jī)架,即N=6,n=6-1=5。另外,機(jī)構(gòu)中有2個(gè)移動(dòng)副、4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和2個(gè)高副,即PL=6,PH=2,則可算得該機(jī)構(gòu)的自由度F為F=3n-PL-PH=3×5-2×6-2=1第十五頁(yè)：例1.5計(jì)算圖1.18所示大篩機(jī)構(gòu)的自由度。圖1.18解：經(jīng)分析,機(jī)構(gòu)中的滾子具有局部自由度。頂桿DF與機(jī)架在E和E′處組成兩個(gè)導(dǎo)路重合的移動(dòng)副,其中之一是虛約束。G處是復(fù)合鉸鏈。在計(jì)算自由度時(shí),將滾子F與頂桿看成是連接在一起的一個(gè)整體,消除局部自由度,再去掉一個(gè)移動(dòng)副虛約束〔E和E′中之一,復(fù)合鉸鏈C含有二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。因此,該機(jī)構(gòu)的可動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n=7,低副數(shù)PL=9,高副數(shù)PH圖1.18F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2