機(jī)械設(shè)計機(jī)構(gòu)運動簡圖PPT課件

1、機(jī)械設(shè)計機(jī)構(gòu)運動簡圖 項目1：繪制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。 項目2：繪制顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。3-2 3-2 運動副運動副定義： 機(jī)構(gòu)中各個構(gòu)件之間必須有確定的相對運動，因此，構(gòu)件的連接既要使兩個構(gòu)件直接接觸，又能產(chǎn)生一定的相對活動， 這種使兩個構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定的相對運動的連接稱為運動副。要點：a）兩個構(gòu)件 b）直接接觸 c）有相對運動 三個條件缺一不可。我們引入一個新概念：運動副：使兩個構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定的相對運動的連接。構(gòu)件上參與接觸的部分是：點、線、面。3-2 運動副按其接觸形式分：低副-面接觸的運動副。高副-點或線接觸的運動副轉(zhuǎn)動副（回轉(zhuǎn)副或鉸鏈）移動副3.2.2 運動

2、鏈與機(jī)構(gòu)運動鏈：多個構(gòu)件用運動副聯(lián)接構(gòu)成的系統(tǒng)。開式鏈：運動鏈的各構(gòu)件不構(gòu)成首尾封閉的系統(tǒng)。閉式鏈：運動鏈的各構(gòu)件構(gòu)成了首尾封閉的系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)：各構(gòu)件間具有確定相對運動的運動鏈3.2.3 構(gòu)件的分類機(jī)架：機(jī)構(gòu)中的固定構(gòu)件； 一般機(jī)架相對地面固定不動。 如機(jī)床床身、車輛底盤、飛機(jī)機(jī)身等。原動件：按給定已知運動規(guī)律獨立運動的構(gòu)件； 給機(jī)構(gòu)提供原動力。從動件：機(jī)構(gòu)中其余活動構(gòu)件。 其運動規(guī)律決定于原動件的運動規(guī)律和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的尺寸。 機(jī)構(gòu)=機(jī)架+原動件+從動件1個1個或幾個若干3-3 平面機(jī)構(gòu)的運動簡圖 機(jī)構(gòu)運動簡圖與機(jī)械結(jié)構(gòu)圖的區(qū)別？ 如何畫機(jī)構(gòu)簡圖？3-2 平面機(jī)構(gòu)的運動簡圖運動簡圖的定義：

3、 用規(guī)定的符號和線條按一定的比例表示構(gòu)件和運動副的相對位置，并能完全反映機(jī)構(gòu)特征的簡圖。運動簡圖的內(nèi)容： 構(gòu)件數(shù)目、運動副的數(shù)目和類型、構(gòu)件聯(lián)接關(guān)系、與運動有關(guān)的尺寸、主動件及運動特性。運動簡圖的作用： 表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運動情況； 機(jī)構(gòu)運動分析和動力分析的依據(jù)。（GB4460-84GB4460-84）高副符號第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析3-2 平面機(jī)構(gòu)的運動簡圖運動簡圖的定義、內(nèi)容、作用3.2.1 運動簡圖中運動副、一般構(gòu)件、常用機(jī)構(gòu)的表示方法3.2.2 3.2.2 繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖的步驟繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖的步驟1）分清機(jī)架、主動件；2）循著運動傳遞的路線；3）能充分反映機(jī)

4、構(gòu)的特性；4）確定比例尺，用規(guī)定的符號和線條繪制。 【例3-1】繪制圖0-1所示內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。解 內(nèi)燃機(jī)是由活塞2、連桿5、曲軸6與氣缸體1組成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；同曲軸固聯(lián)的齒輪10，同凸輪軸7固聯(lián)的齒輪9與氣虹體組成的齒輪機(jī)構(gòu)；凸輪7、進(jìn)氣閥頂桿8與氣缸體組成的凸輪機(jī)構(gòu)。氣缸體1作為固定件，是機(jī)架；燃?xì)馔苿酉碌幕钊?是原動件；其余構(gòu)件都是從動件。256110978 【例3-1】繪制圖0-1所示內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。各構(gòu)件之間的聯(lián)接方式如下：9和10齒輪嚙合，構(gòu)成高副；推桿8和氣缸體1之間構(gòu)成移動副；活塞2和氣缸體1之間構(gòu)成移動副。凸輪7（齒輪9）和氣缸體構(gòu)成轉(zhuǎn)動副；凸輪7和推桿8之間構(gòu)

