机械系统的运动简图设计

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29
③计算图示凸轮机构的自由度。
解：活动构件数n= 2
参数 。
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24
一、机械系统具有确定运动的条件
自由度定义：保证机构具有确定运动时所必须 给定的独立运动参数称为机构的自由度。
原动件——能独立运动的构件。 ∵一个原动件只能提供一个独立参数
∴机构具有确定运动的条件为：
自由度＝原动件数
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一、 平面机构自由度的计算公式
作平面运动的刚体在空间的位 y 置需要三个独立的参数（x，y, θ）才能唯一确定。
单个自由构件的自由度为 3
F=3
θ (x , y)
x
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经运动副相联后，构件自由度会有变化：
y
y
y
2
x
θ1 x
12
x
1
2
S
R=2, F=1
R=2, F=1
R=1, F=2
运动副 自由度数
约束数
回转副
移动副 高副
1（θ） +
1（x） + 2（x,θ） +
2（x，y） = 3 自由构 2（y，θ）= 3 件的自 1（y） = 3 由度数
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1 2
1 2
2 1 12
构件的表示方法:
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13
一般构件的表示方法
杆、轴构件
固定构件
同一构件
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14
一般构件的表示方法
两副构件
三副构件
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常用机构运动简图符号
在 机 架 上 的 电 机
齿 轮 齿 条 传 动
圆
带
锥
传
齿
动
轮
传
动
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16
链 传 动
外啮 合圆 柱齿 轮传 动
结论：构件自由度＝3－约束数 ＝自由构整理件ppt 的自由度数－约束数27
推广到一般：
活动构件数 构件总自由度 低副约束数 高副约束数
n
3×n
2 × PL
1 × Ph
计算公式： F=3n－2PL － Ph
要求：记住上述公式，并能熟练应用。
①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
限制两个自由度： （两个移动） 保留一个自由度 （转动）
2.移动副 两构件只能沿某一方向线作相对移动的运动副称为移动副。
限制两个自由度： （一个移动，一个转动） 保留一个自由度 （移动 ）
3.高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
限制一个自由度： （一个移动） 保留两个自由度 （一个移动，一个转动）
a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 三个条件，缺一不可
运动副元素——直接接触的部分（点、线、面） 例如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。
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4
（一） 低副 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。
根据两构件间的相对运动形式，低副又可分为转动副和移动副。 1.转动副 （或铰链）
两构件只能在一个平面内作相对转动
选取比例尺ml
例 试绘制内燃机的机构运动简图
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23
§1－3 机械系统具有确定运动的条件
1 θ1 2
3
S’3 S3
2 1 θ1
3 4 θ4
给定S3＝S3(t)，一个独立参数 θ1＝θ1（t）唯一确定，该机 构仅需要一个独立参数。
若仅给定θ1＝θ1（t）,则θ2 θ3 θ4 均不能唯一确定。若同 时给定θ1和θ4 ，则θ3 θ2 能 唯一确定，该机构需要两个独立
10
运动副 名称
常用运动副的符号 运动副符号
两运动构件构成的运动副 两构件之一为固定时的运动副
2 转
2
动
平副 1
1
面
运
动
2
副移
动
1
副
2
1
2
2
1
1
2
1 2 1 整理ppt
22
22
1
1
1
1
2
2
1 2 1
1 2
1 11
平
面
2
2
高
副
1
1
2
螺
旋
1
空副 2
间
1
运
动球 副面
1

副
球 销
2
副
2
1 2
1
1
2 1
1
2 2
第1章 平面机构的自由度和速度分析
§1－1 运动副 §1－2 机械系统的运动简图设计 §1－3 机械系统具有确定运动的条 件
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1
§1－1 运动副
• 机构是由运动副连接起来的，由一 个构件为机架、传递机械运动和力的构 件系统。
• 组成机构的目的是为了使机构按照预 定的要求进行有规律的运动。
• 所谓平面机构，是指组成机构的所 有构件均在同一平面或相互平行的平面 内运动的机构；否则就称为空间机构。
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8
§1－2 机械系统的运动简图设计
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。 2.作为运动分析和动力分析的依据。
现摘录了部分GB4460－84机构示意图如下表。
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9
常见运动副符号的表示: 国标GB4460－84
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圆柱 蜗杆 蜗轮 传动
凸 轮 传 动
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17
内啮
棘
合圆
轮
柱齿
机
轮传
构
动
机构运动简图应满足的条件： 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。
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18
绘制机构运动简图
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。
顺口溜：先两头，后中间， 从头至尾走一遍，
步骤：
数数构件是多少， 再看它们怎相联。
1.分析机构运动。找出固定件（机架）、原动件和从动件
2.从原动件开始，按照运动的传递顺序，分析各构件之间
相对运动的性质；确定活动构件数目、运动副的类型和数
目。
3.选择适当的视图平面和适当的机构运动瞬时位置，按比
例绘制运动简图。
1
2
3
高副数PH= 0
F=3n － 2PL － PH
S3
=3×3 － 2×4
=1
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28
②计算五杆铰链机构的自由度(讨论，原动件个数不等于机构自由度的
情况，课本P11)
解：活动构件数n= 4
2
3
低副数PL= 5 高副数PH= 0
1 θ1
4
F=3n － 2PL － PH =3×4 － 2×5
=2
4.检简验图机比构例是尺否：满μ足l =运实动际确尺整定寸理p的pt m条/件图。上长度mm
19
举例：绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图。 绘制图示鳄式破碎机的运动简图。
2A 1 B
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3 D
C4
20
绘制图示偏心泵的运动简图
3 2 1 4
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偏心泵
21
举例：绘制牛头刨床机构的运动简图
• 工程中常用的机构大多数属于平面机 构，本章只讨论平面机构。
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2
名词术语解释: 1.构件 ——独立的运动单元 内燃机中的连杆
零件 ——独立的制造单元
套筒
内燃机 连杆 螺栓
连杆体
垫圈 螺母
轴瓦
整理p连pt 杆盖
3
2.运动副 定义：运动副——两构件直接接触并能产生一定相 对运动的联接方式称为运动副。