[机械设计基础3平面机构的结构分析.ppt

二、运动链与机构 * * §3.1 机构结构分析的内容及目的 §3.2 运动副 §3.3 平面机构的运动简图 §3.4 平面机构的自由度与实例分析 §3.5 平面机构的组成原理与结构分析 第3章 平面机构的结构分析 3.1 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．了解机构的组成，搞清运动副、运动链、约束和自由度 等基本概念； 2．掌握常用平面机构运动简图的绘制方法； 3．熟练掌握平面机构自由度的计算方法； 4．熟悉平面机构具有确定运动的条件。 根据各构件的运动平面是否平行将机构分为两大类 平面机构——本章主要学习内容 空间机构 3.2 运动副 构件和构件之间直接接触并具有一定的相对运动的连接称为运动副。 运动副元素：两构件上直接参加接触构成运动副的部分。 一、运动副 运动副： 自由度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度。 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度。 运动副 运动副约束: 对构件独立运动所加的限制称为约束。 自由度减少的个数等于约束的数目。 运动副可分为平面运动副和空间运动副两大类 按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。 1.低副 两构件以面接触而形成的运动副。 (1) 转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。（圆柱面接触） a)固定铰链 （一）平面运动副 运动副 b)活动铰链 运动副 (2) 移动副：只允许两构件作相对移动。 （平面接触） 移动副 运动副 低副引入两个约束，保留1个自由度。 2.高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。 凸轮副 运动副 齿轮副 运动副 高副引入1个约束，保留两个自由度。 （二）空间运动副 若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空间运动副。 螺旋副 球面副 运动副 运动链：构件通过运动副连接所构成的相对可动的系统。 根据运动链是否封闭可以分为两大类： 闭式运动链 ——如图中的a、b 开式运动链——如图中的c、d 在各种机械中一般都采用闭链。 运动副 图3.4运动副 运动副 机构：将运动链中的一个构件固定作为机架，这样运动链 就成为机构。 三、机构中构件的分类 机构中的构件可分为以下三类： ① 机架（固定件） 机构中的固定构件称为机架，它的作用是支撑运动构件。 ② 原动件（主动件、输入构件） 由外界给定运动规律的构件称为主动件，一般原动件与机架相连 ③ 从动件 除主动件以外的全部活动构件称为从动件。 3.3 平面机构的运动简图 一、运动副及构件的表示方法 1.构件：均用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。 机构运动简图： 用简单的线条和符号来代表构件和运动副，并按一定比例确定各运动副的相对位置。这种表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。 2.转动副 构件组成转动副时，如下图表示。 图垂直于回转轴线时用图a表示； 图面不垂直于回转轴线时用图b表示。 表示转动副的圆圈，其圆心必须与回转轴线重合。 一个构件具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑，或在其内画上斜线。 平面机构的运动简图 3. 移动副 两构件组成移动副，其导路必须与相对移动方向一致。 平面机构的运动简图 4. 平面高副 两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出其全部轮廓；对于齿轮，常用点划线划出其节圆。 平面机构的运动简图 二、 绘制机构运动简图的步骤 （1）分析机构的结构和运动情况 （2）确定构件、运动副的类型和数 （3）选择视图平面 （4）选定适当的比例尺μl，绘制机构运动简图 平面机构的运动简图 例3.1 试绘制内燃机的机构运动简图 平面机构的运动简图 气缸体1 活塞2 进气阀3 排气阀4 连杆5 曲轴6 凸轮7 顶杆8 齿轮10 解：1）分析运动，确定构件 的类型和数量 。 2）确定运动副的类型和数目。 3）选择视图平面。 4）选取比例尺，根据机构 运动尺寸，定出各运动 副间的相对位置。 5）画出各运动副和机构 符号，并表示出各构件。 平面机构的运动简图 平面机构的运动简图 一、平面机构自由度的计算 1.机构自由度 机