第2章平面机构的机构分析.ppt

第二章 平面机构的结构分析,目标规划,知识目标,1.基本了解：平面机构的运动简图及自由度,2.重点掌握：机构及运动副的概念；绘制机构运动简图,技能目标,根据实物绘制平面机构运动简图；,熟练掌握机构自由度的计算方法，了解机构组成原理，判断能否构成机构，如不能，如何改进,穿针引线,平面机构的结构分析,机构的组成,平面机构的自由度,零件,构件,平面机构运动简图,平面机构运动简图的绘制,平面机构的自由度,计算机构自由度时的注意事项,平面机构的运动简图,运动副,运动副的类型,运动链,机构,第一节 机构的组成,一、零件,零件：标准件；非标准件,二、构件,构件：,机器中每一个独立的运动单元体,构件,机架,原动件,从动件,作为参考系的构件,简图中机架打斜线,给定运动规律的活动构件,简图中标上箭头,随原动件运动而动的构件,三、运动副,运动副：,两构件直接接触而又能产生一定形式的相对运动的连接,滚动轴承,齿轮啮合,三、运动副的类型,平面运动副,低副,高副,面接触,点、线接触,转动副,移动副,带运动副元素的构件,三、运动链,运动链：,构件由运动副连接而成的系统,运动链,闭链,开链,四、机构,由多个构件组成的，各构件之间具有确定的相对运动的连接方式组成的构件系统,第二节 平面机构的运动简图,一、平面机构运动简图,在研究机构运动时，为了便于分析，常撇开机构的复杂外形和构造，仅用简单的符号和线条表示，并按照一定的比例定出各运动副及构件的位置。这种简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形称为机构运动简图。,二、平面机构运动简图的绘制,1.分析机械的动作原理，确定原动部分和工作部分,2.沿着运动传递路线，确定运动部件,3.选择适当地的投影平面,4.选择适当比例尺，定出各运动副之间的相互位置，用简单线条绘制机构运动简图。,A,B,C,D,绘制图示发动机机构运动简图。,第三节 平面机构的自由度,一、平面机构的自由度,自由度：,机构中各构件相对于机架所具有的独立运动的数目,1.自由度的计算,一个作平面运动的自由构件有三种独立运动的可能性,该构件的自由度为3,每加一个约束，自由机构便失去一个自由度 运动副的约束数目和约束特点，取决于运动副的形式,转动副：两个约束一个自由度,移动副：两个约束一个自由度,高副：引入一个约束，两个自由度,自由度计算公式 F=3n 2 PL PH,例：计算活塞泵机构的自由度,分析：其活动构件数n=4其中低副数为PL=5 高副数为PH=1,解：F=3n 2PL PH=34 25 1=1,2.机构具有确定运动的条件,1)原动件数大于机构自由度,若原动件和3给定的运动同时满足,势必将杆2拉断,当给出两个原动件，使1、构件均处于给定位置，才能使从动件获得确定的运动,2)原动件数小于机构自由度,原动机数目等于机构自由度数目,综上所述，机构具有确定运动的条件是：,二、计算自由度时应该注意的事项,1.复合铰链,复合铰链以m个构件构成，则连接处就有m-1个转动副,当转动副的轴线间的距离缩小到零时，两轴线重合在一起，构成了复合铰链,两个以上的构件同时在一处用转动副相连,计算惯性筛机构的自由度,分析：该机构一共有个构件，低副有个（c处为复合铰链，含有3-12个转动副），高副没有,解：F3n2PLPH3x(61)2x7-0,2.局部自由度,如右图：F3n2PLPH3x(31)2x211,多余自由度虽然不影响机构的运动关系,但可以减少高副接触处的摩擦和磨损,定义:机构中不影响机构运动规律的自由度。,计算机构自由度的时候,应该将多余自由度除去.,3.虚约束,在机构中与其它约束重复而不起限制运动作用的约束,虚约束的存在必须满足一定的条件，如果不满足则变成实际约束。,计算自由度时应将虚约束给去掉,1)不同构件上两点间的距离始终保持不变。,2)两构件构成的多个移动副导路相互平行。,3)两构件构成多个转动副且轴线相互重合。,4)机构中对运动无影响的对称部分,计算下列机构自由度,F=3n-2PL-PH=37-29-2=1,