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平面机构的结构分析PPT课件.ppt
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1、No.1 重 点 运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。第1 1章 平面机构的结构分析 内 容1 构件及其运动副2 平面机构运动简图的绘制3 平面机构自由度的计算4 平面机构的组成原理和结构分析No.2n构件n运动副 两个构件直接接触且具有确定相对运动的联接。平面运动副分类:转动副移动副特点:面接触、相对转动或相对移动 低副 机构中运动的单元。n运动副元素 两构件相互接触的几何形状(点、线、面)。1 构件及其运动副No.3 齿轮副 凸轮副特点:点或线接触、沿接触点切线方向相对移动 绕接触点的转动 高副螺旋副 球面副 No.4n运动链 若干构件通过运
2、动副联接而成的可动系统。若将运动链中的一个构件相对固定,运动链则成为机构。机构中构件的分类:1、机架(描述运动的参考系)2、原动件(运动规律已知的构件)3、从动件运动链闭链开链平面运动链空间运动链No.52 平面机构运动简图的绘制例 颚式破碎机No.6机构运动简图 在研究机构运动时,为了使问题简化,有必要撇开那些与运动无关的构件外形和运动副具体构造,仅用简单的线条和符号来表示构件和运动副,并按比例定出各运动副的位置。这种说明机构各构件间关系的简化图形,称为机构运动简图。它与原机构具有完全相同的运动特性。表达方式:用简单线条表示构件,规定符号代表运动副,按比例定出运动副的相对位置与运动有关的因素
3、:构件数目、运动副数目及类型;运动副之间的相对位置一、平面机构运动简图的概念 用途:分析现有机构,构思设计新机械 No.7 转动副二、运动副符号 移动副No.8齿轮副凸轮副122122No.9螺旋副球面副No.10 三、构件 不管构件形状如何,简单线条表示,带短剖面线表示机架。No.11带运动副元素的构件No.12机构运动简图常用符号(摘自GB4460-85)运动副及构件表示方法 No.13四、机构运动简图的绘制方法与步骤:1.确定构件数目及原动件、输出构件;2.根据各构件间的相对运动确定运动副的种类和数目;3.合理选择视图平面;4.选定比例尺,按规定符号绘制运动简图;5.标明机架、原动件和作
4、图比例尺;6.验算自由度。顺口溜:先两头,后中间,从头至尾走一遍,数数构件是多少,再看它们怎相联。No.14DCBAFE14325例1 1 齿轮插刀机构运动简图运动副?No.15A1234BCD例2 2 颚式破碎机偏心轮机构No.16讨论以下四个问题:(1)机架是否是构件?颚式破碎机机构运动简图中的几处机架是一个构件吗?回答什么是构件?(2)找出颚式破碎机中联接每两个构件的运动副,找出每个构件上的所有运动副,回答什么是运动副。如果机架是转动副的一部分如何表示?(3)找出活塞泵中联接每两个构件的运动副,找出每个构件上的所有运动副。如果机架是移动副的一部分,画出与图示不同的表示。如果移动副中没有机
5、架,又如何表示?(4)为什么机构运动简图中的曲柄在实际结构中常做成偏心轮的形式?No.17No.18偏心轮(扩大运动副)在曲柄滑块机构(曲柄摇杆机构)中,若曲柄很短,可将转动副B的尺寸扩大到超过曲柄长度,则曲柄AB就演化成几何中心B不与转动中心A重合的圆盘,该圆盘称为偏心轮,含有偏心轮的机构称为偏心轮机构。No.19设计:潘存云偏心轮机构No.20例3 3 旋转泵机构运动简图No.21例4 4 活塞泵机构运动简图No.22运动简图例4运动简图例3例5 5 摆动泵机构运动简图No.23例6 内燃机机构运动简图No.24(5)内燃机中有哪几个机构?每一个机构中有哪几个构件组成(从机架到机架,如齿轮
6、机构:气缸体1-齿轮9-齿轮10-气缸体1)?曲轴6和齿轮10是一个构件吗?齿轮9和凸轮轴7是一个构件吗?指出每一个机构中的原动件和从动件?讨论以下问题:No.25练习:绘制下列机构的机构运动简图鹤式起重机机械手爪手动冲床No.26 课后作业1)画出习题1-11-4所示机构的机构运动简图(P498);2)用简单材料制作转动副、移动副。(含机架的和不含机架的)从一个具体的机构绘制机构运动简图还是比较容易的,而反过来,从一般的机构运动简图构思一个具体的机构会更难,这是作为一个机械工程师所应具备的基本素质。四、小结及布置作业No.27一、构件的自由度自由度构件所具独立运动的个数(确定构件位置所需独立
7、坐标数)。一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。xy21xyyx3 平面机构的自由度No.28F=3 不论形成运动副的两个构件是否其中有一个相对固定,运动副引入的约束数S均相同。运动副的形成引入了约束,使构件失去运动自由度。1.转动副x0y0 xy约束数 S=2F=1F=3二、平面运动副的约束条件 约束 限制 约束条件 约束数1.转动副x0y0 xy约束数 S=2F=1F=6F=6F=4F=4No.292.移动副约束数 S=23.齿轮副4.凸轮副nn约束数 S=1nn 平面低副约束数 S=2 平面高副约束数 S=1No.30三、平面机构的自由度机构的自由度 F=3活动构件数-2低副数-1高
8、副数计算公式F F 3 3n n 2 2P PL L P PH H1.机构自由度的计算公式F F 3n3n 2P2PL L P PH H 3 3 2 2 3 34 4 0 0 1 1F F3n3n 2P2PL L P PH H 3 3 2 2 4 45 50 0 2 2F F3n3n 2P2PL L P PH H 3 3 2 2 2 22 21 1 1 1例No.31F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3=3 2 2-2 2 3 3-0 0=0 0F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3=3 3 3-2-2 5 5-0 0=-1-1 三个构件通过三个转动副相连,相当于
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