机械原理 第2版 教学课件 作者 黄茂林 主编 秦伟副 主编 第一章.ppt

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1、第一章　机构的结构设计第一节　机构的结构及简图第二节　机构的自由度计算第三节　平面运动链结构设计的公式推导法第四节　按基本杆组的机构结构设计与结构分析零件是机器中的一个独立制造单元体；构件是机器中的一个独立运动单元体。从运动来看，任何机器都是由若干个构件组合而成的。任何机器都是由许多零件组合而成的。气缸体连杆体连杆头曲轴齿轮活塞构件往往是由若干零件刚性地联接在一起的独立运动的整体真实连杆连杆体连杆头螺栓螺母垫圈第一节　机构的结构及简图一、构件与自由度为两构件参与接触而构成运动副的表面。是两构件直接接触而构成的可动联接。运动副运动副元素例轴与轴承、圆柱面与圆孔面棱柱面与棱孔面两轮轮

2、齿曲面空间两构件构成的运动副，其自由度f和约束数s满足f+s=6滑块与导轨、两轮齿啮合。二、运动副与约束3）按其相对运动形式分转动副（回转副或铰链）移动副螺旋副球面副还可分为平面运动副与空间运动副两类。2）按其接触形式分高副：点、线接触的运动副低副：面接触的运动副（1）运动副的分类1）按其引入的约束数目分：Ⅰ级副、Ⅱ级副、……Ⅴ级副。机构的组成(2/4)3.运动链构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统。闭式运动链（简称闭链）开式运动链（简称开链）平面闭式运动链空间闭式运动链平面开式运动链空间开式运动链（2）运动副符号运动副常用规定的简单符号来表达（GB4460－84）。各种常

3、用运动副模型常用运动副的符号表机构的组成(3/4)凸轮高副（点接触）齿轮高副（线接触）低副（曲面接触）低副（平面接触）3.运动副的表示（之一）3.运动副的表示（之二）三、运动链构件通过运动副联接而构成的相对可动的系统。闭式运动链（简称闭链）开式运动链（简称开链）平面闭式运动链空间闭式运动链平面开式运动链空间开式运动链平面运动链空间运动链按运动分按结构分运动链但当机构安装在运动的机械上时则是运动的。——按给定已知运动规律独立运动的构件；机构具有固定构件的运动链称为机构。机架原动件从动件——机构中的固定构件；——机构中其余活动构件。平面铰链四杆机构机构常分为平面机构和空间机构两类，其

4、中平面机构应用最为广泛。空间铰链四杆机构一般机架相对地面固定不动，常以转向箭头表示。其运动规律决定于原动件的运动规律和机构的结构及构件的尺寸。机架原动件从动件机架从动件原动件机构的组成(4/4)一般机架相对地面固定不动，但当机构安装在运动的机械上时则是运动的。——按给定已知运动规律独立运动的构件；常以转向箭头表示。四、机构具有固定构件的运动链称为机构。机架原动件从动件——机构中的固定构件；——机构中其余活动构件。机构常分为平面机构和空间机构两类，其中平面机构应用最为广泛。其运动规律决定于原动件的运动规律和机构的结构和构件的尺寸。机架原动件从动件一）、机构的运动简图为了表明机器的组

5、成状况和结构特征，不按严格比例来绘制的简图通常称为机构示意图。用国家标准规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一定的比例尺表示机构运动尺寸，绘制出的表示机构的简明图形称为机构运动简图。五、机构及机构运动简图常用机构构件、运动副代表符号注：点划线表示与其联接的其他构件双副构件(一个构件和两个外副)双副构件(一个构件和两个外副)三副构件(一个构件和三个外副)三副构件(一个构件和三个外副)原动机二）、机构运动简图的绘制（1）分析机械的动作原理、组成情况和起动情况，确定其组成的各构件，何为原动件、支架、执行部分和传动部分。偏心轮1齿轮1杆件2齿轮6`杆件3槽凸轮6杆件4滑块7压杆8原

6、动件执行构件（2）沿着运动传递路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。转动副移动副平面高副（3）恰当地选择运动简图的视图平面，通常可选择机械中多数构件的运动平面为视图平面，必要时也可选择两个或两个以上的平面，然后将其展到同一视图上。（4）选择适当的比例尺µ(实际尺寸m／图示长度mm)，定出各运动副的相对位置，并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单线条，绘制机构运动简图，从原动件开始，按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号，在原动件上标出箭头以表示其运动方向。编号：A、B、C…表示运动副1、2、3…表示构件O1、O2表示固定转轴一、平面机

7、构的自由度机构自由度：指机构中各构件相对于机架所具有的独立自由参数，与组成机构的构件数目、运动副的类型及数目有关。计算方法：F=3n-2PL-PH（2-1）式中：n—机构的活动构件数目PL—机构的低副数目PH—机构的高副数目第二节　机构的自由度计算右图所示为一铰链四杆机构，该机构具有4个构件，活动构件数n为3，低副数PL=4，高副数PH=0。根据机构自由度计算公式，该机构的自由度为F=３n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1此机构的自由度为1，即机构中各构件相对于机架所能有的独