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文档简介

1、甘肃工业大学专用,名词术语解释: 1.构件 独立的运动单元,内燃机中的连杆,运动副及其分类,内燃机连杆,零件 独立的制造单元,甘肃工业大学专用,2.运动副,a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动,运动副元素直接接触的部分(点、线、面) 例如:滚子凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。,定义:运动副两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。,三个条件,缺一不可,甘肃工业大学专用,运动副的分类: 1)按引入的约束数分有:,III级副,I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。,甘肃工业大学专用,2)按相对运动范围分有: 平面运动副平面运动,平面机构全部由平面运动副组成的机构。,IV级

2、副,例如:球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。,空间运动副空间运动,V级副1,V级副2,V级副3,空间机构至少含有一个空间运动副的机构。,甘肃工业大学专用,3)按运动副元素分有: 高副点、线接触,应力高。,低副面接触,应力低,例如:滚动副、凸轮副、齿轮副等。,例如:转动副(回转副)、移动副 。,甘肃工业大学专用,常见运动副符号的表示: 国标GB446084,甘肃工业大学专用,常用运动副的符号,运动副 名称,运动副符号,两运动构件构成的运动副,转动副,移动副,两构件之一为固定时的运动副,平面运动副,甘肃工业大学专用,平面高副,螺旋副,空间运动副,甘肃工业大学专用,构件的表示方法:,甘肃工业大学专用

3、,一般构件的表示方法,杆、轴构件,固定构件,同一构件,甘肃工业大学专用,三副构件,两副构件,一般构件的表示方法,甘肃工业大学专用,运动链两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。,注意事项:,画构件时应撇开构件的实际外形,而只考虑运动副的性质。,闭式链、开式链,3. 运动链,甘肃工业大学专用,4. 机构,定义:具有确定运动的运动链称为机构 。,机架作为参考系的构件,如机床床身、车辆底盘、飞机机身。,机构的组成: 机构机架原动件从动件,机构是由若干构件经运动副联接而成的,很显然,机构归属于运动链,那么,运动链在什么条件下就能称为机构呢?即各部分运动确定。分别用四杆机构和五杆机构模型演示得出如下

4、结论: 在运动链中,如果以某一个构件作为参考坐标系,当其中另一个(或少数几个)构件相对于该坐标系按给定的运动规律运动时,其余所有的构件都能得到确定的运动,那么,该运动链便成为机构。,原(主)动件按给定运动规律运动的构件。 从动件其余可动构件。,甘肃工业大学专用,平面机构运动简图,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。,作用: 1.表示机构的结构和运动情况。,机动示意图不按比例绘制的简图 现摘录了部分GB446084机构示意图如下表。,2.作为运动分析和动力分析的依据。,甘肃工业大学专用,常用机构运动简图符号,甘肃工业大学专用,甘肃工业大学专用,机构运动简图应满足的条件

5、: 1.构件数目与实际相同,2.运动副的性质、数目与实际相符,3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构 成比例。,甘肃工业大学专用,绘制机构运动简图,顺口溜:先两头,后中间, 从头至尾走一遍, 数数构件是多少, 再看它们怎相联。,步骤: 1.运转机械,搞清楚运动副的性质、数目和构件数目;,4.检验机构是否满足运动确定的条件。,2.测量各运动副之间的尺寸,选投影面(运动平面), 绘制示意图。,3.按比例绘制运动简图。 简图比例尺: l =实际尺寸 m / 图上长度mm,思路:先定原动部分和工作部分(一般位于传动线路末端),弄清运动传递路线,确定构件数目及运动副的类型,并用符号表示出来。,举

6、例:绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图。,甘肃工业大学专用,绘制图示鳄式破碎机的运动简图。,甘肃工业大学专用,绘制图示偏心泵的运动简图,偏心泵,甘肃工业大学专用,计算曲柄滑块机构的自由度。,解:活动构件数n=,3,低副数PL=,4,F=3n 2PL PH =33 24 =1,高副数PH=,0,甘肃工业大学专用,计算五杆铰链机构的自由度,解:活动构件数n=,4,低副数PL=,5,F=3n 2PL PH =34 25 =2,高副数PH=,0,甘肃工业大学专用,计算图示凸轮机构的自由度。,解:活动构件数n=,2,低副数PL=,2,F=3n 2PL PH =32 221 =1,高副数PH=,1,甘肃工业

7、大学专用,二、计算平面机构自由度的注意事项,计算图示圆盘锯机构的自由度。,解:活动构件数n=,7,低副数PL=,6,F=3n 2PL PH,高副数PH=0,=37 26 0,=9,计算结果肯定不对!,甘肃工业大学专用,1.复合铰链 两个以上的构件在同一处以转动副相联。,计算:m个构件,有m1转动副。,两个低副,甘肃工业大学专用,上例:在B、C、D、E四处应各有 2 个运动副。,计算图示圆盘锯机构的自由度。,解:活动构件数n=7,低副数PL=,10,F=3n 2PL PH =37 2100 =1,可以证明:F点的轨迹为一直线。,圆盘锯机构,甘肃工业大学专用,计算图示两种凸轮机构的自由度。,解:n

8、=,3,,PL=,3,,F=3n 2PL PH =33 23 1 =2,PH=1,对于右边的机构,有: F=32 22 1=1,事实上,两个机构的运动相同,且F=1,甘肃工业大学专用,2.局部自由度,F=3n 2PL PH FP =33 23 1 1 =1,本例中局部自由度 FP=1,或计算时去掉滚子和铰链: F=32 22 1 =1,定义:构件局部运动所产生的自由度。,出现在加装滚子的场合,计算时应去掉Fp。,滚子的作用:滑动摩擦滚动摩擦。,甘肃工业大学专用,解:n=,4,,PL=,6,,F=3n 2PL PH =34 26 =0,PH=0,3.虚约束 对机构的运动实际不起作用的约束。 计算

9、自由度时应去掉虚约束。, FEAB CD ,故增加构件4前后E点的轨迹都是圆弧,。 增加的约束不起作用,应去掉构件4。,甘肃工业大学专用,重新计算:n=3, PL=4, PH=0,F=3n 2PL PH =33 24 =1,特别注意:此例存在虚约束的几何条件是:,1,2,3,4,A,B,C,D,E,F,甘肃工业大学专用,出现虚约束的场合: 1.两构件联接前后,联接点的轨迹重合,,2.两构件构成多个移动副,且导路平行。,如平行四边形机构,火车轮,椭圆仪等。(需要证明),甘肃工业大学专用,4.运动时,两构件上的两点距离始终不变。,3.两构件构成多个转动副,且同轴。,5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。,甘肃工业大学专用,6.两构件构成高副,两处接触,且法线重合。,如等宽凸轮,注意: 法线不重合时,变成实际约束!,甘肃工业大学专用,虚约束的作用: 改善构件的受力情况,如多个行星轮。,增加机构的刚度,如轴与轴承、机床导轨。,使机构运动顺利,避免运动不确定,如车轮。,注意:各种出现虚约束的场合都是有条件的 !,甘肃工业大学专用,计算图示大筛机构的自由度。,位置C ,2个低副,复合铰链:,局部自由度,1个,虚约束,E,n=,7,PL =,9,PH

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