機構(gòu)的組成及其具有確切運動的條件

機構(gòu)的組成及其具有確切運動的條件第1頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

機構(gòu)是由運動副連接且具有確定相對運動的許多構(gòu)件的組合體。其其主要功能是傳遞運動或改變運動的方向、大小和形式。一般機械中的機構(gòu)，如平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、帶傳動機構(gòu)等稱為常用機構(gòu)。所有構(gòu)件構(gòu)件都在相互平行的的平面內(nèi)運動的機構(gòu)稱為平面機構(gòu)，

第2頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月機構(gòu)的組成要素及構(gòu)件類型平面機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖平面機構(gòu)具有確切運動的條件第3頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月一、機構(gòu)的組成要素及構(gòu)件類型組成機構(gòu)的基本要素是構(gòu)件和運動副。（一）構(gòu)件獨立影響機械功能并能獨立運動的單元體稱為構(gòu)件。（二）運動副1、運動副及構(gòu)件自由度概念機構(gòu)是有若干個構(gòu)件組成的。機構(gòu)是有若干個構(gòu)件組成的。構(gòu)件之間都以某種方式相互聯(lián)接。這種使兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運動的連接稱為運動副?？赡艹霈F(xiàn)的獨立運動稱為構(gòu)件的自由度。一個作平面運動的自由構(gòu)件(1、2、3)具有三個自由度。一個作空間運動的自由構(gòu)件具有六個自由度。第4頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2、運動副分類運動副的形式很多，但都是通過點、線或面的接觸來實現(xiàn)的。按照不同的接觸特性，通常把運動副分為低副和高副兩大類。低副兩構(gòu)件通過面接觸組成的運動副稱為低副。（具有制造簡便、耐磨損和承載力強等特點）平面機構(gòu)中的低副有轉(zhuǎn)動副和移動副兩種。第5頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）轉(zhuǎn)動副（鉸鏈）組成運動副的兩構(gòu)件之間只能繞同一軸線作相對轉(zhuǎn)動。如圖2-2所示。若兩構(gòu)件中有一個是固定的（如圖2-2a中的構(gòu)件2），則稱為固定鉸鏈。若兩構(gòu)件都不是固定的（如圖2-2b中的構(gòu)件1和2），則稱為活動鉸鏈。（2）移動副

組成運動副的兩構(gòu)件只能沿某一軸線作相對移動。圖2-2圖2-3第6頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月高副兩構(gòu)件通過點或線接觸組成的運動副稱為高副（1、2、3、）。如圖2-4a、b所示的凸輪1與從動件2、齒輪1與齒輪2分別在其接觸處A組成高副。組成平面高副的二構(gòu)件相對運動可以是在平面內(nèi)的相對轉(zhuǎn)動和沿接觸處t—t方向的相對移動。

圖2-4圖2-5在機械中還常采用圖2-5a所示的球面副和2-5b所示的螺旋副。為空間運動副。第7頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）機構(gòu)及其構(gòu)件類型和機構(gòu)的自由度在有若干個構(gòu)件通過運動副所構(gòu)成的構(gòu)件系統(tǒng)中，若將一個構(gòu)件固定，則如果當(dāng)一個獲幾個構(gòu)件按給定的運動規(guī)律獨立運動時，其他構(gòu)件便隨之作確定的運動，那么這個構(gòu)件系統(tǒng)就成為了機構(gòu)，可以傳遞運動和力。機構(gòu)中的構(gòu)件按其運動性質(zhì)可分為三類：（1）固定件（機架）用來支撐活動構(gòu)件的構(gòu)件。在分析機構(gòu)中活動構(gòu)件的運動時，常以固定件作為參考坐標(biāo)系。（2）原動件是運動規(guī)律已知的活動構(gòu)件。它的運動是由外界輸入的，故又稱為輸入構(gòu)件。（3）從動件是機構(gòu)中隨著原動件運動而運動的其他活動構(gòu)件。任何一個機構(gòu)中，總有一個構(gòu)件被相對地看作固定件。在機構(gòu)的活動構(gòu)件中，必須有一個或幾個原動構(gòu)件，其余都是從動件。機構(gòu)中各構(gòu)件相對于機架的所能有的獨立運動的數(shù)目稱為機構(gòu)的自由度。第8頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月二、平面機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖（一）機構(gòu)運動簡圖的定義在研究機構(gòu)的運動時，可以不考慮那些與運動無關(guān)的因素。而用簡單的線條和符號來代表構(gòu)件和運動副，如表2-1所示。第9頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月表2-1一般構(gòu)件的表示方法

