机械原理2机构的组成和结构.ppt
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1、第2章 机构的结构分析本章内容:2.1 机构的组成2.2 机构运动简图绘制2.3 机构具有确定运动的条件及自由度计算2.4 机构组成原理和结构分析,2.1 机构的组成,2.1.1 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。,空间运动构件:6个自由度。,2.1.2 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
2、。,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。,1个平面高副引入1个。,2.1.3 运动链,运动
3、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。,2.1.4 机构,(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。,原动件运动规律已知的构件。,术语,连架杆与机架相联的构件。,运动链成为机构的2个条件,2.2.1 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。,2.2 机构运动简图的绘制,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。
4、,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2-1】绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图。,1.颚式破碎机,2.2.2 机构运动简图的绘制,A,B,E,D,C,F,G,1,2,3,4,5,6,【例2-2】绘制图示偏心泵的运动简图。,偏心泵,【解】,2.3 机构具有确定运动的条件及自由度计算(重点),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。,机构的自由度计算,F=1,33,24,F=1,4,3
5、,【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2-3】计算铰链五杆机构的自由度。,【解】n=,4,PL=,5,F=3n-2PL-PH,PH=,0,F=2,=34-25-0,=2,F=0:静定桁架,F=-1:超静定桁架,结论:F0,机构可动。,F=1运动链给定1个原动件:,F=1运动链给定2个原动件:,运动确定。,损坏构件。,F=2机构给定1个原动件:,F=2机构给定2个原动件:,运动不确定。,运动确定。,1.3.2 机构具有确定运动的条件,原动件数=F0,1,【例2-4】计算火车轮机构的自由度,【解】,n=,6,P
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