第二章 平面机构的结构分析教材课件.ppt
《第二章 平面机构的结构分析教材课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二章 平面机构的结构分析教材课件.ppt(95页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第二章 平面机构的结构分析,第二章 平面机构的结构分析,第二章 平面机构的结构分析,参考文献,张策主编,机械原理与机械设计(上册),机械工业出版社,2004黄锡恺等,机械原理,高等教育出版社,1997其他机械原理的相关书籍,第二章 平面机构的结构分析,本章重点,构件、运动副、机构、自由度、约束等概念。机构具有确定运动的条件。平面机构自由度的计算。 注:本章只研究平面机构的结构分析。,第二章 平面机构的结构分析,主要内容,第一节 概述第二节 运动副及其分类第三节 平面机构的运动简图第四节 平面机构的自由度第五节 平面机构的组成原理和结构分析,第二章 平面机构的结构分析,机器、机构、构件和零件,机
2、器(machine):是根据某种使用要求而设计的机械系统,可以完成有用的机械功(如改变工作物的外形及空间位置等)或转化机械能。分类机器具有以下几个共同特征:(1)机器是构件组合体;(2)构件之间都具有确定的相对运动;(3)能完成有用的机械功或转换机械能。,内燃机,飞机发动机,牛头刨床,第一节 概述,第二章 平面机构的结构分析,机器大致分为以下两大类,工作机 利用机械能来完成有用功的机器。如各种机床、轧钢机、纺织机、印刷机、包装机、仪表.等。 原动机 利用化学能、电能、水力、风力、. 等能量转换为机械能的机器。如内燃机、电动机、涡轮机、.等。,第二章 平面机构的结构分析,机构是传递运动和力或者导
3、引构件上的点按给定轨迹运动(改变运动形式)的机械装置。它具有机器的前两个特征。常见的机构有齿轮机构、凸轮机构、连杆机构等。机构则是机器的运动部分,机构在机器中仅仅起着运动与力传递和运动形式转换的作用。机构具有确定的运动。,仪表机构,机械手腕,内燃机,机器和机构,第二章 平面机构的结构分析,各种机构,平面连杆机构 齿轮机构 轮系 不完全齿轮 棘轮机构 组合机构,机器人机构 凸轮机构螺旋机构 空间连杆机构 槽轮机构 不完全摆线针轮,其他:1 2 34 5 6 7 8,第二章 平面机构的结构分析,构件(link)和零件(part),组成机构的每一个独立运动单元体称为构件。机器中的构件可以是单一的零件
4、(如齿轮),也可以由若干个零件刚性连接而成(如连杆,它是由连杆体、连杆头、螺栓屈母及垫圈等零件装配成的刚性体)。构件是机器中运动的最小单元。构件和零件Part是两个不同的概念,构件是运动单元,而零件是制造单元。机构是两个以上的构件相互可动联接的构件系统。各构件间必须具有确定的相对运动。即机构具有确定的运动。,内燃机,独立的运动单元,独立的制造单元,运动副,曲柄滑块机构,第二章 平面机构的结构分析,由四个杆件组成的装置,当以杆件1为原动件,并做给定的独立运动,杆件2,3随之作确定的运动。该四个杆件组成一个机构。,原动件或输入构件 从动件、输出构件或执行构件,第二章 平面机构的结构分析,由五个杆件
5、组成的装置,当以杆件1为原动件,并作给定的独立运动,杆件2,3,4的运动不确定。此种情况下,该五个杆件的组合不能称为机构。,第二章 平面机构的结构分析,研究机构的目的探讨机构运动的可能性及具有确定运动的条件;将机构进行分类,并建立相应的运动和动力分析的一般方法;正确绘制机构运动简图;熟悉构件组成机构的规律,了解机构的组成原理。,第二章 平面机构的结构分析,典型机器分析1. 单缸四冲程内燃机,内燃机,3进气阀、,1气缸体、,2活塞、,9小齿轮、,6曲轴、,5连杆、,4排气阀、,8气门挺杆、,10大齿轮、,7凸轮、,主要构成,第二章 平面机构的结构分析,典型机器分析1. 单缸四冲程内燃机,工作原理
6、1. 活塞下行,进气阀开启,排气阀关闭,混合气体进入气缸;2. 活塞上行,进、排气阀关闭,混合气体被压缩,在顶部点火燃烧;3. 高压燃烧气体推动活塞下行;4. 活塞上行,排气阀开启,废气体被排出汽缸。,进气,压缩,爆炸,排气,FLASH动画,第二章 平面机构的结构分析,缸体,活塞,连杆,曲轴,曲柄滑块机构,齿轮系,凸轮机构,第二章 平面机构的结构分析,内燃机的机构组成曲柄滑块机构(Slider-crank mechanism),凸轮机构(Cam mechanism),齿轮机构(Gears),实现移动与转动之间的运动转换,启闭进气阀、排气阀。,保证进气阀、排气阀和活塞之间的协调动作。,机构具有确
7、定的运动。,第二章 平面机构的结构分析,零件连杆体1、连杆头2、轴套3、轴瓦4和5、螺杆6、螺母7、开口销8,构件连杆,第二章 平面机构的结构分析,仪表机构,平面连杆机构,第二章 平面机构的结构分析,第二节 运动副及其分类,运动副:机构中使两构件直接接触,并能产生一定相对运动的联接。,转动副(点或者面接触),齿轮副(点或者线接触),移动副(面接触),第二章 平面机构的结构分析,运动副要素 构成运动副的点、线、面。 运动副要素的几何形状决定了两构件的相对运动形式。运动副分类 根据相对运动是平面的还是空间的,可分为平面( Planar )运动副和空间( Spatial )运动副。 本书主要讨论平面
