機(jī)械原理：平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖PPT課件

1、（1）轉(zhuǎn)動(dòng)副（回轉(zhuǎn)副、鉸鏈）：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能在一個(gè)平面內(nèi)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。固定鉸鏈其中一個(gè)構(gòu)件是固定的?；顒?dòng)鉸鏈兩構(gòu)件都是活動(dòng)的。第1頁/共47頁（2）移動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能沿某一直線作相對(duì)移動(dòng)。第2頁/共47頁2.高副 兩構(gòu)件通過點(diǎn)、線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副。高副的承載能力差，但能傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。第3頁/共47頁空間運(yùn)動(dòng)副： 球面副 螺旋副第4頁/共47頁二、構(gòu)件的分類二、構(gòu)件的分類按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，構(gòu)件分為：1.固定件（機(jī)架）用來支乘活動(dòng)構(gòu)件的構(gòu)件，相對(duì)于參考系是靜止不動(dòng)的2.原動(dòng)件（主動(dòng)件）動(dòng)力所作用的構(gòu)件，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的活動(dòng)構(gòu)件。3.從動(dòng)件（輸出構(gòu)件）隨主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余構(gòu)件。第

2、5頁/共47頁一、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的概念一、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的概念不考慮那些與運(yùn)動(dòng)無關(guān)的因素（構(gòu)件的形狀、具體構(gòu)造、組成構(gòu)件的零件數(shù)目等），只說明機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。2-2 2-2 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第6頁/共47頁二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制1.構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的表示1）轉(zhuǎn)動(dòng)副 小圓的圓心必須與回轉(zhuǎn)軸線重合212211第7頁/共47頁2）移動(dòng)副211222111221（導(dǎo)槽）（導(dǎo)桿）(滑塊） 滑塊、導(dǎo)槽、導(dǎo)桿的導(dǎo)路必須與相對(duì)移動(dòng)方向一致第8頁/共47頁3）高副 表示出接觸處的曲線形狀，其曲率中心須與實(shí)際輪廓相同2211

3、第9頁/共47頁4）組合表示一個(gè)構(gòu)件，兩個(gè)回轉(zhuǎn)副。 一個(gè)構(gòu)件，一個(gè)回轉(zhuǎn)副、一個(gè)移動(dòng)副第10頁/共47頁一個(gè)構(gòu)件，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副一個(gè)構(gòu)件，兩個(gè)移動(dòng)副=第11頁/共47頁2.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法和步驟1）根據(jù)機(jī)械的功能分析機(jī)械的組成和運(yùn)動(dòng)情況，認(rèn)清固定件、主動(dòng)件和從動(dòng)件。2）從主動(dòng)件開始，按照運(yùn)動(dòng)的傳遞順序，分析各構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，從而確定構(gòu)件的數(shù)目及運(yùn)動(dòng)副的種類和數(shù)目。3）選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，定出各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的規(guī)定符號(hào)繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。第12頁/共47頁例：例：繪制沖床的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。第13頁/共47頁例：例：繪制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。第14頁/共47頁例：例：繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)

4、圖。第15頁/共47頁例：例：繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。第16頁/共47頁以圖以圖2.10 所示，一偏心輪曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為例，說明機(jī)所示，一偏心輪曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為例，說明機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法。構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法。圖圖2.10 偏心輪曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心輪曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 圖圖2.11 對(duì)應(yīng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖對(duì)應(yīng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 第17頁/共47頁 例題例題2.12：繪制圖示顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：繪制圖示顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析：該機(jī)構(gòu)有分析：該機(jī)構(gòu)有6個(gè)構(gòu)件和個(gè)構(gòu)件和7個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。圖圖2.12 顎式破碎機(jī)構(gòu)顎式破碎機(jī)構(gòu) 圖圖2.13 對(duì)應(yīng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖對(duì)應(yīng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 第18頁/共47頁例：例：繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)

5、動(dòng)簡(jiǎn)圖。第19頁/共47頁例：繪制沖床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。第20頁/共47頁一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有三個(gè)自由度。2-3 2-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度一、機(jī)構(gòu)的自由度一、機(jī)構(gòu)的自由度1.自由度及約束 自由度機(jī)構(gòu)或構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目。 約束對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制。第21頁/共47頁2.平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副后，其獨(dú)立運(yùn)動(dòng)受到約束，自由度將減少。移動(dòng)副：引入兩個(gè)約束（一個(gè)移動(dòng)、一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)）轉(zhuǎn)動(dòng)副：引入兩個(gè)約束（兩個(gè)移動(dòng)）第22頁/共47頁高副：引入一個(gè)約束，有兩個(gè)自由度，轉(zhuǎn)動(dòng) + 移動(dòng)。第23頁/共47頁自由度計(jì)算公式： F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H式中

