机械机构设计解读.ppt

机器\机构基本概念 第1讲 机械机构 课程考核方式 机器\机构基本概念 机器\机构 机器：凡同时具备以下3个特征的实物组合体就称为机器： (1)它们都是一种人为的实物(机件)的组合体。 (2)组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动。 (3)能够完成有用的机械功或转换机械能。 执行机械运动的装置,其用途是变换、传递能量、物 料和信息 工作机器：完成有用功的机器；包括加工机器和运输机器； 动力机器：原动机，将其他能转化为机械能，如电动机、内燃机； 信息机器：完成信息的传递和变化，如照相机、传真机、打印机； 机构的概念 机构：传递运动和动力的构件系统，各运动单元之间具有确定的相对运动。 构件：独立运动的单元体。 零件：制造的单元。 机械运动简图及机构的自由度 平面机构的组成 平面机构运动简图 运动链成为机构的条件 运动副：两构件直接接触形成的可动连接为运动副。 构件的自由度：构件所具有的独立运动的数目，空间有6个自由度，3个平动，3个转动。平面有3 个自由度，x y 和转动。 约束：运动副使构件独立运动受限制称约束，构件自由度减少。 运动副的约束特点 运动副符号的型式 运动链 → 机构 机构：运动链中将某一构件加以固定，而让另一个(或几个)构件按给定运动规律相对该固定构件运动，若运动链中其余各构件都能得到确定的相对运动，则此运动链成为机构。 平面机构实例 平面机构运动简图 组成： 6‘、6为一个构件 1‘、1为一个构件 共有9个构件 9为机架 1‘—1 原动件 8—工作部分 其余为传动部分 小型 压力 机运 动简 图： 机构运动简图的绘制方法（步骤）： (1)分析机械的动作原理、组成情况和运动情况，确定其组成的各构件，何为原动件、机架、执行部分相传动部分。 (2)沿着运动传递路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。 (3)恰当地选择运动简图的视图平面。通常可选择机械中多数构件的运动平面为视图平面。 (4)选择适当的比例尺，定出各运动副的相对位置，并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单线条，绘制机构运动简图。从原动件开始，按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号。在原动件上标出箭头以表示其运动方向。 例：绘制液压泵的机构运动简图 例：绘制液压泵的机构运动简图 例：绘制液压泵的机构运动简图 例：绘制液压泵的机构运动简图 例：绘制液压泵的机构运动简图 运动链的概念 闭式运动链（闭链） （首尾封闭的运动链） 运动链成为机构的条件 运动链成为机构的条件 例：计算自由度 例：计算自由度 复合铰链 两个以上构件同时在一处以转动副相联接就构成了复合铰链 复合铰链 例：计算机构自由度 局部自由度 1．个别构件所具有的，不影响其他构件运动的自由度称为局部自由度 2．(1)计算自由度时,除去该自由度不计，但可以不除去该构件 3×3-2×3-1=2与实际不符，滚子不影响杆件2的运动规律，所以应为3×3-2×3-1-1=1 (2)直接预先排除该自由度:3×2-2×2-1=1 处理方法 (1)应减去滚子5所带来的1个自由度 3×8（活动构件）-2×10（低副）-1×2（高副）-1（局部自由度）=1 (2)也可预先排除局部自由度,按自由度公式计算 3×7（活动构件）-2×9（低副）-1×2（高副）=1 虚约束 不起独立限制作用的约束称为虚约束 平面机构的虚约束常见于下列情况中： （1）二构件某二点间的距离始终不变，若在二点间加上一个构件和二个转动副，虽不改变机构运动，但引入一个虚约束。 （2）二构件形成若干个移动副，其导路一致或平行，只有一个移动副起约束作用，其余移动副是虚约束（只算一个移动副）。 （3）两个构件形成若干个转动副时，其轴线 一致（只算一个） （4） 在输出构件与输入构件间有几组相同的运动链（只算一个） （5）二构件组成若干个平面高副，但接触点间  的距离为常数。 虚约束的例子 虚约束发生的场合 轨迹重合 不同构件上两点距离恒定 两构件组成多个转动副，且轴线重合 两构件组成多个移动副，且道路平行 对运动不起作用的对称部分 例：计算自由度 例：计算自由度 锯木机构的自由度 平面机构组成原理和结构分析 目的：确定平面机构分析的较统一模式 方法：高副低代后,拆分杆组,确定机构级别 内容：1.平面机构的高副低代 2.平面机构组成原理 3.平面机构的结构分析. 平面机构高副低代 方法：用含两个低副的虚拟构件替代一个高副 条件：替代前后机构自由度不变;瞬时速度和加速度不变 曲线对曲线的高副低代 点