桿、軸構(gòu)件固定構(gòu)件同一構(gòu)件第10頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月三副構(gòu)件兩副構(gòu)件一般構(gòu)件的表示方法

第11頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月常用運動副的符號運動副名稱運動副符號兩運動構(gòu)件構(gòu)成的運動副轉(zhuǎn)動副移動副12121212121212121212121212兩構(gòu)件之一為固定時的運動副122121平面運動副第12頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月平面高副螺旋副21121221211212球面副球銷副121212空間運動副121212第13頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月用簡單的線條和符號表示機構(gòu)各構(gòu)件間相對運動關(guān)系，并按一定的比例確定各運動副的相對位置的圖形稱為機構(gòu)運動簡圖。如圖2-6、2-7。2-6圖2-7機構(gòu)運動簡圖不僅能表示出機構(gòu)的傳動原理，而且還可以用圖解法求出機構(gòu)上各有關(guān)點的運動特性（位移、速度和加速度）。它是一種在分析和設(shè)計機構(gòu)時表示機構(gòu)的簡便而又科學(xué)的方法。第14頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月常用機構(gòu)運動簡圖符號在機架上的電機齒輪齒條傳動帶傳動圓錐齒輪傳動第15頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月鏈傳動圓柱蝸桿蝸輪傳動凸輪傳動外嚙合圓柱齒輪傳動第16頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月機構(gòu)運動簡圖應(yīng)滿足的條件：

1.構(gòu)件數(shù)目與實際相同

2.運動副的性質(zhì)、數(shù)目與實際相符

3.運動副之間的相對位置以及構(gòu)件尺寸與實際機構(gòu)成比例。棘輪機構(gòu)內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動第17頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）機構(gòu)運動簡圖的繪制繪制機構(gòu)運動簡圖的步驟如下：1、分析機構(gòu)的工作情況、結(jié)構(gòu)組成和運動吹安迪情況，找出機構(gòu)的機架、原動件及工作執(zhí)行機構(gòu)，查明運動傳動路線，確定構(gòu)件數(shù)。2、沿著運動傳遞路線，逐一分析每兩個構(gòu)件之間相對運動的性質(zhì)，確定運動副的類型和數(shù)目。3、合理選擇運動簡圖的視圖平面，一般選擇平行于多數(shù)構(gòu)件運動的平面作為視圖平面。4、按適當(dāng)比例尺，定出各運動副的相對位置，并用各運動副的代表符號和常用機構(gòu)運動簡圖等繪制機構(gòu)運動簡圖。第18頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月DCBA1432繪制圖示鱷式破碎機的運動簡圖。第19頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月三、平面機構(gòu)具有確定運動的條件（一）平面機構(gòu)自由度計算公式機構(gòu)的自由度也就是機構(gòu)所具有的獨立運動的個數(shù)。平面機構(gòu)中的每個活動構(gòu)件，在未用運動副聯(lián)接起來以前，都具有三個自由度。當(dāng)兩個構(gòu)件組成運動副之后，它們的運動就受到約束，自由度即相應(yīng)減少。而自由度減少的個數(shù)，與引入的運動副種類有關(guān)。

a（轉(zhuǎn)動副）b（移動副）（高副）圖2-8圖2-9在平面機構(gòu)中，每個低副使機構(gòu)失去兩個自由度，每個高副使機構(gòu)失去一個自由度。第20頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)平面機構(gòu)共有K個構(gòu)件，其中有n個活動構(gòu)件。若機構(gòu)中低副的數(shù)目為pL個，高副的數(shù)目為pH個。該機構(gòu)的自由度F計算公式為F=3n-2pL-pH1）復(fù)合鉸鏈——兩個以上的構(gòu)件在同一處以低副相聯(lián)。計算：n個構(gòu)件,有n－1轉(zhuǎn)動副。2）局部自由度的概念定義：機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的局部的、不影響其他構(gòu)件運動的自由度稱為局部自由度。3)虛約束在機構(gòu)中，有些運動副引入的約束是重復(fù)的，這些重復(fù)的約束對機構(gòu)的運動實際上不起限制作用，稱之為虛約束。例題一計算圖2-6所示內(nèi)燃機中曲柄連桿機構(gòu)的自由度。

F=3n-2