《机械设计基础第1章平面机构的运动简图》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计基础第1章平面机构的运动简图（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、运动副平面机构运动简图平面机构具有确定运动的条件第一章 平面机构的运动简图重点 ：平面机构自由度计算平面机构具有确定运动的条件计算自由度要注意的问题难点 ：计算自由度要注意的问题一、构件和运动副 构件 ：指作为一个整体参与机构运动的刚性单元。零件 加工制造的单元体 构件 独立运动的单元体注意： 构件 可以是单一零件，也可以是几个零件的刚性联接 1-1 运动副机构是具有 确定相对运动 的 构件组合体 ，是由构件 和 运动副 两个要素组成的。齿轮轴构件由齿轮、轴、键三个零件组成 运动副 ： 指 两构件直接接触 并能产生 相对运动 的联接。运动副元素 直接接触的部分（点、线、面）例如： 凸轮 、 齿
2、轮齿廓 、 活塞与缸套 等。 1-1 运动副二、 自由度 与约束自由度 构件具有的独立运动的数目称为 。O xyO xyz具有 3个由度作空间运动的构件具有 6个由度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：最多为 5个。约束 ：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。1. 按运动副接触形式分 高副 : 点或线接触，应力高 ;例如 ： 滚动副 、 凸轮副 、 齿轮副 等。 低副 : 面接触，应力低。例如：转动副（回转副）、移动副 。2. 按运动副的运动空间分 : 平面运动副 : 运动副元素间只能相互作平面平行运动 ; 空间运动副 : 运动副元素间
3、能相互作空间运动。三、运动副分类四、运动链和机构 运动链 :指两个以上构件通过运动副联接而构成的系统。 闭链 : 运动链的各构件构成首尾封闭的系统。 开链 : 运动链的各构件未构成首尾封闭的系统。 在一般机构中，大多采用闭式链，而 机器人 机构大多采用开式链。作者：潘存云教授 机构 :将运动链中一构件固定作为参考坐标系 (即机架 )，而其余构件都具有确定的运动，则运动链便成为机构。机架：机构中的固定件。 如机床床身、车辆底盘、飞机机身。原动件 : 机构中按给定的运动规律独立运动的构件。从动件 :机构其余活动构件。机架原动件机构 机架原动件从动件若干1个或几个1个 机构运动简图 ： 根据机构的运
4、动尺寸 , 按一定比例定出各运动副位置 , 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。为什么要画机构运动简图？机构的运动：与原动件运动规律、运动副类型、机构运动尺寸有关。作用：1.表示机构的结构和运动情况。2.作为运动分析和动力分析的依据。 1-2 平面机构运动简图 机构的示意图 ： 为了表明机构结构状况 , 不要求严格地按比例而绘制的简图。 常用运动副和构件的表示方法 (国标 GB4460 84)常用运动副的符号运动副名称运动副符号两运动构件构成的运动副转动副移动副12121212121212121212121212两构件之一为固定时的运动副122121
5、平面运动副平面高副螺旋副21121221211212球面副球销副 121212空间运动副12 1212一般构件的表示方法杆、轴构件固定构件同一构件三副构件两副构件注意事项 :画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质 。作者：潘存云教授常用机构运动简图符号在机架上的电机齿轮齿条传动带传动圆锥齿轮传动链传动圆柱蜗杆蜗轮传动凸轮传动外啮合圆柱齿轮传动棘轮机构内啮合圆柱齿轮传动机构运动简图 应满足的 条件 ：1.构件数目与实际相同2.运动副的性质、数目与实际相符3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。绘制机构运动简图顺口溜： 先两头，后中间， 从头至尾走一遍，数数构件是多少 ，
6、 再看它们怎相联 。步骤：1.运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目；4.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），绘制示意图。3.按比例绘制运动简图。简图比例尺： l =实际尺寸 m / 图上长度 mm思路： 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，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。例 1： 绘制牛头刨床机构机构运动简图例 2： 绘制 偏心泵 机构运动简图1234分析：该机构有 6个构件和 7个转动副。123456例 3： 绘制 颚式破碎机 机构运动简图活塞泵注意：回转副的中心、移动副的导路、找原动件和机
