第章机构组成ppt课件

《第章机构组成ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第章机构组成ppt课件（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析第二章第二章 机构的组成和构造分析机构的组成和构造分析本章本章内容内容提要提要1. 平面机构的平面机构的组成成2. 机构运机构运动简图及其及其绘制制3. 平面机构自在度的平面机构自在度的计算算4. 平面机构的平面机构的组成原理与构造分析成原理与构造分析第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析平面机构：一切构件在同一平平面机构：一切构件在同一平面或相互平行的平面内运面或相互平行的平面内运动的的机构。机构。 1.1.构件构件 机器中每一个独立的运机器中每一个独立的运动单元。元。构件的自在度构件的自在度构件的独立运构件的独立运动数目

2、。数目。原原动件件 ：运：运动规律知的活律知的活动构件。构件。 从从动件：件： 随原随原动件运件运动的其他活的其他活动构件。构件。 固定件固定件( (机架机架) ) ：支持活：支持活动构件的构件。构件的构件。 一个做平面运动的独立构件有三个自在度xy0第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析2.2.运动副运动副两构件直接接触而又能两构件直接接触而又能产生一定相生一定相对运运动的的结合。合。常见平面运动副凸凸轮轮副副转转动动副副挪挪动动副副齿齿轮轮副副第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析结论：结论： 平面低副具有两个约束，平面高副具有一个平面低副具有两个约束，平面

3、高副具有一个约束。约束。平面运动副平面运动副低副低副面接触面接触转动副、挪副、挪动副副高副高副线接触凸接触凸轮副、副、齿轮副副 )空间运动副球球面面副副螺螺旋旋副副第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析3.3.运动链运动链开式开式链闭式式链两个以上的构件用运两个以上的构件用运动副副联接而构成的系接而构成的系统。构件构件运动副运动副运动链运动链第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析机构机构 运动链运动链固定一个构件的固定一个构件的4.4.机构机构将某一构件固定，其他构件均有确定相将某一构件固定，其他构件均有确定相对运运动的运的运动链。第二章第二章 机构的组成和结构

4、分析机构的组成和结构分析1. 平面机构运平面机构运动简图 用用简单的的线条和符号来表示构件和运条和符号来表示构件和运动副，副，并按比例定出各运并按比例定出各运动副的位置。副的位置。这种种阐明机构各明机构各机件机件间相相对运运动关系的关系的简单图形称形称为机构运机构运动简图。原原动件件箭箭头 如构件如构件2固定件固定件斜斜线 如构件如构件1构件构件刚化化涂黑涂黑2112构件的表示方法：构件的表示方法：常用常用线条、条、块、圆或表示性或表示性轮廓表示。廓表示。第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 须用用规定的符号表示。定的符号表示。转动副副挪挪动副副122112121212121

5、21212运运动副的表示方法：副的表示方法：两运动构件构成的运动副两运动构件构成的运动副两构件之一为固定件时的运动副两构件之一为固定件时的运动副常常用用运运动副副符符号号第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析常常用用运运动副副符符号号凸凸轮副副齿轮副副尖端推杆滚子推杆平底推杆外啮合圆柱齿轮内啮合圆柱齿轮齿轮齿条啮合121212第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析2.2.运动简图的绘制步骤：运动简图的绘制步骤： 1 1分析机构运分析机构运动，弄清构件数目；，弄清构件数目；牛牛头刨刨床床4 4标注：注： 构件构件编号、运号、运动副字母、副字母、原原动件箭件箭头。3

6、 3表达运表达运动副和构件；副和构件；2 2断定运断定运动副的副的类型和数目；型和数目； 按接触情况和相按接触情况和相对运运动三三选：选视图、选比例、比例、选位置位置从原从原动件开件开场，逐一画运，逐一画运动副、构件副、构件牛牛头刨刨床床主主运运动机机构构第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析牛头刨床构造表示图牛头刨床构造表示图牛牛头刨床运刨床运动简图【例【例2-1】绘制牛头刨床主运动机构的运动简图】绘制牛头刨床主运动机构的运动简图第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析绘制图示平面机构的运动简图。绘制图示平面机构的运动简图。偏心环绕红色固定轴转动，从偏心环绕红色

