机械运动设计与分析基础知识

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1、第3章机械运动设计与分析基础知识3.1概述目的：奠定机构运动设计与分析的基础。问题：机构的组成要素（可动性角度）及具有确定运动的条件。方法：刚体相对运动分析。手段:运动简图＋自由度计算。构件、运动副——机构的组成要素机构运动简图——研究机构运动的模型自由度计算——研究机构运动合理性的工具瞬心法求速度——研究机构运动特性的工具本章主要内容：3.2机构的组成要素机构由构件组成。此语未描述出机构的可动性特征，从运动分析的角度看不够完整。仅仅构件间的任意堆积，显然无法完成运动传递功能。构件间需要一种特定的连接结构—可动连接，将构件连接起来；这就是运动副。

2、所以：机构的组成有两个要素：构件、运动副内燃机中的曲柄滑块机构，其4个部分之间既相对运动又有相对联系作为一个整体参与机构运动的刚性单元体1.构件：一个构件，可以是的单一整体，也可能是由若干个不同零件组装起来的刚性体。类型：机架主动件（原动件）从动件表示方法：简单线条2.运动副及其分类运动副的类型决定机构的运动形式。运动副有多种类型，对运动副进行正确的分类，在机构设计中是非常重要的。运动副的种类很多，常用的分类方式有三种：两构件间因保持接触而限制一定的相对运动后所形成的联接称为运动副。运动副元素：两构件上参与接触构成运动副的部分称为。约束：因保持接

3、触而造成的某种运动限制。不同形式的运动副对运动的约束不同。注意：若两表面脱离接触则相应的运动副随之消失。运动副的三个特征：（１）运动副是一种联接；（２）运动副由两个构件组成；（３）组成运动副的两个构件之间有相对运动（1）按相对运动分按组成运动副后两构件的运动空间，分为平面运动副和空间运动副。Ⅰ.平面运动副①转动副（回转副、铰链）──两构件形成运动副后只可作相对转动。几何特征：两圆柱面配合运动特征：实例：门轴、轴承、铰链简图中的运动副符号：简图中运动副位置：圆柱轴线位置绕圆柱轴线的相对转动②移动副──两构件形成运动副后只可作相对直线移动几何特征：两

4、构件面接触、沿导轨约束运动特征：构件沿直线导轨的相对移动简图符号：简图位置：导轨方位简图符号：③平面滚滑副──两构件形成运动副后既可作相对滚动，也可滚、滑并存几何特征：两曲面（线）接触运动特征：沿曲面切线方向的相对滑动和滚动简图符号：实际轮廓曲线简图位置：曲率半径和曲率中心Ⅱ.空间运动副除了平面运动副外的运动副均为空间运动副常见有：螺旋副、球面副及球铰副、圆柱副螺旋副螺旋副Ⅱ.空间运动副除了平面运动副外的运动副均为空间运动副球面副及球铰副球面副Ⅱ.空间运动副除了平面运动副外的运动副均为空间运动副圆柱副圆柱副（2）按接触特性分按组成运动副的

5、两元素理论上的接触特性分，有：①低副---面接触②高副---点、线接触低副包括:移动副、转动副、螺旋副、球面副等高副包括：球面高副圆柱高副平面滚滑副等球面高副高副包括：球面高副圆柱高副平面滚滑副等圆柱高副高副包括：球面高副圆柱高副平面滚滑副等平面滚滑副（3）按锁合方式（保持接触方式）分①形锁合（几何封闭）运动副利用构件的几何形状使两运动副元素始终保持接触重力锁合弹力锁合利用外力使两运动副元素始终保持接触形锁合②力锁合运动副运动链——两个以上构件通过运动副连接而形成的系统开　式　链闭　式　链单环链多环链链系没有形成首尾相接的封闭系统链系形成首尾相接

6、的封闭系统，若闭式链中只有一个封闭环时称为单环链，有两个封闭环时称为双环链，如此等等，余者类推3.运动链与机构①具有一个固定件，即机架②具有足够的主动件(即各构件有确定的运动)简言之，机构就是具有确定运动的运动链当运动链具备以下条件时就成为机构：当运动链具备以下条件时就成为机构：①具有一个固定件，即机架②具有足够的主动件(即各构件有确定的运动)简言之，机构就是具有确定运动的运动链机构的类型平面机构——各构件的运动平面相互平行空间机构——各构件不在平行平面内运动低副机构——所有运动副都是低副高副机构——机构中具有高副刚性机构——所有构件均是刚性构件

7、柔性机构——机构中存在柔性构件3.3机构运动简图机构运动简图是从运动学的角度出发，将实际机中与运动无关的因素加以简化，抽象后得到的与实际机器有完全相同运动特性的简图。机构中各构件间的相对运动仅取决于连接各构件的运动副类型和运动尺寸（各运动副间的相对位置尺寸），与构件的外形、断面尺寸、组成构件的零件数目和形状等无关。机构运动简图是按比例确定运动副位置后，用代表运动副的符号（教材表3-1）和代表构件的简单线条绘制成的图形，它反映机器中各运动构件在某一时刻相对机架的位置。机构运动简图的绘制要求：①必须按一定比例绘制并标注在图上μL=实际长度/图示长度（

8、单位：m/mm或mm/mm）②准确表示出所有构件和运动副③表明各构件间的相互位置关系，并标明原动件及其运动方向④标明运动尺寸注意：不按比