第二章 平面机构的结构分析.ppt

平面机构平面机构：空间机构空间机构：各构件的相对运动平面互相平各构件的相对运动平面互相平（常用的机构大多数为平面机构）（常用的机构大多数为平面机构）。至少有两个构件能在三维空间中相对运动至少有两个构件能在三维空间中相对运动。第二章 平面机构的结构分析2-1 2-1 机构结构分析的内容及目的机构结构分析的内容及目的 1、研究机构的组成及其具有确定运动的条件2、机构的分类3、画机构的运动简图2-2 2-2 机构的组成机构的组成 机构是由构件组成的。若干个构件通过运动副联接形成运动链，机构是有确定运动的运动链，通常为闭链。2、运动副：构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动）1、构件：机器中独立运动的单元平面运动副（如移动副、转动副）空间运动副（如螺旋副、圆锥齿轮副）自由度与约束自由度与约束自由度：构件独立运动的可能性约 束：对运动可能性的限制o ox xz zy y六个自由度：x、y、z、x、y、z空间运动o ox xz zy y三个自由度：x、y、z平面运动（XOY)点、线接触。1个约束，2个自由度。平面运动高副高副齿轮副凸轮副转动副：两个构件间只能作相对旋转运动的运动副；移动副：两个构件间只能作相对移动运动的运动副。平面运动低副低副面接触。2个约束，1个自由度。两个以上构件通过运动副联接而成的系统闭链开链平面运动链空间运动链3、运动链闭链开链运动链成为机构的条件：（1）选一构件为机架（固定）（2）确定原动件（一个或数个）（3）原动件运动时，从动件有确定的运动。4、机构定义：用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简图。转动副：移动副：运动副的符号2-3 平面机构运动简图齿轮副凸轮副构件（杆）机构运动简图的绘制1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；2）确定所有运动副的类型和数目；3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；4）确定比例尺；5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）例：鄂式破碎机机构运动简图1342、5ABCDABCDn2-4 2-4 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件机构的自由度F F：机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。F0F1F1F0，构件间无相对运动，不成为机构。F0,原动件数=F，运动确定原动件数F，机构破坏机构具有确定运动的条件是：机构原动件个数等于机构自由度的数目。结论2-5 2-5 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算计算公式：（设n个活动构件，PL个低副，PH个高副）每个作平面运动的独立构件，有三个自由度每增加一个低副一个低副，构件就失去两个自由度，即引入 两个约束两个约束每增加一个高副一个高副，构件就失去一个自由度，即引入 一个约束一个约束一个约束一个约束例1 1、铰链四杆机构、铰链四杆机构2 2、铰链五杆机构、铰链五杆机构n=3PL=4PH=0n=4PL=5PH=02-6 2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项计算平面机构自由度时应注意的事项（1）复合铰链m m1例n=7，PL=10，PH=0（2）局部自由度（与输出件运动无关的自由度称局部自由度）例：凸轮机构转变（3）虚约束在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。例：平行四边形机构其中AO1BO3MN平面机构的虚约束常出现于下列情况：（1）不同构件上两点间的距离保持恒定（2）两构件构成多个移动副且导路互相平行（3）两构件构成多个转动副且轴线互相重合（4）在输入件与输出件之间用多组完全相同的运动链来传 递运动例1解：n=4,PL=6,PH=0F=342600改进后：n=5,PL=7,PH=0F=35271n=4,PL=6,PH=0F=342600（1）有一个复合铰链，不存在局部自由度和虚约束。复合铰链（2）n=7,PL=10,PH=0(3)F=3n2PLPH =37220 =1 解：例2练习：计算自由度（先看有无注意事项，复合铰链，再看有几个构件）2-7 2-7 平面机构的组成原理、平面机构的组成原理、结构分类及结构分析结构分类及结构分析1、平面机构的组成原理基本杆组（阿苏尔杆组）：1）自由度为0；2）不能继续拆分。机构的组成原理：机构机架原动件基本杆组例：2、平面机构的结构分类组成基本杆组的条件：如果ph=0,则：3n-2pl=0 或 n=2pl/3满足条件的组合有：n=2，pl3；n=4，pl6；n=6，pl9；杆组的级别：II级组每个构件最多参与形成2个低副。III级组有一个构件参与形成3个低副。机构的级别：与机构中级别最高的杆组同级。I级机构，II级机构，III级机构。3、平面机构的结构分析目的：了解机构组成，确定机构级别。例：颚式破碎机的结构分析。注意：如果原动件不同，机构可能分析成为不同的 杆组组成。