7、固定轴转动，从而带动滑块沿固定导路往复挪动。而带动滑块沿固定导路往复挪动。【例【例2-2】ABC2341第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析3.平面机构运动简图绘制时留意问题：平面机构运动简图绘制时留意问题：1 1忽略构件外形，主要表达运忽略构件外形，主要表达运动副关系；副关系；3 3同一构件上的不同零件尽能同一构件上的不同零件尽能够用同一数用同一数码标注。注。2 2视图平面普通平面普通选择为构件的运构件的运动平面；平面；第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析课课 堂堂 练练 习习 绘制图示内燃机机构的运动简图 计算机构的自在度并判别机构能否有确定的相对运动。

8、第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析一、机构自在度一、机构自在度计算公式：算公式：铰链四杆机构：四杆机构：n ，L，H = 3n - 2pL- pH 当取1个构件为原动件时，机构有确定的相对运动。 机构的自在度机构的自在度机构所具有的独立运机构所具有的独立运动的数目。的数目。机构自在度：机构自在度： 设机构有机构有N个构件，个构件，N-1= n 个活个活动构件，用构件，用PL个低副，个低副，PH个高副个高副联接后，接后，机构的机构的3n 3n 个自在度，遭到个自在度，遭到2PL+PH2PL+PH个个约束，那么：束，那么：铰链四杆机构2431第二章第二章 机构的组成和结构分析机

9、构的组成和结构分析铰链三杆机构312铰链三杆机构：三杆机构：n= ，L=，H= 3n - 2pL- pH = 铰链五杆机构：五杆机构：n= ，L=，H= 3n - 2pL- pH = 当取当取2个构件个构件为原原动件件时，机构各构件，机构各构件的运的运动才确定。才确定。 铰链五杆机构24135 机构不能运机构不能运动 第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析结论：机构具有确定运：机构具有确定运动的条件是的条件是 ： 机构自在度数机构自在度数F 大于零大于零 且且F 等于原等于原动件数件数W二、机构具有确定运二、机构具有确定运动的条件：的条件：通常，每个原通常，每个原动件只具有一个

10、独立运件只具有一个独立运动，因此，机构自在度数与原因此，机构自在度数与原动件的数目相等件的数目相等时，机构才干有确定的运，机构才干有确定的运动。牛头刨床的原动件为电动机带动的小齿轮【例【例2-1】分析牛】分析牛头刨床主运刨床主运动机构的自在机构的自在度：度：因原动件数为1，等于自在度数故机构具有确定的相对运动。 n 6，L8，H1 3n - 2pL - pH =681 第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析1.1.机构如何具有确定的相机构如何具有确定的相对运运动？1. 1. 关于运关于运动副副; ; 类型、型、约束情况、束情况、识别和判和判别2 2、机构运、机构运动简图： 识图

11、、绘制方法运制方法运动副的表达副的表达2.2.计算机构自在度算机构自在度时需留意哪些事需留意哪些事项 ？3 3、机构自在度、机构自在度计算：算： 计算方法、算方法、F F 意意义第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 1. 1.复合复合铰链两个以上的构件同在一两个以上的构件同在一处以以转动副相副相结合。合。三、计算平面机构自在度时的留意问题三、计算平面机构自在度时的留意问题复合铰链复合铰链锯床进给机构锯床进给机构 处置方法：个构件构成的复合置方法：个构件构成的复合铰，计个个转动副。副。第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析【例【例2-3】计算图示锯床进给机构的自

12、在度。】计算图示锯床进给机构的自在度。锯床床进给机机构构解：此机构A、C、D 四处均由三个构件组成复合铰链，原原动件件为1 1等于机构自在度数，故机构运等于机构自在度数，故机构运动是确定的。是确定的。那么：那么：n n L=10 PH=0L=10 PH=0第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析复合铰链的常见表现方式：123123123123123123第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 2. 2.部分自在度部分自在度对机构其它构件运机构其它构件运动无关的自在度。无关的自在度。左图：左图：右图：右图：处置方法： 以为滚子与杆焊结成一体凸凸轮机机构构第二章第二章

