[理学]机械原理第七版优秀课件—第二章 平面机构的结构分析.ppt

2.1 机构结构分析的内容及目的 1.研究机构的组成及其具有确定运动的条件； 2.掌握正确绘制机构运动简图的方法； 3.研究机构的组成原理； 4.根据结构特点进行机构的结构分析。 2.运动副元素:(pairing element) 两构件上能够参加接触而构成运动副的表面 （点、线、面）部分称为运动副元素。 3.自由度与约束(freedom and constraint) 当两构件组成运动副后，它们之间的相对运动将 受到某些限制，这些限制称为约束。而仍具有的 相对运动称为自由度。约束与自由度的多少由运动副的类型不同而不同。 4.运动副分类： ⑴根据运动副引入的约束数来分 Ⅰ级副、Ⅱ级副… ⑵根据构成运动副两构件的相对运动来分 转动副 移动副 ⑶根据两运动副元素的接触情况来分 低副：面接触 高副：点、线接触 ⑷平面机构中可分为 平面高副（higher pair)：点、线接触，1个约束2个自由度 平面低副（lower pair)：面接触，2个约束1个自由度 2.2.3 机构(mechanism) 用来传递运动和力的，具有一个固定构件的运动链 。（构件组合） 组成机构的基本构件名称： 机架（frame):机构中作为相对参考坐标系的固定构件。 原动件（driving link):运动规律已知的构件。 从动件（driven link):有若干。 为满足机构按照一定的要求进行运动的传递及变换，当机构的原动件按给定的运动规律运动时，该机构中其余各构件的运动也都应该是完全确定的。 但是在什么情况下才能满足这一要求呢？ 即：机构具有确定运动的条件是什么？ 2.3 机构运动简图 2.3.1 什么是机构运动简图和机构示意图 按一定比例，用国标规定的线条和符号来表示的机构各构件间相对运动关系的简图，称为机构运动简图。 不失比例的绘制的机构运动简图称为机构示意图。 2.3.2 为什么要画机构运动简图，其原理是什么？ 为了构思和分析机构的方便，需要一种既简明又能真实反映机构的结构和运动的图形来表示。 从原理方案设计的角度来看，机构的运动仅与组成机构的所有构件、运动副的类型、数目、相对位置及原动件的运动规律有关。机构运动简图则能满足要求。 2.3.3 常用运动副及机构运动简图的代表符号 (p7 表2-1 常用运动副的模型及符号 GB4460/T—1984 p10 表2-2 常用机构运动简图符号， p10 表2-3 一般构件的表示方法） 2.3.4 举例说明简图绘制步骤 1、了解被测机械的名称、用途等内容。 2、分清组成机构的三类构件。缓慢转动被测机构，从原动件开始，根据其运动传递路线，仔细观察相互连接的两构件间的运动关系，从而弄清组成机构的构件、运动副的类型和数目 3、选择合理视图并画图 ⑴选择合理的视图平面：通常是选择大多数构件所在的运动平面或平行于运动平面的平面为视图平面， 若一个视图表达不清，还可再补充辅助视图。 ⑵选择一个合适的原动件位置，以使图清楚,然后先草画出机构示意图，并量取机构相关尺寸。 ⑶选择合适的比例，保证视图足够清楚 μl=lAB(实际尺寸）/AB（图尺寸）=m/mm 然后，用选定的比例尺，按规定的符号画出机构简图。 ⑷标注原动件符号并按顺序标注运动副字母符号和杆件号。 2.4 机构具有确定运动的条件 2.4.1 机构的自由度 2.5 平面机构自由度的计算 F(Freedom)=3n-2PL-PH 举例：①三杆 F=3n-2PL-PH=3×2-2×3-0=0 ②四杆 F= 3n-2PL-PH= 3×3-2×4-0=1 ③五杆 F= 3n-2PL-PH= 3×4-2×5-0=2 ④齿轮机构 F= 3n-2PL-PH= 3×2-2×2-1=1 ⑤机械手 F= 3n-2PL-PH= 3×3-2×3=3 ⑥内燃机 F= 3n-2PL-PH= 3×7-2×8-4=1 2.6 计算平面机构自由度时应注意的事项⒈复合铰链 F= 3n-2PL-PH= 3×5-2×6=3 × ⒉局部自由度 F= 3n-2PL-PH= 3×3-2×3-1=2 ？ ⒊虚约束 F= 3n-2PL-PH= 3×4-2×6=0 × 在机构中不起独立约束作用的约束称为虚约束，计算时应去除。 F= 3n-(2PL+PH -P’)-F’= 3×4-(2×6-1)=1 √ P’= 2PL+PH -3n=2×2-3=1 F= 3n-2PL-PH= 3×3-2×4=1 √ 平面