5、成高副；曲軸（齒輪10）和氣缸體1之間構(gòu)成轉(zhuǎn)動副；256110978活塞連桿組氣環(huán)油環(huán)活塞銷活塞連桿體連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋活塞2和連桿5小頭，連桿5和曲軸6，構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。256110978 當(dāng)曲軸當(dāng)曲軸2 2繞其軸心繞其軸心O O連續(xù)轉(zhuǎn)動時，動顎板連續(xù)轉(zhuǎn)動時，動顎板3 3作往復(fù)作往復(fù)擺動，從而將處于動顎板擺動，從而將處于動顎板3 3和固定顎板和固定顎板6 6之間的礦石軋之間的礦石軋碎。試?yán)L制此碎礦機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。碎。試?yán)L制此碎礦機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。解：（1）運動分析 此碎礦機(jī)由原動件曲軸3、 動顎板4、擺桿5、 機(jī)架7等4個構(gòu)件組成， 固定顎板6 是固定安裝在機(jī)架上的。（2）曲軸3于機(jī)架7在

6、A點構(gòu)成轉(zhuǎn)動副（即飛輪的回轉(zhuǎn)中心）； 曲軸3與動顎板4也構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，其軸心在B點（即動顎板繞曲軸的回轉(zhuǎn)幾何中心）； 擺桿5分別與動顎板4和機(jī)架7在C、D兩點構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。（3）其運動傳遞為：電機(jī)、皮帶、曲軸、動顎板、擺桿。所以，其機(jī)構(gòu)原動件為曲軸，從動件為擺桿、構(gòu)件3、機(jī)架5共同構(gòu)成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。（4）按圖量取尺寸，選取合適的比例尺，確定A、B、C、D四個轉(zhuǎn)動副的位置，即可繪制出機(jī)構(gòu)運動簡圖。最后標(biāo)出原動件的轉(zhuǎn)動方向。由圖量取AB=3mm，BC=25mm，CD=14mm，AD=22mm. 低副構(gòu)件的表示方法 可以組成三個回轉(zhuǎn)副的構(gòu)件 繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖的要點： 分析機(jī)構(gòu)運動，找出機(jī)架、原動件與從動

7、件。 從原動件開始，按照運動的傳遞順序，分析各構(gòu)件之間相對運動的性質(zhì)，確定活動構(gòu)件數(shù)目、運動副的類型和數(shù)目。 合理選擇視圖平面，應(yīng)選擇能較好表示運動關(guān)系的平面為視圖平面。 選擇合適的比例， L=實際長度圖示長度 按比例定出各運動副之間的相對位置，用規(guī)定符號繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖。 各轉(zhuǎn)動中心標(biāo)以大寫的英文字母，各構(gòu)件標(biāo)阿拉伯字母，機(jī)構(gòu)的原動件以箭頭標(biāo)明。抽油機(jī)機(jī)械設(shè)計的一般程序市場調(diào)研可行性研究試制、試驗小批生產(chǎn)試銷投產(chǎn)階段 目標(biāo)設(shè)計任務(wù)書 定出最佳方案 裝配圖零件圖 樣機(jī)評價 考核工藝性 產(chǎn)品 及其它技術(shù)文件 改進(jìn) 收集用戶意見 銷售技術(shù)設(shè)計原理方案設(shè)計1、產(chǎn)品規(guī)劃2、方案設(shè)計 3、技術(shù)設(shè)計 4、

8、制造及試驗平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析能力目標(biāo)：1、將具體的機(jī)械抽象成簡單的運動學(xué)模型運動簡圖2、判定機(jī)構(gòu)是否具有確定的運動自由度計算第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析構(gòu)件的自由度：構(gòu)件相對于參考系具有的獨立運動參數(shù)的數(shù)目。3.1.2 自由度和運動副約束無約束下一個構(gòu)件的平面運動有三個自由度。運動副約束：兩個構(gòu)件以運動副連接后，相對運動受到的限制?；剞D(zhuǎn)副2個約束1個自由度移動副2個約束1個自由度高副1個約束2個自由度第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析3-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度一、機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件 因為一個原動件只能提供一個獨立運動參數(shù)，所以， 機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)等于機(jī)構(gòu)的

9、原動件數(shù)，既機(jī)構(gòu)有多少個自由度，就應(yīng)該給機(jī)構(gòu)多少個原動件。 自由度=原動件數(shù)二、計算機(jī)構(gòu)自由度 （設(shè)n個活動構(gòu)件，PL個低副，PH個高副） F=3n-2PL-PH12346545ABCD n=5 pL=6 ph=2 F=3n-(2pL+ph) =1AABCDEE原動件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度 四桿機(jī)構(gòu)的自由度計算n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1原動件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度例 二桿機(jī)構(gòu)的自由度計算n=1 pL=1 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1三桿自由度計算n=2 pL=3 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =0原動件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度（F=0，不是機(jī)構(gòu)是剛性桁架 ）凸輪機(jī)