13、 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 两构件在多处构成挪动副且挪动方向彼此平行时，只需一个挪动副起约束作用，其他都是虚约束。如下图机构D、D之一为虚约束。这时：虚约束之一：虚约束之一： 挪动副导路平行挪动副导路平行处置方法： 只计一处挪动副12344 3. 3.虚虚约束束对机构运机构运动起反复限制造用的起反复限制造用的约束。束。第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 虚虚约束之二：束之二：转动副副轴线重合重合 两构件有多两构件有多处接触而构成接触而构成转动副副且且转动轴线相互重合相互重合时，只需一个，只需一个转动副起副起约束作用，如束作用，如图中曲中曲轴的两的两转动副副A

14、 、B之一之一为虚虚约束。束。 这时：处置方法：只计一处转动副BA第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析右图：右图：虚虚约束之三：束之三：轨迹重合迹重合处置方法： 解除虚约束构件及其运动副机机车车轮联动机机构构中图：中图：第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析行行星星轮系系虚虚约束之四：束之四： 对称部分称部分机构中机构中对传送运送运动不起独立作用的不起独立作用的对称部分称部分在右图中， 行星轮系中的行星轮2、2为虚约束，去掉后：处置方法：只计一部分第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析小结虚约束：小结虚约束：1 1虚虚约束是在特定的几何条件束是

15、在特定的几何条件 下出下出现的。的。2 2虚虚约束的作用是束的作用是为了改善了改善 构件受力形状或增大其构件受力形状或增大其刚性。性。3 3当机构中出当机构中出现特殊的几何关系特殊的几何关系时需留意能需留意能够有虚有虚约束存在。束存在。第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析【例【例2-4】计算大筛机构的自在度】计算大筛机构的自在度 ,并判别机构运动能否确定。并判别机构运动能否确定。 解：G处滚子为部分自在度， 处为复合铰链， 、F之一为虚约束。那么：因W所以该机构运动是确定的。GFG第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 【例【例2-5】计算图示机构的自在度】计

16、算图示机构的自在度 ,并判别机构运动能否确定。并判别机构运动能否确定。 解：D 处滚子为部分自在度， E、F 处为复合铰链， I或J 为虚约束。那么：因W1所以该机构运动是确定的。I J 第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 【例【例2-5】计算图示机构的自在度】计算图示机构的自在度 ,并判别机构运动能否确定。并判别机构运动能否确定。 又解：D 处滚子为部分自在度， I或J 为虚约束。那么：因W1所以该机构运动是确定的。I J 第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析3、机构自在度计算留意问题： 1 1、机构自在度、机构自在度计算：算： 公公式、意式、意义 复合

17、铰链复合铰链 部分自在度部分自在度 识别及处置方法识别及处置方法 虚约束虚约束 2、机构运动确定的条件第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 作作业要求：要求：用山用山东建筑大学建筑大学实验报告告纸。 计算机构自在度算机构自在度标题： 先画先画图指明特殊情况指明特殊情况列公列公式式代数代数值结果果 画画图要用尺子、要用尺子、圆规等作等作图工工具。具。 本周五上本周五上课前完成并上交。前完成并上交。 教材教材习题：2-1 a2-1 a、b b 2-2 a2-2 a、b b、c c、d d 学学习指南：指南：第二章第二章练习题 2. 1 2. 1 b b 2 2 a a第二章第二章

18、 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 1、何、何谓级杆杆组及及级杆杆组？ 级杆杆组有哪些方式？有哪些方式？ 2、如何确定机构的、如何确定机构的级别？ 如何如何对机构机构进展构造分析？展构造分析？第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析1. 1. 全低副机构的全低副机构的组成成1 1根本机构根本机构原动件原动件机机 架架12=根本机构根本机构 + + 从动件系统从动件系统一个根本机构的自在度数一个根本机构的自在度数为1 1121运动副运动副第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析2从动件系统从动件系统n为的倍数为的倍数pL为为3的倍数的倍数杆杆组最最简单的的自在