6、：n活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目。 PL 低副的數(shù)目。 PH 高副數(shù)。第24頁/共47頁 例例：計(jì)算圖中機(jī)構(gòu)的自由度。 解：n=5， PL=7 ，PH=0F=3n-2PLPH=35-27-0=1第25頁/共47頁二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 F=0（或F0），是靜定（超靜定）桁架。 F0，當(dāng)F主動(dòng)件數(shù)目時(shí)，運(yùn)動(dòng)不確定。 當(dāng)F主動(dòng)件數(shù)目時(shí)，不能運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件： F0且當(dāng)F=主動(dòng)件數(shù)目。第26頁/共47頁三、計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)注意的問題1.復(fù)合鉸鏈兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。 123123k個(gè)構(gòu)件用復(fù)合鉸鏈連接， 則轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目為:（k-1)第27頁/共47頁例：例：計(jì)算圓盤鋸主體機(jī)構(gòu)的自由度。解

7、：n=7,A、B、C、D處有復(fù)合鉸鏈，處有復(fù)合鉸鏈， PL=10F=3n-2 PL-PH=37-210-0=1第28頁/共47頁2.局部自由度與整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度（即多余的）。 計(jì)算時(shí)，應(yīng)排除局部自由度。常見于凸輪機(jī)構(gòu)滾子從動(dòng)件以及類似將滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦的情況中。第29頁/共47頁3.虛約束對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不產(chǎn)生實(shí)際約束效果的重復(fù)約束。計(jì)算時(shí)，應(yīng)除取虛約束（包括有關(guān)的構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副）虛約束常見于以下情況：（1）兩構(gòu)件之間形成多個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副。11( 虛約束）( 虛約束）1H G第30頁/共47頁（2）兩構(gòu)件間形成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副。（3）兩構(gòu)件間形成多個(gè)高副。( 虛約束）1帶虛約束的

8、曲軸第31頁/共47頁（4）軌跡重合（平行四邊形機(jī)構(gòu)）( 虛約束）第32頁/共47頁（5）機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱部分。帶虛約束的行星輪系第33頁/共47頁例：例：計(jì)算自由度。解：ABCDE有兩處虛約束、C處存在局部自由度。 n=4，PL=4，PH=2 F=3n-2PLPH=34-24-2=2第34頁/共47頁7 7A AC C1 12B B3 3D DE EF FG GH HI I4 45 56 6局部自由度局部自由度虛約束虛約束118263231;8;6HHLPPnFPPnL解：解：例：求圖示機(jī)構(gòu)的自由度。第35頁/共47頁例：求圖示機(jī)構(gòu)的自由度。并判斷機(jī)構(gòu)有無確定的運(yùn)動(dòng)。解：n=7

9、，PL=9，PH=1 F=3n-2PLPH=37-29-1=2F=主動(dòng)件數(shù)目，所以，有確定運(yùn)動(dòng)。第36頁/共47頁例：例：圖示為簡(jiǎn)易沖床設(shè)計(jì)方案，畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖并分析其能否運(yùn)動(dòng)，設(shè)法改正錯(cuò)誤。解：繪制簡(jiǎn)圖計(jì)算自由度 n=3，PL=4，PH=1。 F=3n2PLPH =33241 = 0該構(gòu)件組合不能運(yùn)動(dòng). a 第37頁/共47頁修改，使F=1方案1：在機(jī)構(gòu)的適當(dāng)位置增加一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件和一個(gè)低副，增加一個(gè)自由度（3-2=1）。b d 第38頁/共47頁方案2：在機(jī)構(gòu)的適當(dāng)位置用一個(gè)高副代替一個(gè)低副，減少一個(gè)約束。c 第39頁/共47頁例:圖示牛頭刨床設(shè)計(jì)方案草圖。設(shè)計(jì)思路為：動(dòng)力由曲柄1輸入，通過滑塊2使擺動(dòng)導(dǎo)桿 3 作往復(fù)擺動(dòng)，并帶動(dòng)滑枕4作往復(fù)移動(dòng) ，已達(dá)到刨削加工目的。 試問圖示的構(gòu)件組合是否能達(dá)到此目的？ 如果不能，該如何修改？1 12 23 34第4