平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖及自由度

上傳人:san****019 文檔編號:15786179 上傳時間:2020-09-05 格式:PPT 頁數(shù):31 大?。?.27MB
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1、第一章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖及自由度,4.機(jī)構(gòu)自由度的計算,3.機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的畫法,2.機(jī)構(gòu)具有確定相對運(yùn)動的條件,1.平面機(jī)構(gòu)的組成,平面機(jī)構(gòu):各構(gòu)件在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動,空間機(jī)構(gòu):各構(gòu)件不完全在同一平面或相互平行的平面 內(nèi)運(yùn)動,1-1 平面機(jī)構(gòu)的組成,一、機(jī)構(gòu)的組成與分類,1、概念:機(jī)構(gòu)是具有確定相對運(yùn)動的構(gòu)件的組合 構(gòu)件:機(jī)構(gòu)中的(最小)運(yùn)動單元 一個或若干個零件剛性聯(lián)接而成,動畫演示,2、機(jī)架:固定不動的構(gòu)件 原動件:輸入運(yùn)動規(guī)律的構(gòu)件 從動件:其它的活動構(gòu)件,3、平面機(jī)構(gòu):各構(gòu)件的相對運(yùn)動平面互相平行 空間機(jī)構(gòu):,蝸桿傳動,曲柄滑塊機(jī)構(gòu),二、自由度 一個作平面運(yùn)

2、動的自由構(gòu)件有三個獨(dú)立運(yùn)動的可能性。構(gòu)件所具有的這種獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目稱為構(gòu)件的自由度。所以一個作平面運(yùn)動的自由構(gòu)件有三個自由度。,但當(dāng)這些構(gòu)件之間以一定的方式聯(lián)接起來成為構(gòu)件系統(tǒng)時,各個構(gòu)件不再是自由構(gòu)件。兩相互接觸的構(gòu)件間只能作一定的相對運(yùn)動,自由度減少。這種對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動所施加的限制稱為約束。,三、運(yùn)動副及其分類,概念:使兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動的可動聯(lián)接 類型: (一) 低副 兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動副稱為低副。 根據(jù)兩構(gòu)件間的相對運(yùn)動形式,低副又可分為轉(zhuǎn)動副和移動副。 1.轉(zhuǎn)動副 (或鉸鏈) 兩構(gòu)件只能在一個平面內(nèi)作相對轉(zhuǎn)動,限制兩個自由度: (兩個移動) 保留一個自由度

3、(轉(zhuǎn)動),2.移動副 兩構(gòu)件只能沿某一方向線作相對移動的運(yùn)動副稱為移動副。,限制兩個自由度: (一個移動,一個轉(zhuǎn)動) 保留一個自由度 (移動 ),3.高副 兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動副稱為高副。,限制一個自由度: (一個移動) 保留兩個自由度 (一個移動,一個轉(zhuǎn)動),7-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,1、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖:簡明表示機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間相對運(yùn)動關(guān)系的圖形 (按比例,用特定的符號和線條) 和運(yùn)動有關(guān)的:運(yùn)動副的類型、數(shù)目、相對位置、構(gòu)件數(shù)目 和運(yùn)動無關(guān)的:構(gòu)件外形、截面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、 運(yùn)動副的具體構(gòu)造,2、機(jī)構(gòu)示意圖:只需表明機(jī)構(gòu)運(yùn)動傳遞情況和構(gòu)造特征,不必按嚴(yán)格比例所

4、畫的圖形,2、常用機(jī)構(gòu)和運(yùn)動副的表示方法:,1、運(yùn)動副的符號,轉(zhuǎn)動副:,移動副:,齒輪副:,凸輪副:,2、構(gòu)件(桿):,3、繪機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟,1)分析機(jī)構(gòu),觀察相對運(yùn)動,數(shù)清所有構(gòu)件的數(shù)目;,2)確定所有運(yùn)動副的類型和數(shù)目;,3)選擇合理的位置(即能充分反映機(jī)構(gòu)的特性);,4)確定比例尺;,5)用規(guī)定的符號和線條繪制成簡圖。(從原動件開始畫)),例 試?yán)L制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,動畫演示,7-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度,一、平面機(jī)構(gòu)的自由度的計算 機(jī)構(gòu)的自由度:機(jī)構(gòu)中活動構(gòu)件相對于機(jī)架所具有的獨(dú)立 運(yùn)動的數(shù)目。(與構(gòu)件數(shù)目,運(yùn)動副的類型和數(shù)目有關(guān)) n個活動構(gòu)件:自由度為3n。 PL個低副: 限

5、制 2PL個自由度 PH個高副: 限制 PH 個自由度 因此,該機(jī)構(gòu)相對于固定構(gòu)件的自由度數(shù)應(yīng)為活動構(gòu)件的自由度數(shù)與引入運(yùn)動副減少的自由度數(shù)之差,該差值稱為機(jī)構(gòu)的自由度,并以F表示, F=3n- 2PL-PH,F=3n- 2PL-PH =3*7-2*8-4 =1,F=3n- 2PL-PH =3*5-2*6-0 =3,F=3n- 2PL-PH =3*5-2*7-0 =1,1.復(fù)合鉸鏈:兩個以上個構(gòu)件在同一條軸線上形成的轉(zhuǎn)動副 由K個構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈包含的轉(zhuǎn)動副數(shù)目應(yīng)為(K-1)個,二 注意事項,F=3n- 2PL-PH =3*3-2*3-1 =2,F=3n- 2PL-PH =3*2-2*

6、2-1 =1,多余的自由度是滾子2繞其中心轉(zhuǎn)動帶來的局部自由度,它并不影響整個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動,在計算機(jī)構(gòu)的自由度時,應(yīng)該除掉。,2、局部自由度 在機(jī)構(gòu)中,某些構(gòu)件具有不影響其它構(gòu)件運(yùn)動的自由度,3、虛約束 重復(fù)而不起獨(dú)立限制作用的約束稱為虛約束。計算機(jī)構(gòu)的自由度時,虛約束應(yīng)除去不計。,(1)、兩構(gòu)件構(gòu)成多個導(dǎo)路平行的移動副,,F=3n- 2PL-PH =3*3-2*5-0 =-1,(2)、兩構(gòu)件組成多個軸線互相重合的轉(zhuǎn)動副,(3)、機(jī)構(gòu)中存在對傳遞運(yùn)動不起獨(dú)立作用的對稱部分,F=3n- 2PL-PH =3*5-2*5-4 =1,F=3n- 2PL-PH =3*4-2*4-2 =2,4、軌跡重合:在

7、機(jī)構(gòu)中,若被聯(lián)接到機(jī)構(gòu)上的構(gòu)件,在聯(lián)接點(diǎn)處的運(yùn)動軌跡與機(jī)構(gòu)上的該點(diǎn)的運(yùn)動軌跡重合時,該聯(lián)接引入的約束是虛約束,,F=3n- 2PL-PH =3*4-2*6-0 =0,F=3n- 2PL-PH =3*3-2*4-0 =1,虛約束作用:對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動無關(guān),但可以改善機(jī)構(gòu)的受力情況,增強(qiáng)機(jī)構(gòu)工作的穩(wěn)定性,圖示為一簡易沖床的設(shè)計圖。試分析設(shè)計方案是否合理。如不合理,則繪出修改后的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。,三、平面機(jī)構(gòu)具有確定相對運(yùn)動的條件,F0,構(gòu)件間無相對運(yùn)動,不成為機(jī)構(gòu)。,F0,,原動件數(shù)=F,運(yùn)動確定,原動件數(shù)

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