機構的組成及其具有確切運動的條.ppt

1、第二章 機構的組成及其具有確切運動的條件,機構是由運動副連接且具有確定相對運動的許多構件的組合體。其其主要功能是傳遞運動或改變運動的方向、大小和形式。一般機械中的機構，如平面連桿機構、凸輪機構、間歇機構、齒輪機構、帶傳動機構等稱為常用機構。 所有構件構件都在相互平行的的平面內(nèi)運動的機構稱為平面機構，,機構的組成要素及構件類型 平面機構的機構運動簡圖 平面機構具有確切運動的條件,一、機構的組成要素及構件類型 組成機構的基本要素是構件和運動副。 （一）構件 獨立影響機械功能并能獨立運動的單元體稱為構件。 （二）運動副 1、運動副及構件自由度概念 機構是有若干個構件組成的 。機構是有若干個構件組成的

2、 。構件之間都以某種方式相互聯(lián)接。這種使兩構件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運動的連接稱為運動副。 可能出現(xiàn)的獨立運動稱為構件的自由度。 一個作平面運動的 自由構件(1、2、3)具有三個自由度。 一個作空間運動的 自由構件具有六個自由度。,2、運動副分類,運動副的形式很多，但都是通過點、線或面的接觸來實現(xiàn)的。按照不同的接觸特性，通常把運動副分為低副和高副兩大類。 低副 兩構件通過面接觸組成的運動副稱為低副。（具有制造簡便、耐磨損和承載力強等特點） 平面機構中的低副有轉動副和移動副兩種。,（1）轉動副（鉸鏈） 組成運動副的兩構件之間只能繞同一軸線作相對轉動。如圖2-2所示。 若兩構件中有一個是固定的（

3、如圖2-2a中的構件2），則稱為固定鉸鏈。若兩構件都不是固定的（如圖2-2b中的構件1和2），則稱為活動鉸鏈。 （2）移動副 組成運動副的兩構件只能沿某一軸線作相對移動。,圖2-2 圖2-3,高副 兩構件通過點或線接觸組成的 運動副稱為高副（1、2、3、）。如圖2-4a、b所示的凸輪1與從動件2、齒輪1與齒輪2分別在其接觸處A組成高副。組成平面高副的二構件相對運動可以是在平面內(nèi)的相對轉動和沿接觸處tt方向的相對移動。,圖2-4 圖2-5 在機械中還常采用圖2-5a所示的球面副和2-5b所示的螺旋副。為空間運動副。,（三）機構及其構件類型和機構的自由度 在有若干個構件通過運動副所構成的構件系統(tǒng)中

4、，若將一個構件固定，則如果當一個獲幾個構件按給定的運動規(guī)律獨立運動時，其他構件便隨之作確定的運動，那么這個構件系統(tǒng)就成為了機構，可以傳遞運動和力。 機構中的構件按其運動性質(zhì)可分為三類： （1）固定件（機架） 用來支撐活動構件的構件。在分析機構中活動構件的運動時，常以固定件作為參考坐標系。 （2）原動件 是運動規(guī)律已知的活動構件。它的運動是由外界輸入的，故又稱為輸入構件。 （3）從動件 是機構中隨著原動件運動而運動的其他活動構件。 任何一個機構中 ，總有一個構件被相對地看作固定件。在機構的活動構件中 ，必須有一個或幾個原動構件，其余都是從動件。 機構中各構件相對于機架的所能有的獨立運動的數(shù)目稱為

5、機構的自由度。,二、平面機構的機構運動簡圖 （一）機構運動簡圖的定義 在研究機構的運動時，可以不考慮那些與運動無關的因素。而用簡單的線條和符號來代表構件和運動副，如表2-1所示。,表2-1 一般構件的表示方法,桿、軸構件,固定構件,同一構件,三副構件,兩副構件,一般構件的表示方法,常用運動副的符號,運動副 名稱,運動副符號,兩運動構件構成的運動副,轉動副,移動副,兩構件之一為固定時的運動副,平面運動副,平面高副,螺旋副,空間運動副,用簡單的線條和符號表示機構各構件間相對運動關系，并按一定的比例確定各運動副的相對位置的圖形稱為機構運動簡圖。如圖2-6、2-7。,2-6 圖2-7 機構運動簡圖不僅

6、能表示出機構的傳動原理，而且還可以用圖解法求出機構上各有關點的運動特性（位移、速度和加速度）。它是一種在分析和設計機構時表示機構的簡便而又科學的方法。,常用機構運動簡圖符號,機構運動簡圖應滿足的條件： 1.構件數(shù)目與實際相同,2.運動副的性質(zhì)、數(shù)目與實際相符,3.運動副之間的相對位置以及構件尺寸與實際機構 成比例。,（二）機構運動簡圖的繪制 繪制機構運動簡圖的步驟如下： 1、分析機構的工作情況、結構組成和運動吹安迪情況，找出機構的機架、原動件及工作執(zhí)行機構，查明運動傳動路線，確定構件數(shù)。 2、沿著運動傳遞路線，逐一分析每兩個構件之間相對運動的性質(zhì)，確定運動副的類型和數(shù)目。 3、合理選擇運動簡圖

7、的視圖平面，一般選擇平行于多數(shù)構件運動的平面作為視圖平面。 4、按適當比例尺，定出各運動副的相對位置，并用各運動副的代表符號和常用機構運動簡圖等繪制機構運動簡圖。,繪制圖示鱷式破碎機的運動簡圖。,三、平面機構具有確定運動的條件 （一）平面機構自由度計算公式 機構的自由度也就是機構所具有的獨立運動的個數(shù) 。 平面機構中的每個活動構件，在未用運動副聯(lián)接起來以前，都具有三個自由度。當 兩個構件組成運動副之后，它們的運動就受到約束，自由度即相應減少。而自由度減少的個數(shù)，與引入的 運動副種類有關。,a（轉動副） b（移動副） （高副） 圖2-8 圖2-9 在平面機構中，每個低副使機構失去兩個自由度，每個高副使機構失去一個自由度。,設平面機構共有K個構件，其中有n個活動構件。若機構中低副的數(shù)目為pL個，高副的數(shù)目為pH個。該機構的 自由度F計算公式為 F=3n-2pL-pH 1）復合鉸鏈兩個以上的構件在同一處以低副相聯(lián)。 計算：n個構件,有n1轉動副。 2）局部自由度的概念 定義：機構中某些構件所具有的局部的、不影響其他構件運動的自由度稱為局部自由度。 3)虛約束 在機構中，有些運動副引入的約束是重復的，這些重復的約束對機構的運動實際上不起限制作用，稱之為虛約束。 例題一 計算圖2-6所示內(nèi)燃機中曲柄連桿機構的自由度。 F=3n-2pL-pH =