讲机构中构件的分类及组成

./第六页：机构是机器的重要组成部分,机构的主要作用之一是传递和转换运动。为了便于分析和研究机构,常用机构运动简图来表示。根据组成机构的各构件间的相对运动是平面运动还是空间运动,可以把机构分为平面机构和空间机构两类,其中平面机构在生产实际中得到特别广泛的运用。本章主要介绍平面机构运动简图的画法及平面机构自由度的计算。第八页：机构中构件的分类及组成组成机构的构件通常可分为三类：〔1固定构件〔机架机构中固结于定参考系的构件称为固定构件。它用来支承机构中的可动构件〔机构中可相对于机架运动的构件。如图0.2中的定鄂6就是固定构件。〔2主动件〔原动件机构中作用有驱动力或力矩的构件,或运动规律已知的构件称为主动件或原动件。它是机构中输入运动或动力的构件,又称为输入构件,如图0.3中的活塞3。〔3从动件机构中除了主动件外,随主动件的运动而运动的其余可动构件均称为从动件。如图0.3中的连杆2和曲轴1等都是从动件。由上所述,机构可由机架、主动件和从动件系统〔除机架与原动件外的所有从动件所组成。从动件的运动规律决定于原动件的运动规律和机构的结构。第九页：机构运动简图定义在对机构进行运动分析和作运动设计时,都需要运用机构运动简图。由于机构各部分的运动,是由其原动件的运动规律、该机构中各运动副的类型〔例如,是高副还是低副,是转动副还是移动副等和机构的运动尺寸〔确定各运动副相对位置的尺寸来决定的,而与构件的外形〔高副机构的轮廓形状除外、横截面尺寸、组成构件的零件数目以及固联方式等无关,所以,只要根据机构的运动尺寸,按照一定的比例尺定出各运动副的位置,就可以用运动副的代表符号及国家标准规定的常用机构运动简图的符号〔表1.1和简单线条〔表1.2列出了用简单线条表示一般构件的方法将机构的运动情况表示出来。这种用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置,并能完全反映机构特征的图形就称为机构运动简图。〔此处增加一小节在实践中,有时只需要表明机构中运动的传递情况和构造特征,而不要求研究机构的真实运动情况,此时不必严格按比例确定机构中运动副的相对位置,由此而得到的图形称为机构简图或机构示意图。机构运动简图绘制表1.1包括常用运动副的代表符号,画有斜线的构件为机架〔固定构件。转动副中如果回转轴线与图面垂直,就应该用图a的方式表示,如果回转轴线与图面不垂直就用b的方式表示。表示转动副的圆圈,其圆心必须与回转轴线重合。第十页：<1>分析机构的组成,找出机构中的机架、主动件、从动件。<2>从主动件开始,顺着运动传递路线,依次分析各构件间相对运动的情况,确定出构件数目、运动副的类型及数目。<3>测量运动副间的相对位置,根据图纸幅面和构件实际尺寸选择适当的绘图比例。<4>选择视图平面,用规定的符号和线条画出机构中的所有运动副及构件,所得到的图形即为机构运动简图。第十一页：例1.1试绘制图0.3所示单缸燃机的机构运动简图。解<1>分析机构的组成,确定机架、主动件、从动件。由图0.3可知,壳体和汽缸体是一个整体,在燃机中起机架的作用,汽缸的活塞3是主动件,连杆2、曲轴1和与之相固连的齿轮8、齿轮7和与之相固连的凸轮6、顶杆5是从动件。该机构共有六个独立构件。<2>按运动传递路线和相对运动的性质确定运动副类型及数量该机构的运动由活塞3输入,活塞在汽缸作相对移动,所以活塞3与汽缸<即机架>4组成移动副；活塞的运动直接传到与之连接的连杆2上,连杆相对活塞作转动,所以活塞3与连杆2组成转动副。连杆2又将运动传到曲轴1,连杆和曲轴之间也是相对转动,则连杆2与曲轴1组成转动副；曲轴1和与之相固连的齿轮8是一个整体,在壳体4中作相对转动,因此曲轴1与机架4也组成转动副。运动经齿轮8传递给齿轮7,齿轮7与齿轮8之间是线接触,二者组成高副；齿轮7在壳体4中作相对转动,所以齿轮7与机架4组成转动副；同时,齿轮7与凸轮6固连成一个整体,运动由凸轮6传到顶杆5,凸轮6与顶杆5之间是线接触,二者也组成高副；顶杆5在机架4中作直线上下移动,所以二者组成一个移动副。综上分析,在燃机主运动机构中有2个移动副、4个转动副、2个高副共8个运动副。<3>测量运动副之间的相对位置。<4>选择视图平面和比例尺,用规定符号和线条画出机构运动简图。根据测量所得出的运动特征尺寸和图纸幅面的大小选定适当的绘图比例。用规定符号和线条画出所有构件和运动副,即可得燃机主运动机构的机构运动简图如图1.7,图中标有箭头的构件3表示该构件是主动件。第十二页：〔1由此可见,无相对运动或者是无规则乱动的构件组合都不能实现预期的运动。将构件系统的一个构件固定为机架,当其中一个或几个原动件位置确定时,其余从动件的位置也随之确定,这种构件系统便成为机构,机构具有确定的相对运动。那么某个机构需要一个还是多个原动件,或者具备什么条件才可以使其具有唯一确定的运动,这就取决于机构的自由度<通常用F来表示>。两个构件通过运动副连接后,相对运动受到限制。运动副对成副的两构件间的相对运动所加的限制称为约束。引入一个约束条件将减少1个自由度。约束数目的多少以及约束的特点取决于运动副的形式。由上一节可知,有一个低副〔移动副、转动副,将引入2个约束,减少两个自由度；有一个高副,将引入1个约束,减少一个自由度。构件系统成为机构的充分必要条件是：构件系统的自由度数必须大于零,且原动件数目等于自由度数目时。〔2例1.2计算图1.7所示燃机主运动机构的自由度解：在此机构中,曲轴1与齿轮8固连成一个构件、齿轮7与凸轮6也固连成一个构件,因而该机构共有6个构件,其中有一个为机架,即N=6,n=6-1=5。另外,机构中有2个移动副、4个转动副和2个高副,即PL=6,PH=2,则可算得该机构的自由度F为F=3n-PL-PH=3×5-2×6-2=1第十五页：例1.5计算图1.18所示大筛机构的自由度。图1.18解：经分析,机构中的滚子具有局部自由度。顶杆DF与机架在E和E′处组成两个导路重合的移动副,其中之一是虚约束。G处是复合铰链。在计算自由度时,将滚子F与顶杆看成是连接在一起的一个整体,消除局部自由度,再去掉一个移动副虚约束〔E和E′中之一,复合铰链C含有二个转动副。因此,该机构的可动构件数为n=7,低副数PL=9,高副数PH图1.18F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2