机械设计基础平面机构的运动简图

机械设计基础平面机构的运动简图汇报人：AA2024-01-12引言平面机构运动简图基本概念平面连杆机构运动简图分析凸轮机构运动简图分析间歇运动机构运动简图分析组合机构运动简图分析总结与展望contents目录01引言机械设计基础平面机构的重要性平面机构是机械设计中最基本的组成部分，对于理解机械系统的运动规律和性能至关重要。运动简图的目的通过简化的图形表示方法，清晰地展示平面机构的运动特性和传动关系，为后续的设计和分析提供基础。目的和背景

机械设计基础平面机构概述平面机构的定义由刚性构件通过低副（转动副或移动副）连接而成的，各构件均在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。平面机构的组成包括机架、原动件、从动件以及其他连接构件等。平面机构的运动特性主要研究机构的位移、速度、加速度等运动参数的变化规律，以及机构的动力学性能和稳定性等问题。02平面机构运动简图基本概念两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接称为运动副。运动副定义根据两构件的接触形式通常把运动副分为低副和高副两类。运动副分类两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。根据两构件的相对运动形式，低副又分为转动副和移动副两种。低副两构件通过点或线接触而构成的运动副称为高副。高副运动副及其分类构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为运动链。运动链机构机构组成要素在运动链中，若将其中一个构件加以固定而成为机架，则该运动链便成为机构。包括构件、运动副和机架。030201运动链与机构机构运动简图绘制方法首先分析机构的组成情况，找出机构中的机架、原动件、从动件以及所有运动副的类型和数目；然后根据运动副的性质和数目，选择合适的机构运动简图符号；接着选择视图平面，一般选择与多数构件的运动平面相平行的平面作为视图平面；最后根据机构中各构件的尺寸比例和运动关系，用规定的符号和线条画出机构运动简图。绘制机构运动简图的步骤机构运动简图一定要按比例尺绘制，否则只能称之为机构示意图。机构运动简图中所有运动副均应用规定的符号表示，构件和运动副的比例应尽可能与实际机构相似，以清晰表达机构的组成和传动情况。机构运动简图的绘制要求03平面连杆机构运动简图分析主动曲柄做等速转动，从动摇杆做变速往复摆动，连杆做平面复合运动。曲柄摇杆机构主动曲柄做等速转动，从动曲柄做变速转动，连杆做平面复合运动。双曲柄机构两连架杆均为摇杆，且长度不等，连杆做平面复合运动。双摇杆机构铰链四杆机构基本形式与特性转动导杆机构当取构件1为机架，构件2为曲柄时，若构件3的长度足够大，则构件3亦成为曲柄，该机构演化成转动导杆机构。移动导杆机构当取构件1为机架，构件2为曲柄时，若构件3的长度趋近于零，则构件3成为滑块，该机构演化成移动导杆机构。偏心轮机构偏心轮机构是由铰链四杆机构中的曲柄摇杆机构演化而来。在曲柄摇杆机构中，若将曲柄转动中心与机架的距离增大到无穷大，并使曲柄长度趋于零，则曲柄将演化成偏心距为无穷小的偏心轮，该机构也演化成偏心轮机构。演化形式及特性分析平面连杆机构设计要点机构的运动特性：在设计平面连杆机构时，需要明确机构的运动特性，如机构的急回特性、死点位置、压力角和传动角等。这些特性将直接影响机构的工作性能和使用寿命。机构的传力特性：机构的传力特性是指机构在传递运动和动力过程中所表现出来的特性。在设计平面连杆机构时，需要考虑机构的受力情况、摩擦和磨损等因素对机构传力特性的影响。机构的结构设计：在设计平面连杆机构时，需要考虑机构的结构设计，包括机构的组成、构件的形状和尺寸、连接方式等。合理的结构设计可以提高机构的承载能力和使用寿命。机构的精度和刚度：在设计平面连杆机构时，需要考虑机构的精度和刚度要求。精度要求高的机构需要采用高精度的加工和装配工艺，而刚度要求高的机构则需要采用高强度的材料和合理的结构设计来提高机构的刚度。04凸轮机构运动简图分析凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。其中，凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作等速转动；从动件是被凸轮直接推动的构件，其运动规律取决于凸轮的轮廓形状。