19、度自在度为零的构件零的构件组第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 级杆杆组级组 RRR型型RRP型型RPR型型PRP型型RPP型型第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 级杆杆组 级组 第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析根本机构根本机构杆组杆组机构机构假设干假设干机构的机构的组成原理成原理 任何机构都是由假任何机构都是由假设干个根本杆干个根本杆组依次依次衔接接于原于原动件和机架上所件和机架上所组成的系成的系统。例：原例：原动件件为转动构件的根本机构分构件的根本机构分别 联接一个接一个级杆杆组所构成的机构五种所构成的机构五种方式方式又例：原又

20、例：原动件件为转动构件的根本机构构件的根本机构联接接 两个两个级杆杆组构成的机构构成的机构第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析根本机构加一个根本机构加一个级杆杆组a) 铰链四杆机构铰链四杆机构b) b) 曲柄滑块机构曲柄滑块机构d) d) 正切机构正切机构c) 摆动导杆机构摆动导杆机构e) 正弦机构正弦机构第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析根本机构加两个根本机构加两个级杆杆组例：例： 破碎机机构就是由两个破碎机机构就是由两个级杆杆组和根本机构串和根本机构串联成。成。第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 同一机构中可包含不同同一机构中可包含

21、不同级别的根本杆的根本杆组，把机构中所包含的根本，把机构中所包含的根本杆杆组的最高的最高级数作数作为机构的机构的级数。数。3机构的机构的级别机构构造分析机构构造分析分析机构中包含的杆分析机构中包含的杆组，确定机构，确定机构级别。拆杆拆杆组分析机构构造分析机构构造组成，修正其成，修正其错误构造。构造。构造改构造改错第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析1 1高副低代的定高副低代的定义： 将机构中的高副根据一定的条件虚将机构中的高副根据一定的条件虚拟地以低副加以地以低副加以替代。替代。2高副低代高副低代应满足的条件：足的条件：3高副低代的方法：高副低代的方法：2、高副低代机构、高副

22、低代机构自在度完全一样。自在度完全一样。瞬时速度和加速度完全一样。瞬时速度和加速度完全一样。替代机构和原机构替代机构和原机构一个构件一个构件 两个转动副两个转动副 高副高副 转动副位置副位置过高副接触点找两高副接触点找两轮廓的曲率中心廓的曲率中心 第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析例：图示机构中高副用低副取代例：图示机构中高副用低副取代31243124第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析4 4高副低代的两种特殊情况高副低代的两种特殊情况: :假设两接触轮廓之一为一点，替代转动副的位置即选在该点假设两接触轮廓之一为直线，替代转动副演化成挪动副第二章第二章 机

23、构的组成和结构分析机构的组成和结构分析【例【例2-6】对上上图所所示机构作构造分析，示机构作构造分析，并确定机构的并确定机构的级别。 拆杆拆杆组： 高副低代。高副低代。 除去虚除去虚约束和部分自在度，束和部分自在度， 计算机构自在度。算机构自在度。3 3、平面机构的构造分析方法：、平面机构的构造分析方法：判判别：每拆出一杆：每拆出一杆组后，剩下部分仍是一个后，剩下部分仍是一个 自在度不自在度不变的完好机构，直至只剩下的完好机构，直至只剩下 根本机构。根本机构。拆法：先拆法：先试拆拆级组，不成，再拆，不成，再拆级组。顺序：从序：从远离原离原动件的构件开件的构件开场； 确定机构的确定机构的级别第二