10、構(gòu)自由度計算n=2 pL=2 ph=1F=3n-(2pL+ph)=1四桿機(jī)構(gòu)的自由度計算n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1原動件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度原動件數(shù)原動件數(shù) 機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)運動不確定（任意亂動）運動不確定（任意亂動）鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)n=4 pL=5 ph=0F=3n-(2pL+ph)=2五桿機(jī)構(gòu)2個原動件小結(jié)：運動鏈的自由度F 與原動件數(shù)目的關(guān)系：自由度F0 結(jié)構(gòu)（不是機(jī)構(gòu)）自由度F0 時，F(xiàn)原動件數(shù)目(運動不相容，破壞了機(jī)構(gòu)) F=原動件數(shù)目（運動確定) F原動件數(shù)目（運動不確定)機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件是機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件是：機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)等

11、于機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)，既機(jī)構(gòu)有多少個自由度，就應(yīng)該給機(jī)構(gòu)多少個原動件。三、計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題三、計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題 三、計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題三、計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題 1復(fù)合鉸鏈 三個或三個以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成共軸線轉(zhuǎn)動副的鉸鏈，我們稱為復(fù)合鉸鏈。若有m個構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈，則復(fù)合鉸鏈處的轉(zhuǎn)動副數(shù)應(yīng)為（m-1）個。 2個低副三、計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題三、計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題 2 2局部自由度局部自由度 機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件具有局部的、不影響其它構(gòu)件運動的自由度，同時與輸出運動無關(guān)的自由度我們稱為局部自由度。滾子作用：滑動摩擦 滾動摩擦三、計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)注

12、意的問題 左圖：n=2，PL=2，Ph1，F(xiàn)=3x2-2x2-1=1如右圖凸輪機(jī)構(gòu)認(rèn)為：n=3，PL=3，Ph1，F(xiàn)=3x3-2x3-1=2，是錯誤的。2 2局部自由度局部自由度 對于含有局部自由度的機(jī)構(gòu)在計算自由度時，不考慮局部自由度。局部自由度， “焊死”處理三、計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題 （3 3）虛約束：）虛約束： 在特殊的幾何條件下，有些約束所起的限制作用是重復(fù)的，這種不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。平行四邊形機(jī)構(gòu)在計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)將虛約束去除。平行四邊形機(jī)構(gòu)3 3、虛約束：、虛約束：虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：（1）兩連接構(gòu)件在連接點上的運動軌跡相重合，虛約束消除平行四邊

13、形運動不確定性3 3、虛約束：、虛約束：虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：（1）兩連接構(gòu)件在連接點上的運動軌跡相重合，（2）兩構(gòu)件某兩點間的距離始終不變，將此兩點用構(gòu)件和運動副連接會帶進(jìn)虛約束。n=3 pL=4 ph=0F=3n-(2pl+ph)=13 3、虛約束：、虛約束：虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：（1）兩連接構(gòu)件在連接點上的運動軌跡相重合，（2）兩構(gòu)件某兩點間的距離始終不變，將此兩點用構(gòu)件和運動副連接會帶進(jìn)虛約束。（3）兩構(gòu)件組成多個移動方向一致的運動副3 3、虛約束：、虛約束：虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：（1）兩連接構(gòu)件在連接點上的運動軌跡相重合，（2）兩構(gòu)件某兩點間的距離始終不

14、變，將此兩點用構(gòu)件和運動副連接會帶進(jìn)虛約束。（3）兩構(gòu)件組成多個移動方向一致的運動副 或兩構(gòu)件組成多個軸線重合的移動副虛約束增強(qiáng)支承剛度虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：（1）兩連接構(gòu)件在連接點上的運動軌跡相重合，（2）兩構(gòu)件某兩點間的距離始終不變，將此兩點用構(gòu)件和運動副連接會帶進(jìn)虛約束。（3）兩構(gòu)件組成多個移動方向一致的運動副 或兩構(gòu)件組成多個軸線重合的移動副（4）與運動無關(guān)的對稱部分，如多個行星輪虛約束改善受力平面機(jī)構(gòu)的自由度要點計算機(jī)構(gòu)自由度F=3n-2PL-PH （設(shè)n個活動構(gòu)件，PL個低副，PH個高副）機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件是：原動件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度1、若有m個構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈，2、不考慮局部自由度。（凸輪滾子及推桿彈簧）則復(fù)合鉸鏈處的轉(zhuǎn)動副數(shù)為（m-1）個。