《机械原理》课件-第2章-平面机构的结构分.ppt

本章教学内容本章教学内容2-1 机构结构分析的内容与目的机构结构分析的内容与目的2-2 机构的组成机构的组成2-3 机构运动简图的绘制机构运动简图的绘制2-4 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件2-5 机构自由度的计算机构自由度的计算2-6 计算平面机构自由度应注意事项计算平面机构自由度应注意事项2-7 机构的组成原理及结构分析机构的组成原理及结构分析2-8 平面机构中的高副低代平面机构中的高副低代机构结构分析的内容及目的是机构结构分析的内容及目的是:1 1、机构的组成及其表达、机构的组成及其表达2 2、机构运动的确定性问题、机构运动的确定性问题3 3、创造新机构的规律性是什么、创造新机构的规律性是什么2、运动副、运动副 运动副：指两构件直接接触并能产生相对运动的可动连接。运动副：指两构件直接接触并能产生相对运动的可动连接。 运动副元素：指两个构件直接接触而构成运动副的表面。运动副元素：指两个构件直接接触而构成运动副的表面。 从制造加工角度：机械由零件组成从制造加工角度：机械由零件组成 零件零件制造单元体制造单元体 从运动和功能实现角度：从运动和功能实现角度： 构件构件独立运动的单元体独立运动的单元体注意：注意：构件可以是单一零件，也可以是几个零件的刚性联接构件可以是单一零件，也可以是几个零件的刚性联接运动副元素不外乎运动副元素不外乎为点、线、面为点、线、面。轴与轴承轴与轴承两轮齿啮两轮齿啮合合滑块与导轨滑块与导轨圆柱面与圆柱面与圆孔面圆孔面棱柱面与棱柱面与棱孔面棱孔面两轮齿曲两轮齿曲面面1. 构件的自由度：构件的自由度：指一指一个构件相对另一个构件个构件相对另一个构件可能出现的独立运动。可能出现的独立运动。一个自由构件在空间具一个自由构件在空间具有有6个自由度。个自由度。2. 约束：约束：指通过运动副联接的两构件之间的某些相对独指通过运动副联接的两构件之间的某些相对独立运动所受到的限制。（自由度与约束关系立运动所受到的限制。（自由度与约束关系fs=6）运动副引入的约束数等于两构件相对自由度减少的数目。运动副引入的约束数等于两构件相对自由度减少的数目。运动副引入的约束数：最少为运动副引入的约束数：最少为1个，最多为个，最多为5个。个。1. 按运动副相对运动形式分按运动副相对运动形式分 运动副分类运动副分类转动副转动副移动副移动副螺旋副螺旋副球面副球面副 2. 按运动副引入的约束数分：按运动副引入的约束数分： X级运动副：指引入级运动副：指引入X个约束的运动副。个约束的运动副。级副、级副、级副、级副、级副、级副、级副、级副、级副级副级副级副级副级副级副级副3. 按运动副接触形式分按运动副接触形式分 低副低副: 两构件通过面接触而构成的两构件通过面接触而构成的运动副统称为低副运动副统称为低副; 高副高副: 凡两构件系通过点或线接触凡两构件系通过点或线接触而构成的运而构成的运 动副统称为高副动副统称为高副; 124. 按运动副的运动空间分按运动副的运动空间分: 平面运动副平面运动副:指构成运动副的两指构成运动副的两构件之间的相对运动为平面运动的构件之间的相对运动为平面运动的运动副运动副; 空间运动副空间运动副:指构成运动副的两指构成运动副的两构件之间的相对运动为空间运动。构件之间的相对运动为空间运动。常用运动副的符号常用运动副的符号常用运动副的符号（续）常用运动副的符号（续）三、运动链三、运动链 运动链运动链:指两个以上的构件通过运动副联接而构成的可相对指两个以上的构件通过运动副联接而构成的可相对运动系统。运动系统。 闭式运动链闭式运动链: 运动链的各构件运动链的各构件构成首尾封闭的构成首尾封闭的系统。系统。 开式运动链开式运动链: 运动链的各构运动链的各构件未构成首尾件未构成首尾封闭的系统。封闭的系统。注：开式运动链广泛应用于机械手和机器人当中注：开式运动链广泛应用于机械手和机器人当中平面运动链平面运动链:各构件间的相对运动为平面运动的运动链。各构件间的相对运动为平面运动的运动链。 空间运动链空间运动链:各构件间的相对运动为空间运动的运动链各构件间的相对运动为空间运动的运动链 。空间运动链空间运动链机构机构:在运动链中将一构在运动链中将一构件加以固定件加以固定, 而其余构件都而其余构件都具有确定的运动，则运动链具有确定的运动，则运动链便成为机构。便成为机构。机架：机构中固定不动构件机架：机构中固定不动构件。 平面机构平面机构: 机构中各构件间的相对运动为平面运动。机构中各构件间的相对运动为平面运动。 空间机构空间机构: 机构中各构件间的相对运动为空间运动。机构中各构件间的相对运动为空间运动。