24、章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析【例【例2-6】解：】解：1计算机构自在度算机构自在度该机构机构为级机构。机构。该机构机构为低副机构。低副机构。2 2拆杆拆杆组由两个由两个级杆杆组加根本机构加根本机构组成。成。F=3n-2pL-pH =35 - 27=1 第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析解：1.计算机构自在度 【例【例2-7】分析图示机构，当构件】分析图示机构，当构件5和和 1分别为原动件时机构的级别。分别为原动件时机构的级别。A1234566BCDEFG2.2.拆杆拆杆组判判别机构机构级别1 1构件构件5 5为原原动件件时：级杆杆组21ABC级杆杆组根

25、本机构根本机构65G机构机构为级机构。机构。F = 3n - 2pL - pH =35 - 27 0 = 1 4D3FE第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析机构机构为级机构。机构。级杆杆组根本机构根本机构2.2.拆杆组判别机构级别拆杆组判别机构级别2 2构件构件1 1为原原动件件时：A1234566BCDEFG2345BCDEFGA16第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析【例【例2-8】 : 试分析图示初步拟定的试分析图示初步拟定的刨床构造，如有问题，请矫正。刨床构造，如有问题，请矫正。2 2构造分析构造分析解解: :1 1 计算机构自在度算机构自在度 F

26、F3n3n2PL2PLPHPH 343426260 0机构不能机构不能动第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 (d)图所示部分不是杆所示部分不是杆组，机构机构组成不合理。可成不合理。可变成成 (e)图所示杆所示杆组。这时机构改成如右机构改成如右图所示的机构。所示的机构。该机构机构为级机构。机构。F3n-2PL-PH=3527=1验证：W=1=F该机构运机构运动是确定的是确定的第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析2 2、平面机构、平面机构组成原理成原理3 3、平面机构的构造分析、平面机构的构造分析拆杆组方法构造改错1 1、杆、杆组的概念：的概念：级杆组级杆组第

27、二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析 教材教材习题：2-4 b 要求：要求： 画画图表示所拆的杆表示所拆的杆组及根本机构及根本机构 学学习指南：第二章指南：第二章 2. 3) b 选作作 1.1.何何谓平面平面连杆机构？它有些什么杆机构？它有些什么类型？型？2.2.结合合实践，践，寻觅平面平面连杆机构运用杆机构运用实例。例。第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析2 2、机构运、机构运动简图的的绘制制3 3、平面机构自在度的、平面机构自在度的计算及算及 运运动确定性的判确定性的判别4 4、平面机构的、平面机构的组成原理及构造分析成原理及构造分析运动副的表达绘图和读

28、图计算和判别方法特殊情况的处置拆杆组方法构造改错1 1、平面机构的、平面机构的组成成运动副的识别运动副的约束第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析2 2根据平面机构根据平面机构组成原理，任何机构都可看成是由成原理，任何机构都可看成是由 加加 和和 组成。成。3 3机构中相机构中相对静止的构件称静止的构件称为 ，机构中按，机构中按给定运定运动规律运律运动的构件的构件 称称为 。4 4杆杆组是自在度等于是自在度等于 的运的运动链。 A .1 B.0 C . A .1 B.0 C .原原动件数件数1)1)两构件两构件经过点或点或线接触而构成的运接触而构成的运动副副为 ；它引入；它引入

29、 个个约束。束。两构件两构件经过面接触而构成的运面接触而构成的运动副副为 ，它引入，它引入 个个约束。束。第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析7 7有两个平面机构的自在度都等于，有两个平面机构的自在度都等于，现用一个有两用一个有两铰链的运的运动 构件将它构件将它们串成一个平面机构，串成一个平面机构，这时其自在度等于其自在度等于 。 A .1 B.0 C .2 A .1 B.0 C .25 5某机构某机构为级机构，那么机构，那么该机构机构应满足的必要充分条件是足的必要充分条件是 。 A . A .至少含有一个至少含有一个级杆杆组 B. B. 至少含有三个根本杆至少含有三个根本杆组 C . C .含有根本机构和二个根本杆含有根本机构和二个根本杆组6 6机构中只需一个机构中只需一个 。 A . A .原原动件件 B. B.从从动件件 C . C .机架机架第二章第二章 机构的组成和结构分析机构的组成和结构分析