8、运动副。,空间运动副:螺旋副,第二章 平面机构的结构分析,自由度 构件所具有的独立运动数目。约束 运动副对构件间的相对运动自由度所施加的限制. 例如:1 2 3,第二章 平面机构的结构分析,一个完全独立的刚体在空间直角坐标系下的自由度(Degree of freedom, Mobility)为sx,sy,sz,x,y,z ,即自由度数 f 6。,平面运动刚体的自由度为sx,sy,z,即自由度数 f 3。,刚体的自由度,第二章 平面机构的结构分析,约束:观察图示两构件组成的圆柱副(Cylindric pair):空间副,两构件保留的相对运动sz和z,即自由度数 f 2。两构件之间受限制的相对运动
9、sx,sy ,x和y,即约束数 s 4。,思考:若上题为平面副,自由度为多少?,第二章 平面机构的结构分析,平面运动副的分类:低副:两构件之间以面接触的运动副。 转动副 移动副 具有两个约束。高副:两构件之间以点或线接触的运动副。 具有一个约束。平面运动副的约束数为1 s 2。,运动链、机构,思考:平面副的约束数能大于2么?,第二章 平面机构的结构分析,平面运动副的约束,平面运动副无非是三种形式:(1)约束两个相对移动而保留相对转动(2个约束)转动副 (2)约束一个相对转动和一个相对移动而保留一个相对移动;(2个约束)移动副(3)约束一个相对移动而保留一个相对转动和一个相对移动。(1个约束)齿
10、轮副其它是不可能的:例如:约束一个相对转动而保留两个独立相对移动的运动副是不可能存在的。,第二章 平面机构的结构分析,平面低副,转动副(曲面接触),移动副(平面接触),第二章 平面机构的结构分析,平面高副,凸轮高副(点接触),齿轮高副(线接触),第二章 平面机构的结构分析,第三节 平面机构的运动简图,机构运动简图 表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形(用简单的线条和符号代表构件和运动副,并按一定比例表示各运动副间的相对位置)。 不按比例绘制的简图称为机构示意图。 注意:机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性!,第二章 平面机构的结构分析,机构运动简图的绘制分析机械的结构和工作原理,沿着
11、运动传递路线,找出原动件、从动件及机架。确定构件数,运动副的数目、类型和相对位置。选择构件的运动平面作为简图的投影面。选择适当的长度比例尺,确定运动副的位置,并用构件和运动副的符号绘出机构的运动简图。,第二章 平面机构的结构分析,常用平面运动副表示法GB4460/T-1984,第二章 平面机构的结构分析,第二章 平面机构的结构分析,例:油泵机构 1圆盘 2柱塞 3 摇块 4机架,A,B,C,1,2,3,例题二,例题三,例题一,4,Flash 1,Flash 2,注意比例关系!,第二章 平面机构的结构分析,例题一:绘制图示颚式破碎机的机构运动简图,第二章 平面机构的结构分析,例题二:绘制图示偏心
12、轮传动机构的运动简图,第二章 平面机构的结构分析,第二章 平面机构的结构分析,第二章 平面机构的结构分析,第二章 平面机构的结构分析,例题三:图示为一冲床。绕固定中心A转动的菱形盘1为原动件,与滑块2在B点铰接,滑块2推动拨叉3绕固定轴C转动,拨叉3与圆盘4为同一构件,当圆盘4转动时,通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图。,第二章 平面机构的结构分析,第四节 平面机构的自由度,运动链若干个构件通过运动副联接而成的相对可动的系统。闭式链 每个构件至少两个运动副; 首末封闭的系统开式链 有的构件只包含一个运动副; 未构成首末封闭的系统 相对不可动 桁架!,第二章 平面机构的结构分析
13、,机构机架:固定构件;一般相对地面固定不动。原动件:按给定已知运动规律独立运动的构件(一个或几个);常以转向箭头表示。从动件:其余活动构件;其运动规律取决于原动件的运动规律、机构结构和构件尺寸。,返回,第二章 平面机构的结构分析,运动链成为机构的条件,机构,第二章 平面机构的结构分析,机构自由度 机构中各构件相对于机架的所具有的独立运动的数目。它与构件总数、运动副类型和数量有关。 以铰链四杆机构为例。 故机构自由度为活动构件自由度的总数与运动副引入的约束总数之差: F=3n-2PL-PH,第二章 平面机构的结构分析,机构具有确定运动的条件 观察: 1)自由度等于1,铰链四杆机构 2)自由度等于
14、2,铰链五杆机构 3)自由度小于等于0,桁架 结论: 当F0时,构件间不可能有相对运动。 当F0时,原动件数F,机构遭破坏; 原动件数F,机构运动不确定; 原动件数F,机构有确定的运动。 举例:牛头刨床,第二章 平面机构的结构分析,计算机构自由度时应注意的事项? 复合铰链 同一轴线上有两个以上的构件用转动副联接时,则形成复合铰链。局部自由度 有些机构中,某些构件所产生的局部运动,并不影响其他构件的运动。这些局部运动的自由度称为局部自由度。虚约束 机构中,有些运动副引入的约束可能与其它运动副的约束重复,因而实际并无约束作用,这类约束为虚约束。,第二章 平面机构的结构分析,计算机构自由度应注意的事
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第二章 平面机构的结构分析教材课件 第二 平面 机构 结构 分析 教材 课件

链接地址:https://www.31ppt.com/p-1526647.html