机架机架原动件原动件原动件原动件: 机构中按给定的机构中按给定的运动规律独立运动的构件运动规律独立运动的构件。从动件从动件:机构其余活动构件。机构其余活动构件。 机构运动简图机构运动简图机构运动简图：机构运动简图：指指根据机构的运动尺寸根据机构的运动尺寸, 按一定的比例尺定按一定的比例尺定出各运动副的位置出各运动副的位置, 并用国标规定的简单线条和符号代表构并用国标规定的简单线条和符号代表构件和运动副，绘制出表示机构运动关系的简明图形。件和运动副，绘制出表示机构运动关系的简明图形。 常用构件的表示方法常用构件的表示方法为什么要画机为什么要画机构运动简图？构运动简图？机构的运动：与原动件运动规律、运动副类型、机构机构的运动：与原动件运动规律、运动副类型、机构运动尺寸有关。运动尺寸有关。一般构件的表示方法一般构件的表示方法常用机构运动简图符号常用机构运动简图符号常用机构运动简图符号常用机构运动简图符号(续）续）绘制机构运动简图绘制机构运动简图顺口溜：顺口溜：先两头，后中间，先两头，后中间， 从头至尾走一遍，从头至尾走一遍， 数数构件是多少，数数构件是多少， 再看它们怎相联。再看它们怎相联。步骤：步骤：1.运转机械，搞清楚运动副的类型、数目和构件数目；运转机械，搞清楚运动副的类型、数目和构件数目；4.检验机构是否满足运动确定的条件。检验机构是否满足运动确定的条件。2.测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面），测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面）， 绘制示意图。绘制示意图。3.按比例绘制运动简图。按比例绘制运动简图。 简图比例尺：简图比例尺： l = =实际尺寸实际尺寸 m / m / 图上长度图上长度mmmm思路：思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。动副的类型，并用符号表示出来。举例：举例：绘制绘制破碎机破碎机和和偏心泵偏心泵的机构运动简图。的机构运动简图。 例题一：绘制图示颚式破碎机的机构运动简图例题一：绘制图示颚式破碎机的机构运动简图分析：该机构有分析：该机构有6个构件和个构件和7个转个转动副。动副。123456 画机构运动简图的方法画机构运动简图的方法破碎机动画破碎机动画DCBA1432绘制图示绘制图示鳄式破碎机鳄式破碎机的运动简图。的运动简图。1234绘制图示绘制图示偏心泵偏心泵的运动简图的运动简图偏心泵偏心泵例题二、图示为一冲床。绕固定中心例题二、图示为一冲床。绕固定中心A转动的菱形盘转动的菱形盘1为原为原动件，与滑块动件，与滑块2在在B点铰接，滑块点铰接，滑块2推动拨叉推动拨叉3绕固定轴绕固定轴C转转动，拨叉动，拨叉3与圆盘与圆盘4为同一构件，当圆盘为同一构件，当圆盘4转动时，通过连杆转动时，通过连杆5使冲头使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图。实现冲压运动。试绘制其机构运动简图。 画机构运动简图的方法画机构运动简图的方法ABCDE分析：分析：绘制简图：绘制简图：123456冲床动画冲床动画课堂作业课堂作业:1.绘制动画中绘制动画中内燃机内燃机的机构运动简图。的机构运动简图。2.绘制动画中绘制动画中简易冲床简易冲床的机构运动简图。的机构运动简图。1. 分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机架、分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机架、原动部分、传动部分和执行部分，以确定运动副的数原动部分、传动部分和执行部分，以确定运动副的数目。目。2. 循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相对循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，确定运动副的类型和数目运动的性质，确定运动副的类型和数目;3. 恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件的恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件的运动平面相平行的平面作为投影面。运动平面相平行的平面作为投影面。4. 选择适当的比例尺选择适当的比例尺, 定出各运动副之间的相对位置，定出各运动副之间的相对位置，用规定的简单线条和各种运动副符号用规定的简单线条和各种运动副符号, 将机构运动简将机构运动简图画出来。图画出来。运动简图绘制步骤：运动简图绘制步骤：结束结束