第3章平面机构的结构分析(《机械设计基础》陈立德第3版)精要.ppt

常用机构 研究对象:机构（平面机构、凸轮机构、间歇运动机构） 主要内容:机构的结构分析从分析机构的组成入手，研究机构的组成情况对其运动的影响，以及机构运动简图的绘制方法，为研究现有机构和创造新机构打下基础。 常用机构及其设计从分析几种常用机构的工作原理和运动特点入手，研究根据给定运动和传力要求设计机构运动简图的基本方法。这里不涉及构件的强度计算、材料选择和结构形状设计等问题。 第3章平面机构的结构分析 构件——几个零件刚性连接（如焊接、铆接、螺纹连接等）起来就成为构件。 机构——几个构件（或零件）可动地连接起来，各构件间又有确定的相对运动，就成为机构。 机器——如果此机构能作有用的机械功或能进行机械能转换抑或信息转换，就成为机器。 平面机构：所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构，否则称为空间机构。 空间机构：各构件不在同一平面或相互平行的平面内运动的机构，称为空间机构。 §3-1 机构结构分析的内容及目的 机构结构分析的内容主要有以下几个方面： (1)研究机构的组成及其具有确定运动的条件 ▲弄清机构包含哪几个部分; ▲各部分如何相联？ ▲以及怎样的结构才能保证具有确定的相对运动？ (2)根据结构特点对机构进行结构分析 ▲不同的机构都有各自的特点，把各种机构按结构加以分类，其目的是按其分类建立运动分析和动力分析的一般方法。 (3)研究机构的组成原理 ▲目的是搞清楚按何种规律组成的机构能满足运动确定性的要求。 §3-1 机构结构分析的内容及目的 机构结构分析的目的主要有下列三个方面： １）为新机构的创造提供途径。 ２）通过对机构的结构进行分析与分类，可以分门别类地对机构进行运动分析、动力分析和机构的综合。 ３）在设计新的机械或对现有机械进行研究时，首先要画出其运动简图。对机构的结构分析是正确地画出机构运动简图必不可少的步骤。 §3-2 运动副及其分类 运动副是使两构件 直接接触并能产生一定相对运动的联接。是由两构件组成的可动联接。运动副是约束运动的，构件组成运动副后，其独立运动受到约束，自由度便随之减少。 由运动副的定义可知：构成机构的两个基本要素是构件和运动副。 运动副的基本特征是： ①具有一定的接触形式，并把两构件上直接参与接触而构成运动副的部分称为运动副元素； ②能产生一定形式的相对运动。 按运动副元素接触形式可将运动副分为低副和高副。 按接触形式分类： 接触形式: 点、线、面 低副：面接触 高副：点、线接触 运动副按其所能产生相对运动形式分为转动副、移动副、螺旋副和球面副等。 如果构成运动副的两构件间相对运动是平面运动，则称为平面运动副；如果构成运动副的两构件间相对运动是空间运动，则称为空间运动副。 1. 低副——两运动副元素通过面接触所构成的运动副。 转动副和移动副都属于低副。 ⑴转动副——两构件间只能作相对转动的低副称为转动副或铰链。转动副及其简图符号表示如下图所示。如果转动副中的一个构件为固定构件，则该转动副又称为固定铰链，否则称为活动铰链。 ⑵ 移动副——两构件间只能作相对移动的低副称为移动副，移动副及其简图符号表示如下图所示。 2. 高副——两运动副元素通过点或线接触所构成的运动副。用简图表示高副时，应将两构件接触处的几何形状绘出。对于齿轮与齿轮啮合及齿轮与齿条啮合的高副，可按规定的简图表示。 平面副 低副：转动副、移动副(面接触) 高副：齿轮副、凸轮副(点、线接触) 空间副 高副：点、线接触 球面副 想一想 练一练 请判断下列机构何处存在低副、高副？ 任何机构都包含机架、原动件和从动件3个部分。 ⑴ 固定构件(机架) 是用来支承活动构件的构件，如机床床身、车辆底盘、飞机机身。 ⑵ 原动件(主动件) 是运动规律已知的活动构件。它的运动是由外界输入的，又称为输入构件。 ⑶ 从动件 是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。相对于机架有确定的相对运动。 从动件的运动规律取决于原动件的运动规律和机构的结构。当机构的结构确定之后，从动件的运动规律完全取决于原动件的运动规律。 机架（固定件）：缝纫机脚踏机构中的AD构件 原动件：缝纫机脚踏机构中的CD构件 从动件：缝纫机脚踏机构中的CB、BA构件 机构运动简图——根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，再用规定的运动副代表符号和简单的线条或几何图形表示机构各构件间相对运动关系的一种简化图形。 各运动副间的相对位置尺寸称为运动特征尺寸。 在绘制机构运动简图时，运动特征尺寸应准确地表示出来。 绘制机构运动简图的目的：