第二章机械系统及机械运动简图.pptx

第一章  机械系统及运动简图 ;1．教学目标 1．了解机构的组成，搞清运动副、运动链、 约束和自由度的概念； 2．能绘制常用平面机构的运动简图； 3．能计算平面机构的自由度； 4．平面机构具有确定运动的条件。 2．教学重点和难点 1）机构的运动简图的绘制 2）平面机构的自由度的计算。 3）机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理。 3．讲授方法：多媒体;第一节 机构的组成;如图2-1所示。 其中内燃机的曲轴4为一个构件，连杆3也是一个构件。但曲轴只有一个零件，而连杆则包括多个零件，其各个零件之间没有相对运动，在机构运动过程中是一个整体。; 所以，构件可以由一个或多个零件组成，是由若干个零件相互固结在一起的运动单元体。 从机构运动学的观点来看，构件是机构的基本组成单元，而机构则可以看作是由若干个构件组合而成的构件组合体。 在本学科中，一般认为构件是刚体或柔勒体（如皮带、钢丝绳等），而不是液体或气体。 ;2．运动副及其分类; 如图中轴与轴承、滑块与导轨、轮齿与轮齿等都构成运动副。而两构件直接接触构成运动副的部分称为运动副元素。 为保证两构件恒处于接触状态，运动副应是结构封闭或力封闭。至于组成运动副后，两构件能产生哪些相对运动，与该运动副性质或该运动副所引入的约束有关 ;2．运动副分类 由理论力学知识可以知道，作平面运动的构件可有三个独立运动，既x、y轴方向的移动和绕z轴的转动。而作空间运动的构件有六个独立运动，即三个方向的移动和三个转动。在本课程中，我们把构件的独立运动数目称为构件的自由度。这样，我们可以得到结论：平面运动的构件有三个自由度，空间运动的构件有六个自由度。 ; 当一个构件与另一个构件组成运动副以后，由于构件间的直接接触，使构件的某些独立运动受到限制，构件的自由度便随之减少。这种对构件独立运动的限制称为约束。十分明显，作平面运动或空间运动的构件其约束不能超过2个或5个，否则构件就不可能产生相对运动。; 不同的运动副对构件的自由度的约束是不同的，按不同的分类方法有以下几??： a.按引进的约束数目分类：引进一个约束的运动副称为Ⅰ级副，引进两个约束的运动副称为Ⅱ级副，依次我们有Ⅲ级副、Ⅳ级副、Ⅴ级副。;b.按两构件的接触情况分类：凡两构件以点或线接触构成的运动副称为高副，如图所示。; 凡两构件以面接触构成的运动副称为低副，如图所示。;;d.按运动状态分类：可以分为平面运动副和空间运动副，凡是两构件运动平面相互平行的运动副称为平面运动副，而运动平面不互相平行的称为空间运动副。如前图中的螺旋副和球面副。;由于构成运动副的两构件之间的相对运动仅与运动副元素的几何形状及接触情况有关，所以各种运动副常用规定的简单符号来表示，这些符号国家已经制订有标准，我们教材上的表就是其中的一部分。;3．运动链与机构; 如图中的a、b，我们称其为闭式运动链；如果运动链未构成首末封闭的系统，如图中的c、d，我们称其为开式运动链。在各种机械中，一般都采用闭链。 ; 我们也可以根据各构件的运动平面相互平行与否分为平面运动链和空间运动链。 将运动链中的一个构件固定，并且它的一个或几个运动构件作给定的独立运动，其余构件随之作确定的运动，这样运动链就成为机构。其中固定的构件称为机架；作独立运动的构件称为原动件（原动件上应标出运动箭头），而其余的活动构件则称为从动件。; 因此，我们可以说机构是由机架、原动件和从动件组成的传递机械运动和力的构件系统。 同样，可以根据各构件的运动平面是否平行将机构分为平面机构和空间机构。 在各种机器中，平面机构的应用特别广泛，所以本章我们主要介绍平面机构。;第二节 机构运动简图; 在任何一个机构中，必须有一个、也必须只能有一个构件作机架；在可动构件中必须有一个或几个构件为原动件。 ; 在机构运动简图中，运动副的表示方法如表2-1所示;构件的表示方法如表2-3所示; 由于机构运动简图具有和原机械相同的运动特性，所以机构运动简图不仅可以简明地表示一台复杂机器的传动原理，还可以根据它进行机构的位移、速度、加速度等运动和受力分析。 有时只要求定性地表达各构件的相互关系，而不需要借助机构运动简图作机构的运动分析，则在绘制简图时可以不按比例绘制，这种简图称为机构示意图。 ;常用机构示意图符号见表2-2，机构运动简图表示法可以参考GB4460-84;要特别注意：虽说我们提倡创新精神和创造性，但是在绘制机构运动简图时，符号一定要采用上面所示的符号，这些符号都是行业内通用的、大家都