组成根据凸轮形状和从动件类型，凸轮机构可分为盘形凸轮机构、移动凸轮机构、圆柱凸轮机构等。其中，盘形凸轮机构是最常见的一种，具有结构简单、紧凑、设计方便等优点。分类凸轮机构组成及分类从动件常用运动规律等速运动规律从动件在推程或回程中作等速运动。这种运动规律简单，但会产生刚性冲击。等加速等减速运动规律从动件在推程或回程中先作等加速运动，后作等减速运动。这种运动规律可避免刚性冲击，但会产生柔性冲击。余弦加速度运动规律从动件在推程或回程中按余弦加速度规律运动。这种运动规律无冲击，但加速度有突变。正弦加速度运动规律从动件在推程或回程中按正弦加速度规律运动。这种运动规律也无冲击，且加速度连续变化。通过几何作图的方法设计凸轮的轮廓曲线。这种方法直观、简单，但精度较低，适用于精度要求不高的场合。图解法通过建立数学模型和设计公式来计算凸轮的轮廓曲线。这种方法精度高、适用于复杂轮廓的设计，但需要一定的数学基础。解析法利用计算机技术和相关软件进行凸轮轮廓曲线的设计。这种方法具有高效、精确、灵活等优点，是现代凸轮设计的主要方法。计算机辅助设计法凸轮轮廓曲线设计方法05间歇运动机构运动简图分析棘轮机构组成主要由棘轮和棘爪组成。其中棘轮为具有齿槽的轮子，棘爪为可嵌入棘轮齿槽的部件。工作原理当主动件做连续运动时，通过棘爪与棘轮的啮合与分离，实现从动件的间歇运动。在主动件驱动下，棘爪嵌入棘轮齿槽，推动棘轮转动一定角度；当棘爪与棘轮齿槽分离时，棘轮停止转动，从而实现间歇运动。棘轮机构组成及工作原理主要由槽轮、拨盘和机架组成。其中槽轮为具有径向槽的轮子，拨盘为具有凸起的部件，可嵌入槽轮径向槽中。槽轮机构组成当主动拨盘做连续转动时，通过凸起与槽轮径向槽的啮合与分离，实现从动槽轮的间歇运动。在主动拨盘驱动下，凸起嵌入槽轮径向槽中，推动槽轮转动一定角度；当凸起与径向槽分离时，槽轮停止转动，从而实现间歇运动。工作原理槽轮机构组成及工作原理不完全齿轮机构组成主要由主动齿轮、从动齿轮和机架组成。其中主动齿轮为不完整的齿轮，从动齿轮为与之啮合的完整齿轮。要点一要点二工作原理当主动齿轮做连续转动时，通过其与从动齿轮的啮合与分离，实现从动齿轮的间歇运动。在主动齿轮驱动下，其与从动齿轮啮合，带动从动齿轮转动一定角度；当主动齿轮与从动齿轮分离时，从动齿轮停止转动，从而实现间歇运动。不完全齿轮机构具有结构紧凑、传动平稳等优点，但制造精度要求较高。不完全齿轮机构组成及工作原理06组合机构运动简图分析并联组合两个或两个以上的基本机构同时连接在输入和输出构件上。并联组合可以提高机构的承载能力、刚度和精度。串联组合将两个或两个以上的基本机构依次连接，前一个机构的输出运动是后一个机构的输入运动。串联组合可以实现复杂的运动轨迹和输出运动形式。复合组合既有串联也有并联的组合方式。复合组合可以综合串联和并联的优点，实现更为复杂的运动和功能。组合方式及特点介绍根据设计需求选择合适的基本机构类型，如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。机构选型确保各基本机构之间的运动协调，避免出现运动干涉或卡死现象。运动协调根据各基本机构的动力需求，合理选择原动机类型和参数，实现动力平衡和高效传动。动力匹配在满足功能和性能要求的前提下，对组合机构进行结构优化，降低制造成本和提高可靠性。结构优化组合机构设计要点汽车变速箱中的齿轮机构和换挡机构是典型的组合机构，通过不同齿轮的组合实现不同的传动比和输出转速。汽车变速箱工业机器人中的关节机构和末端执行器是组合机构的典型应用，通过多个关节的串联或并联实现复杂的空间运动和操作功能。工业机器人自动化生产线中的传送机构、定位机构和加工机构等是组合机构的综合应用，实现了生产过程的自动化和高效化。自动化生产线实例分析：组合机构在机械中的应用07总结与展望机构运动简图的绘制方法绘制机构运动简图需要遵循一定的规范和标准，包括选择合适的比例尺、清晰标注各构件的尺寸和位置关系等。机构运动简图的分析方法通过对机构运动简图进行分析，可以了解机构的运动特性、受力情况以及效率等性能指标，为后续的设计和优化提供依据。机构运动简图的概念和作用机构运动简图是表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形，对于分析和设计机构具有重要作用。本次课程重点内容回顾绿色设计和可持续发展未来机械设计基础平面机构的设计将更加注重绿色设计和可持续发展，采用环保材料和制造工艺，降低能耗和排放，提高机构的环保性能。智能化设计随着人工智能和机器学习技术的发展，未来机械设计基础平面