机构的组成原理和机构类型综合(I)

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1、第二章机构的组成原理和机构类型综合主讲：张青副教授上海交通大学机械与动力工程学院Feb.2011第二章机构的组成原理和机构类型综合内容提要基本要求基本概念重点与难点本章教案机构的组成及运动简图机构的自由度计算及机构运动确定条件机构的高副低代、结构分析和组成原理机构类型综合例题剖析与习题典型例题剖析思考题习题目录内容提要掌握平面运动副的类型及其提供的约束条件掌握运动链成为机构的条件掌握平面机构运动简图的绘制方法和步骤掌握平面机构自由度计算及其注意事项基本要求内容提要基本概念内容提要重点与难点本章教案构件与运动副运动链和机构平面机

2、构运动简图§2-1机构的组成及运动简图机构的组成及运动简图一、构件与运动副机器:是由各种机构所构成的系统。例如内燃机就包含了曲柄滑块机构、齿轮机构和控制进、排气的凸轮机构。机构的组成:构件运动副运动链机构构件与运动副构件运动副运动链机构构件：组成机构的每一个独立运动单元体称为构件，机器中的构件可以是单一的零件，也可以由若干个零件刚性联接而成。构件和零件是两个不同的概念。构件是运动单元，而零件是制造单元1、构件构件与运动副构件运动副运动链机构运动副：两个构件之间的可动联接。两构件直接接触而又能产生一定型式的相对运动的连接，称为运动

3、副。运动副元素：两个构件参加接触而构成运动副的表面作用类型轴与轴承联接（圆柱和圆柱孔面）2、运动副构件与运动副运动副滑块与导轨联接（接触平面）两齿轮轮齿啮合（齿廓曲面）构件与运动副3、运动副约束作空间自由运动的构件具有六个自由度。对构件一个独立运动的限制称为一个约束条件。自由度与约束数之总和应等于6对每个构件的约束数最多为5，最少引入一个约束。构件与运动副4、平面构件的自由度当没有约束时，构件作平面运动具有三个自由度：即可以沿x轴和y轴方向移动，以及绕垂直于运动平面xOy的z轴的转动。xyθ构件的独立运动的数目或者确定构件位置的

4、独立参数的数目称为自由度数。构件与运动副5、运动副的分类根据运动副提供约束数目根据组成运动副两构件相对运动按照运动副元素构件与运动副根据运动副提供约束数目，运动副可分为五级提供一个约束条件的，称为I级运动副(简称I级副)。提供两个约束条件的称为II级运动副(简称II级副)；依次类推还有III、IV、V级副。根据运动副提供的约束数目分类I级副作者：潘存云教授II级副III级副IV级副V级副1V级副2V级副3两者关联构件与运动副螺旋副也属V级副。根据运动副提供的约束数目分类构件与运动副常用运动副及其代表符号构件与运动副根据组成运动副

5、两构件相对运动：平面运动副、空间运动副球面副转动副球销副根据组成运动副两构件相对运动分类构件与运动副通常把面接触的运动副称为低副，点接触或线接触的运动副称为高副。在平面机构中，一个低副有两个约束条件，一个高副有一个约束条件。低副高副按照运动副元素的不同分类构件与运动副6、常见平面运动副及其自由度转动副(低副）(自由度为1）可以绕铰链轴转动转动副构件与运动副移动副移动副(低副）(自由度为1）可以沿导路移动构件与运动副高副齿轮副，凸轮(高副）（自由度为2）可以沿切线移动可以绕接触点或线转动机构的组成及运动简图螺旋副球面副球销副圆柱副

6、HCSS’7、空间低副机构的组成及运动简图复合运动副：万向铰或虎克铰U（universaljoint)8、复合铰链机构的组成及运动简图二、运动链和机构构件运动副运动链机构运动链：两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统。闭链：运动链各构件构成首尾相接的系统。开链：运动链各构件构成首尾不相接的系统。闭式运动链开式运动链作者：潘存云教授运动链和机构组成机构的各构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构，否则称为空间机构。构件运动副运动链机构机构运动简图－撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造，用简单的线条和规定的符号代

7、表构件和运动副，并按比例定出各运动副的相对位置。这种能准确表达机构运动情况的简化图形称为机构运动简图。机构示意图－若图形不按精确的比例绘制，仅仅为了表达机械的结构特征，这种简图称为机构示意图。机构的组成及运动简图三、平面机构运动简图平面机构运动简图构件和运动副的表示方法平面机构运动简图构件和运动副的表示方法平面机构运动简图绘制平面机构运动简图的主要步骤绘制平面机构运动简图的步骤：1)找构件；2)找运动副；3)按适当比例画机构运动简图。平面机构运动简图机构运动简图的实例分析颚式破碎机分析：该例题中各构件全部由转动副连接而成，其中A

8、、E、G三处是与机架相连的固定铰链，原动件为AB，作整周旋转。难点：关键是搞清楚原动构件AB是一个作整周旋转的偏心轮，不容易看出。机构运动简图的实例分析平面机构运动简图偏心轮传动机构小型压力机机构运动简图的实例分析平面机构运动简图本章教案§2-2机构的自由度计算