机构及机构运动简图

2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
思考——如图所示的破碎机应如何绘制运动简图？？
A B
E
F
D C
G
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机械基础——第一章
18
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
练习
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机械基础——第一章
19
练习1解答
3
C234
C23 4
5. 带轮
3. 动颚板
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4.肘板
机械基础——第一章 16
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
实例二——颚式破碎机 1. 机架 2. 偏心轴
A B
2
B
A
1
5. 带轮
D C C D
1
3. 动颚板
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4.肘板
机械基础——第一章 17
1
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机械基础——第一章
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2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
练习——大筛机构
复合铰链: 位置C ，2个低副
C
局部自由度 1个 虚约束 E’ n= 7 PL = 9 PH = 1 F=3n － 2PL － PH =3×7 －2×9 －1 =2
B
E’ A D
θ
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机械基础——第一章
25
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
实例三——圆盘锯机构 D 5 F 6 7 C 实际上自由 度为1，错在 哪里？？
n= 7 PL= 6 PH= 0
因为存在复 合铰链！！
4 1
2 3 B
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E
8
A
F=3n － 2PL － PH =9
运动副
使构件直接接触又能保持一定形式的相对运动的连接 点接触——高副(1个约束，2个自由度) 按接触方式分类
线接触——高副(1个约束，2个自由度)
面接触——低副(2个约束，1个自由度)
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机械基础——第一章
6
2 机构及机构运动简图
2.3 运动副
典型运动副
转动副和移动副分别 是低副还是高副？ 转动副和移动 副都是低副
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
实例五——凸轮机构
3
2
F＝3n－2PL－PH ＝3 2－2 3 1 － ＝-1 错！
1
实际自由度 为1，为什 么？？
存在虚约束！！
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机械基础——第一章
32
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
虚约束定义
对机构的运动实际不起作用的约束
B
2
E 4
C 3
3 2
1
A F
1
D
A
B
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机械基础——第一章
33
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
虚约束出现场合
两构件之间构成多个运动副时 两构件某两点之间的距离在运动过程中始终保持不变时 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合时 机构中对运动不起作用的对称部分
n= 7 PL= 10 PH= 0 F=3n － 2PL － PH =1
4 1
2 3 B
2/19/2013 1:55 PM
E
8
A
机械基础——第一章
28
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
实例四——滚子凸轮
3
2 1
n= 3 PL= 3 PH= 1 F= 2
3
n= 2
2
1
PL= 2 PH= 1 F= 1
机械基础——第一章
2 机构及机构运动简图
2.4 运动链
定义
两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。
分类
开式链：运动链的各构件不构成首尾封闭的系统。 闭式链：运动链的各构件构成了首尾封闭的系统。
机构
将运动链的一个构件固定为机架，其中的一个或几个原动件作 独立运动时，其余从动件即随之作确定的运动
注：不能运动或无规则乱动的运动链不能成为机构
机械基础——第一章
2
2 机构及机构运动简图
2.2 零件与构件
套 筒 螺栓
连杆体
垫圈 螺母 轴瓦
连杆盖
实体
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零件
机械基础——第一章
构件
3
2 机构及机构运动简图
2.2 零件与构件
零件、构件、机构与机器的联系
一个或多个 机器
确定的 相对运动
机构
构件
刚性联结 零件
做功或实现 能量转换
如图所示，在 Oxy坐标系中，构件S 可随其上任一点A沿x轴、y轴方向移 动和绕A点转动。即一个作平面运动 的自由构件具有三个自由度。 图2-5 构件的平面运动
2/19/2013 1:55 PM 机械基础——第一章 5
2 机构及机构运动简图
2.3 运动副
约束
对独立运动所加的限制。每加上一个约束，构件便失去一个自 由度。
机械基础——第一章 26
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
复合铰链定义
两个以上的构件在同一处以转动副相联
复合铰链的计算
m个构件的复合铰链，有m－1转动副。
两个低副
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机械基础——第一章
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2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
实例三——圆盘锯机构（正确解法） D 5 F 6 7 C
2.4 平面机构的自由度
局部自由度定义
构件局部运动所产生的自由度
局部自由度出现的场合
加装滚子的场合
局部自由度的计算
计算总的自由度后减去局部自由度数 计算时将局部自由度坐在的滚子和铰链排除
为什么需要局部自由度
添加滚子使滑动摩擦变为滚动摩擦，减少运动过程中的摩擦， 延长使用寿命
2/19/2013 1:55 PM 机械基础——第一章 31
2/19/2013 1:55 PM 机械基础——第一章
E
F
G o
36
转动副 使两个构件的相对移动受到约束， 而只有一个独立相对转动自由度 的运动副。也称为回转副或铰链。 如铰链、轴与轴承等。 移动副 使构件的一个相对移动和相对转 动受到约束，而只有一个方向独 立相对移动自由度的运动副。也 称为棱柱副。如汽缸与活塞、滑 块与导轨等。
图2-6 典型运动副
7
2/19/2013 1:55 PM
虚约束的处理方法
计算自由度时将虚约束排除
虚约束的作用
改善构件的受力情况 传递较大功率 满足某种特殊需要
2/19/2013 1:55 PM 机械基础——第一章 34
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
实例五——凸轮机构
3
之一为 虚约束 2
F＝3n－2PL－PH ＝3 2－2 2 1 － ＝1
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机械基础——第一章
29
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
实例四——滚子凸轮 事实上，两个机构的 运动相同，且F=1。作 图多出的1个自由度为 滚子局部运动所产生 的局部自由度。
3
2 1
3 2 1
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机械基础——第一章
30
2 机构及机构运动简图
构件与运动副的表示
常用运动副的符号 一般构件的表示方法 常用机构运动简图符号
2/19/2013 1:55 PM 机械基础——第一章
9
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
绘图步骤
分析清楚所要绘制机械的结构和动作原理。 从原动件开始，按照运动传递的顺序，仔细分析各构件相对运 动的性质，确定运动副的类型和数目。 合理选择视图平面，通常选择与大多数构件的运动平面相平行 的平面为视图平面。 选取适当的长度比例尺，按一定的顺序进行绘图，并将比例尺 标注图上。
零件
每一个单独加工的单元体(独立的加工单元)
构件
有相对运动的各个单元体(独立的运动单元)。可以是单一的零 件，也可以是多个零件固联成的内部没有相对运动的刚性结构。 特点
不同构件间有相对运动 单一构件内部没有相对运动 可以是单一零件（如曲轴），也可以是多个零件组成（如连杆）
2/19/2013 1:55 PM
2/19/2013 1:55 PM 机械基础——第一章
凸轮机构
14
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
实例一——内燃机
2 6
1
6
3
1
+
+
5'
=
5' 4'
4
5
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2.4 平面机构运动简图
实例二——颚式破碎机 1. 机架 2. 偏心轴
练习——曲柄滑块机构
1
2 3
n= 3 PL= 4 PH= 0
F=3n - 2PL - PH =1
S3
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机械基础——第一章
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2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
练习——五连杆机构 2 1 3 4
1