汽车机械基础-汽车机构分析

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1、汽车机械基础机电工程系汽车机构分析第11章机构的组成及汽车常用机构研究内容：(1)研究机构的组成及其具有确定运动的条件；(2)根据结构特点进行机构的结构分类；(3)研究机构的组成原理。研究目的：在机构设计中，需要知道机构是怎样组合起来的，而且在什么条件下才能实现确定的运动；对机构组成原理的研究还可以为新机构的创造提供途径；通过对机构的结构分析与分类，可以为举一反三地研究机构的运动分析和动力分析提供方便。第一节机构的组成与运动简图一、机构的组成机构是由各个具有确定相对运动的运动单元组成。1.构件构件(link)—机器中每一个独立的运

2、动单元体。2.运动副由两个构件组成的可动的联接称为运动副(kinematicspair)。例如轴与轴衬的配合，滑块与导轨的接触。回转副移动副一、机构的组成两齿轮轮齿的啮合，球面与平面的接触，圆柱与平面的接触。齿轮副平面机构构件在同一平面或在相互平行的平面内运动的机构。（常用的机构大多数为平面机构）空间机构至少有两个构件能在三维空间中相对运动。空间任意两个构件1与2，当它们尚未构起运动副之前，构件1相对于构件2共有6个相对运动的自由度。当两构件以某种方式相联接而构成运动副，则两者间的相对运动便受到一定的约束，其相对运动自由度减少的数

3、目就等于该运动副所引入的约束的数目。两构件构成运动副后所受到的约束数最少为1，而最多为5。二、自由度、约束与运动副自由度：约束：对独立运动的限制构件含有独立运动的数目运动副的分类：(1)按两构件的接触情况进行分：点或线接触而构成的运动副统称为高副；面接触而构成的运动副则称为低副。(2)按两构件之间的相对运动的不同分：转动副或回转副、移动副、螺旋副、球面副、平面运动副、空间运动副。运动副的符号转动副：移动副：凸轮副：齿轮副：运动副的符号三、机构运动简图用简单的线条和规定的符号表示组成机构的构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相

4、对位置的简单图形称为机构运动简图。绘制步骤如下：(1)分析机构的运动情况，定出其原动部分、工作部分，搞清楚传动部分。(2)合理选择投影面及原动件适当的投影瞬时位置。(3)选择适当的比例尺(scale)。(4)用简单的线条和规定的符号绘图。(5)检验。颚式碎石机61AOF2345BDECab四、机构具有确定运动的条件机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目，称为机构的自由度。机构具有确定运动的条件：机构的自由度必须大于或等于l，且机构原动件的数目应等于机构的自由度的数目。如图，只有在给构件4确定运动规律后，此时系统才成为机构

5、。平面机构自由度平面机构自由度计算公式（原动件数>F，机构破坏）原动件数=机构自由度铰链五杆机构：原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）构件间没有相对运动机构→刚性桁架（多一个约束）超静定桁架四、机构具有确定运动的条件F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。F>0，原动件数=F，运动确定原动件数F，机构破坏四、机构具有确定运动的条件1.复合铰链：两个以上的构件同在一处以转动副相联接。若有m个构件以复合铰链(joint)相联接时，其构成的转动副数应等于(m-1)个。五、计算平面机构自由度时应注意的

6、事项2.局部自由度在有些机构中，某些构件所产生的局部运动，并不影响其他构件的运动。我们把这种局部运动的自由度称为局部自由度，如图所示。在计算机构的自由度时，应从机构自由度的计算公式中将局部自由度减去。凸轮机构三维实体图五、计算平面机构自由度时应注意的事项对于图示凸轮机构自由度为F=3×3-2×4-0=1F=3×2-2×2-1=1五、计算平面机构自由度时应注意的事项3.虚约束在机构中，有些运动副带入的约束，对机构的运动实际上不起约束作用，我们把这类约束称为虚约束。在计算机构的自由度时应将这类虚约束除去。机构中的虚约束常发生在下列情况

7、：1)在机构中如果两构件用转动副联接其联接点的运动轨迹重合，则该联接将带入1个虚约束。F=3*n—2Pl—Ph=3*4—2*6=0错F=3*n—2Pl—Ph=3*3—2*4=1对多余约束五、计算平面机构自由度时应注意的事项2)如果两构件在多处接触而构成移动副，且移动方向彼此平行(如图2-14所示)，则只能算一个移动副。图2-14五、计算平面机构自由度时应注意的事项如果两构件在多处相配合而构成转动副，且转动轴线重合(如2-15所示)，则只能算一个转动副（转动轴线重合）。图2-15五、计算平面机构自由度时应注意的事项如果两构件在多处相

8、接触而构成平面高副，且各接触点处的公法线彼此重合(如图2-16所示)，则只能算一个平面高副（机构对称）。图2-16五、计算平面机构自由度时应注意的事项3)在机构运动的过程中，若两构件上某两点之间的距离始终保持不变，则如用双转动副杆将此两点相联，也将