7、架、注意比例、不受尺寸影响。图示为一冲床。绕固定中心 A转动的菱形盘 1为原动件，与滑块 2在 B点铰接，滑块 2推动拨叉 3绕固定轴 C转动，拨叉 3与圆盘 4为同一构件，当圆盘 4转动时，通过连杆 5使冲头 6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图。ABCDE分析：绘制简图： 123456例 3： 绘制 冲床 机构运动简图 1-3 平面机构具有确定运动的条件假设平面机构有 n个活动构件：3n个自由度有 Pl个低副和 Ph个高副：平面自由构件： 3个自由度平面低副：引入 2个约束平面高副：引入 1个约束平面机构的自由度计算公式：F=3n-(2 pl + ph)=3n-2 pl - ph引入 (2
8、 Pl +Ph)约束分析：一、平面机构自由度的计算公式yx12Syx1 2xy1 2R=2, F=1R=2, F=1 R=1, F=2二、机构具有确定运动的条件机构的自由度数目和机构原动件的数目与机构的运动有着密切的关系：1) 若机构自由度 0，则机构不能动；2) 若 0F原动件运动不确定F=0 机构不动F0且与 原动件数相等 自由度计算实例分析F=3n-2 Pl Ph=3 4 - 2 5-0=2F=3n-2 pl ph=3 3 - 2 4-0=1四杆机构 五杆机构 复合铰链实例分析 1：计算图示 直线机构 自由度解： F=3n-2 pl ph=3 7 - 2 6-0=9解： -2 pl ph
9、=3 7 - 2 10-0=1三、计算平面机构自由度时应注意的事项两个以上构件同在一处以转动副相联接即构成复合铰链。 m个构件以复合铰链联接所构成的转动副数为 (m-1)个。实例分析 2：计算图示凸轮机构自由度解： F=3n-2 pl ph=3 3 - 2 3-1=2方法：假想构件 2和 3焊成一体F=3n-2 pl ph=3 2 - 2 2-1=1 局部自由度 （多余自由度）机构中某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动 , 把这种局部运动的自由度称为局部自由度。数目用 F表示 .注意 ：计算机构自由度时 , 应将 局部自由度 除去不计。不起独立限制作用的约束。 虚约束注意 ：在计算自
10、由度时，应将虚约束除去不计。 不计引起虚约束的附加构件和运动副数。F=3n-2 pl ph去除虚约束的方法：如图所示的 平行四边形机构 中，加上一个构件 5(黄色构件 )，便形成具有一个虚约束的平行四边形机构平行四边形机构F=3n-2 pl ph=3 4 - 2 6-0=0虚约束常出现的情况：1. 机构中两构件未联接前的联接点轨迹重合 , 则该联接引入 1个虚约束 ;正确计算：不计引起虚约束的附加构件和运动副数。F=3n-2 pl ph=3 3 - 2 4-0=1F=3n-2 pl ph=3 3 - 2 4-0=1F=3n-2 pl ph=3 4 - 2 6-0=0 分析 ： E3和 E5点的
11、轨迹重合，引入一个虚约束正确计算 ：F=3n-2 pl ph =3 3 - 2 4-0=1 两构件在几处接触而构成移动副且 导路互相平行或重合。 两个构件组成在几处构成转动副且 各转动副的轴线是重合 的。只有一个运动副起约束作用 ,其它各处均为虚约束2. 两构件在几处接触而构成运动副带虚约束的曲轴4. 某些不影响机构运动的 对称部分 或重复部分所带入的约束为虚约束。3. 机构运动过程中 , 某两构件上的两点之间的距离始终保持不变 , 将此两点以构件相联 , 则将带入 1个虚约束。小结存在于转动副处正确处理方法：复合铰链处有 m个构件则有 (m-1)个转动副 复合铰链 局部自由度常发生在为减小高
12、副磨损而将滑动摩擦变成滚动摩擦所增加的滚子处。正确处理方法：计算自由度时将局部自由度减去。 虚约束存在于特定的几何条件或结构条件下。正确处理方法：将引起虚约束的构件和运动副除去不计。例 1：计算图示某包装机送纸机构的自由度，并判断该机构是否有确定运动。解：复合铰链： D包含 2个转动副局部自由度 ： H C虚约束：杆 8及转动副 F、 I。计算自由度前直接去除虚约束和局部自由度：n=6 pl=7 ph=3F=3n-2pl-ph=1复合铰链局部自由度1个虚约束复合铰链例 2：计算图示机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度和虚约束，需明确指出。画箭头的构件为原动件。解： n=8 pl=11 ph=1F=3n- 2pl - ph= 1 机构具有确定运动的条件F0 且机构原动件数 =机构自由度数F=3n-(2 pl + ph)=3n-2 pl - ph 计算机构自由度应注意的事项复合铰链、局部自由度、虚约束 平面机构自由度的计算 机构的组成 机构运动简图构件、运动副、运动链、机构本章小结复习与练习一、填空1、两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为 ,按其接触特性 ,又可将它分为 和。2、两构件通过面接触组成的运动副称为 ，平面机构中又可将其分为 和 ; 通过点或直线接触组成的运动副称为 。3、平面机构具有确定运动的条件是 等于 ,且 。1/4F=3*7-2*10-0=1
