机械基础 少学时 作者 曾德江 第5单元 平面机构的结构分析.ppt

机械基础— 平面机构的结构分析 案例导入 平面机构的结构分析 学习目标 学习重点和难点 5.1 构件和运动副 机械一般由若干常用机构组成，而机构是由两个以上且具有确定相对运动的构件组成的. 平面机构：若组成机构的所有构件都在同一平面或相互平行的平面中运动，则该机构称为平面机构。 5.1 构件和运动副 5.1.1 构件的自由度 构件的自由度：构件作独立运动的可能性，称为构件的自由度。 一个在平面内自由运动的构件有三个自由度，可用x、y、φ表示。 5.1 构件和运动副 5.1.2 运动副和约束 1. 运动副：由两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接，称为运动副。 2.约束：运动副限制了两个构件间的某些独立运动的可能性，这种限制就称为约束。 5.1 构件和运动副 5.1.3 运动副的分类 根据组成运动副两构件之间的接触几何特征，运动副可分为低副和高副。 1.低副：两构件通过面接触构成的运动副称为低副。每个低副有两个约束。 按两构件间的相对运动形式，低副又分为移动副和转动副。 5.1 构件和运动副 （1）转动副：两构件只能做相对转动的运动副。 转动副的符号：用小圆表示，小圆中心代表转动轴线的位置。若构件代表机架则在构件上画上斜线。 5.1 构件和运动副 （2）移动副：两构件只能做相对移动的运动副。 移动副符号：用直线表示移动导路或其中心线的位置。 5.1 构件和运动副 2.高副 概念：两构件呈现点、线接触的运动副称为高副。高副用两构件在直接接触处的轮廓表示，每个高副有一个约束。 注意：画高副时，对于凸轮、滚子，习惯上画出全部的轮廓；对于齿轮，常画点画线画出其节圆。 5.1 构件和运动副 5.1.4 构件的分类 1.机构中的构件可分为三类： （1）固定件（机架）：是用来支承着活动构件的构件。（如缝纫机脚踏机构中的AD构件） 5.1 构件和运动副 （2）原动件：是运动规律已知的活动构件，它的运动是由外界输入的，故又称为输入构件。（如缝纫机脚踏机构中的CD构件） （3）从动件：是机构中随原动件运动而运动的其余活动构件。（如缝纫机脚踏机构中的CB、BA构件） 5.1 构件和运动副 2.机构运动简图中构件的表示法（机构运动简图符号见表5-1） 5.2 平面机构运动简图 1.机构运动简图的概念 （1）机构运动简图 撇开实际机构中与运动无关的因素，用简单的线条和符号表示构件和运动副，并按一定的比例定出各运动副的相对位置，表示机构各构件间真实运动关系的图，称为机构运动简图。 5.2 平面机构运动简图 （2）机构示意图 没有按一定比例表示出各运动副间准确的相对位置，只能表示机构组合方式的机构图称为机构示意图。 5.2 平面机构运动简图 2. 平面机构运动简图的绘制 （1）比例尺的概念 （2）比例的概念 5.2 平面机构运动简图 3.平面机构运动简图绘制的一般步骤 1）分析机构运动的传递情况，找出机架、原动件和从动件； 2）从原动件开始，按照运动的传递顺序，分析各构件间的运动形式，从而确定构件和运动副的数目和类型； 3）测量各运动副间的相对位置； 4）选择适当的视图平面和原动件位置，以便清楚地表达各构件间的运动关系。平面机构通常选择与构件运动平行的平面作为投影面。 5.2 平面机构运动简图 5）选择适当的比例尺μl，按照各运动副间的距离和相对位置，用简单的线条和运动副符号画出机构运动简图。 5.2 平面机构运动简图 案例5-1 绘出如图5-8a所示抽水唧筒机构的运动简图。 5.2 平面机构运动简图 思考与分析 请画出汽车发动机罩壳、手摇打气筒的机构示意图 5.2 平面机构运动简图 答案： 5.3 机构具有确定相对运动的条件 机构自由度：是指机构相对于机架所具有的独立运动的数目。 5.3 机构具有确定相对运动的条件 5.3.1 平面机构具有确定相对运动的条件 1.平面机构自由度的计算 式中：F——平面机构的自由度数 n——机构中活动构件个数 PL——机构中低副的