常用机构的设计.ppt

第3章 常用机构 平面机构：各构件的相对运动平面互相平行（常用 的机构大多数为平面机构）。 空间机构：至少有两个构件能在三维空间中相对运动。 机构：传递运动、动力或改变运动形式、轨迹等。 1、运动副的概念,画机构的运动简图； 2、计算机构的自由度和机构具有确定运动的条件； 本章学习要点： 3、能判别四杆机构的类型和运动特性分析； 4、能设计简单 四杆机构； 5、能分析凸轮机构的运动特性； 机器：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能 量、物料与信息。是由零件装配而成。 零件：是机器中不可拆卸的制造单元。 部件：一组协同工作的零件组成的独立的组合体。 构件：一个零件，或是若干个零件的组合体。 运动副：构件与构件直接接触所形成的可动联接。 机构：用运动副将若干个构件连接起来以传递运动和力的系统。 复习： §3-1 机构的结构分析 3.1.1 平面机构的组成 可动联接：既保持直接接触，又能产生一定的相对 运动。 从运动的角度看：由构件用运动副组成的可动联接 1.机构的组成 2.自由度：构件含有独立 运动的数目 一个作平面运动的构件有 3个自由度 约束：对独立运动的限制 运动视图 运动视图 高副：点、线接触 3.运动副： 2）接触元素：点、线、面 1）定义：构件间直接接触所组成的可动联接 3）类型 低副：面接触 (1)低副： ①转动副(铰链):两构件间只能作相对转动； ②移动副:两构件间只能作相对移动； 低副：施加2个约束， 还剩1个自由度。 运动视图 运动视图 高副：施加1个约束，还剩2个自由度。 （2）高副： ②凸轮副 ①齿轮副 总结：约束1个相对转动而保留2个独立移动的运动副 不可能存在，故没有其他运动副形式。 运动视图 运动视图 （3）空间运动副： 分析以下运动副的类型、自由度和约束 4.构件类型 相对固定的构件-- 机架 原(主)动件 从动件：其余的活动构件 （1）机 架:1个 （3）从动件:要有确定的运动规律，由原动件运动规律、 运动副类型、机构的运动尺寸确定。 （2）原动件:一个或数个,输入独立的确定运动规律 5.机构的组成 活动构件 3.1.2 平面机构运动简图 1.定义：用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和 运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简图。 2.绘制： 1）运动副的符号 （1）转动副： （2）移动副： （3）齿轮副： （4）凸轮副： 2）构件的符号 3）机构运动简图的绘制 （1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目； （2）确定所有运动副的类型和数目； （3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）； （4）确定比例尺； （5）用规定的符号和线条绘制成简图。 （从原动件开始画) 用“1、2、3…”标明不同的构件； 用“A、B、C…”标明不同的转动副； 用箭头表明原动件和转向； 用多条斜短线标明机架。 4）机构运动简图的绘制要求 例1:试绘制如图所示偏心轮机构的运动简图 例2:画出图示柱塞油泵机构的运动简图 注意：绘制机构运动简图时，原动件位置不同，所绘运动简图的图形也不同。若原动件位置选择不当，构件可能互相重叠或交叉，使图形不易辨认。 可见，要清晰表达各构件的相互关系，应当选择恰当的原动件位置来绘图。 运动视图 例3:试绘制内燃机的机构运动简图 刨床的机构运动简图 3.1.3 平面机构的自由度 2.机构具有确定运动的条件 原动件数=机构自由度 机构的自由度：机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。 1. 机构自由度的计算 （设n个活动构件，PL个低副，PH个高副） 原动件数F，机构破坏 运动视图 铰链五杆机构： 原动件数机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动） 构件间没有相对运动: 机构→刚性桁架 （多一个约束）超静定桁架 F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。 F0 原动件数=F，运动确定 原动件数F，运动不确定 原动件数F，机构破坏 故机构具有确定的运动条件: 1)自由度0 2)机构的原动件数=自由度数 计算下图所示大筛机构的自由度 运动视图 ? 3.计算F时注意问题 1）复合铰链: (1)定义:两个以上的构件同时 在一处以转动副组成的联接. n=7 pL=10,pH=0 2）局部自由度 定义:与输出件运动无关的自由度称局部自由度. 运动视图 定义:在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。 3）虚约束： 运动视图 平面机构的虚约束常出现于下列情况： （1）不同构件上两点间的距离保持恒