机械原理教学PPT 机构的结构分析.ppt
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1、,第二章 机构的结构分析,2-1 机构结构分析的内容及目的,2-2 机构的组成,2-3 机构运动简图,2-4 机构具有确定运动的条件,2-5 机构自由度的计算,2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项,2-7 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析,返回,2-1 机构结构分析的内容及目的,主要内容及目的是:,研究机构的组成及机构运动简图的画法;了解机构具有确定运动的条件;研究机构的组成原理及结构分类。,2-2 机构的组成,1构件,构件的自由度,构件的定义:独立运动单元,自由度的定义:独立运动参数的个数或描述构件位置和姿态所需的独立坐标数。,构件自由度数目,平面运动构件:3个自由度。,空间运动构
2、件:6个自由度。,2 运动副,运动副定义,两个构件直接接触组成的可动联接。,运动副元素,构件上参与接触的几何元素。,运动副作用,提供约束。,例如:球面副保留3个相对运动:x、y、z提供3个约束:sx、sy、sz,约束的定义,对运动所加的限制。,运动副的分类,(2)按相对运动形式:,(1)按接触形式:,平面副:保留的相对运动为平面运动。,空间副:保留的相对运动为空间运动。,转动副:只保留的1个相对转动自由度。,移动副:只保留的1个相对移动自由度。,(3)按提供的约束数:,1级副、2级副、3级副、4级副、5级副。,(4)按运动副元素:,圆柱副、球面副、球销副、螺旋副球面与平面副、球面与圆柱副、圆柱
3、与平面副。,平面运动副的分类,(1)平面低副:转动副、移动副,空间5级副。,(2)平面高副:例如齿轮副、凸轮副,空间4级副。,提示:1个平面运动构件有3个自由度。,1个平面低副引入2个约束,平面2级副。,1个平面高副引入1个约束,平面1级副。,3.运动链,运动链的定义:两个以上构件用运动副联接而成的系统。,运动链的分类,闭式运动链(闭链):运动链是封闭图形。,开式运动链(开链):运动链是开放图形。,4.运动链成为机构的2个条件,(1)选定某一构件为机架;,(2)选定1个或几个构件为原动件,使运动确定。,从动件其余可动构件。,输出构件运动、动力输出的构件。,机架相对固定的构件。,原动件运动规律已
4、知的构件。,术语,连架杆与机架相联的构件。,1 机构运动简图,机构运动简图:用以说明机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形。,2-3 机构运动简图的绘制(了解),画构件时应忽略构件的实际外形,只考虑构件尺寸(即运动副之间的尺寸)和运动副的性质。,机构示意图:不按比例绘制的简图;,术语,机构运动简图:按精确比例绘制的简图。,构件的表示方法简单线条和几何图形,常见运动副符号的表示:国标GB446084,常用机构运动简图符号,【例1】绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图。,1.颚式破碎机,2 机构运动简图的绘制,绘制方法及步骤:,(1)搞清机械的构造及运动情况,沿着运动传递路线,查明组成机构的构件数目
5、、运动副的类别及其位置;,(2)选定视图平面;,(3)选适当比例尺,作出各运动副的相对位置,再画出各运动副和机构的符号,最后用简单线条连接,即得机构运动简图。,A,B,E,D,C,F,G,【例2】绘制图示偏心泵的运动简图。,偏心泵,【解】,2-4 机构具有确定运动的条件(重点),一个机构在什么条件下才能实现确定的运动呢?,两个例子,铰链四杆机构,铰链五杆机构,若给定机构一个独立运动,,运动完全确定;,若给定机构两个独立运动,,最薄弱环节损坏。,若给定机构一个独立运动,,运动不确定;,若给定机构两个独立运动,,运动完全确定。,机构的自由度 机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目,其数目
6、用F表示。,结论 机构具有确定运动的条件是:机构的原动件数目应等于机构的自由度数目F。,如果原动件数F,如果原动件数F,则机构的运动将不确定;,则会导致机构最薄弱环节的损坏。,结论:机构具有确定运动的条件是:机构原动件数目应等于机构的自由度的数目F。,知识回顾,1个平面运动构件有3个自由度。,1个低副(转动副移动副)引入2 个约束。,1个高副引入 1 个约束。,2-5 机构自由度的计算,F=1,33,24,F=1,4,3,【引例】,设:,平面机构自由度的计算公式,F=3n-2PL-PH,有 n 个活动构件,,PL个低副,,PH个高副,,则,【例3】计算铰链五杆机构的自由度。,【解】n=,4,P
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