第2章平面机构的机构分析.ppt

第二章 平面机构的结构分析目标规划v知识目标1.基本了解：平面机构的运动简图及自由度 2.重点掌握：机构及运动副的概念；绘制机构运动简图v技能目标根据实物绘制平面机构运动简图；熟练掌握机构自由度的计算方法，了解机构组成原理，判断能否构成机构，如不能，如何改进穿针引线平面机构的结构分析机构的组成平面机构的自由度零件构件平面机构运动简图平面机构运动简图的绘制平面机构的自由度计算机构自由度时的注意事项平面机构的运动简图运动副运动副的类型运动链机构第一节 机构的组成一、零件零件：标准件；非标准件二、构件构件：机器中每一个独立的运动单元体构件机架原动件从动件作为参考系的构件简图中机架打斜线给定运动规律的活动构件简图中标上箭头随原动件运动而动的构件三、运动副运动副：两构件直接接触而又能产生一定形式的相对运动的连接滚动轴承齿轮啮合三、运动副的类型平面运动副低副高副面接触点、线接触转动副移动副带运动副元素的构件三、运动链运动链：构件由运动副连接而成的系统运动链闭链开链四、机构 由多个构件组成的，各构件之间具有确定的相对运动的连接方式组成的构件系统第二节 平面机构的运动简图一、平面机构运动简图 在研究机构运动时，为了便于分析，常撇开机构的复杂外形和构造，仅用简单的符号和线条表示，并按照一定的比例定出各运动副及构件的位置。这种简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形称为机构运动简图。二、平面机构运动简图的绘制1.分析机械的动作原理，确定原动部分和工作部分2.沿着运动传递路线，确定运动部件3.选择适当地的投影平面4.选择适当比例尺，定出各运动副之间的相互位置，用简单线条绘制机构运动简图。ABC26785314D绘制图示发动机机构运动简图。第三节 平面机构的自由度一、平面机构的自由度自由度：机构中各构件相对于机架所具有的独立运动的数目1.自由度的计算一个作平面运动的自由构件有三种独立运动的可能性该构件的自由度为3 每加一个约束，自由机构便失去一个自由度 运动副的约束数目和约束特点，取决于运动副的形式转动副：两个约束一个自由度移动副：两个约束一个自由度高副：引入一个约束，两个自由度自由度计算公式 F=3n 2 PL PH例：计算活塞泵机构的自由度分析：其活动构件数n=4其中低副数为PL=5 高副数为PH=1解：F=3n 2PL PH =34 25 1 =12.机构具有确定运动的条件1)原动件数大于机构自由度 若原动件和3给定的运动同时满足,势必将杆2拉断 当给出两个原动件，使1、构件均处于给定位置，才能使从动件获得确定的运动2)原动件数小于机构自由度原动机数目等于机构自由度数目综上所述，机构具有确定运动的条件是：二、计算自由度时应该注意的事项1.复合铰链 复合铰链以m个构件构成，则连接处就有m-1个转动副 当转动副的轴线间的距离缩小到零时，两轴线重合在一起，构成了复合铰链 两个以上的构件同时在一处用转动副相连计算惯性筛机构的自由度分析：该机构一共有个构件，低副有个（c处为复合铰链，含有3-12个转动副），高副没有解：F3n2PLPH3x(61)2x7-02.局部自由度如右图：F3n2PLPH3x(31)2x211 多余自由度虽然不影响机构的运动关系,但可以减少高副接触处的摩擦和磨损 定义:机构中不影响机构运动规律的自由度。计算机构自由度的时候,应该将多余自由度除去.3.虚约束在机构中与其它约束重复而不起限制运动作用的约束 虚约束的存在必须满足一定的条件，如果不满足则变成实际约束。计算自由度时应将虚约束给去掉1)不同构件上两点间的距离始终保持不变。2)两构件构成的多个移动副导路相互平行。3)两构件构成多个转动副且轴线相互重合。4)机构中对运动无影响的对称部分计算下列机构自由度F=3n-2PL-PH =37-29-2 =1