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时间:2020-03-24
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1、§2-1运动副及其分类§2-2平面机构的运动简图§2-3平面机构的自由度第二章平面机构的运动简图和自由度§2.1运动副及其分类一、运动副1.运动副:两构件直接接触并能产生相对运动的联接,称为运动副。是可动连接。例如:轴和轴承、活塞和气缸,啮合中的一对齿廓、滑块与导槽,均保持直接接触,并能产生一定的相对运动,因而它们都构成了运动副。2.运动副元素:两构件直接接触而构成运动副的点、线、面部分。例如:轴与轴承间构成运动副,轴的外圆柱面与轴承内孔为运动副元素。凸轮与滚子间构成运动副,凸轮与滚子接触部分为运
2、动副元素。运动副元素运动副元素二、自由度和约束:1.自由度:构件所具有的这种独立运动的数目称为构件的自由度。一个作平面运动的构件可以做沿轴x、轴y和绕垂直于xoy平面的轴的转动。这个自由构件有三个独立运动的可能性。所以一个作平面运动的自由构件有三个自由度。2.约束但当这些构件之间以一定的方式联接起来成为构件系统时,各个构件不再是自由构件。两相互接触的构件间只能作一定的相对运动,自由度减少。这种对构件独立运动所施加的限制称为约束。3.自由度和约束的关系运动副每引入一个约束,构件就失去一个自由度。运
3、动副既限制了两构件的某些相对运动,又允许构件间有一定的相对运动。按两构件接触特性,常分为低副、高副两大类。1、低副:两构件以面接触而形成的运动副。按运动特性可分为转动副和移动副(1)转动副:只允许两构件作相对转动,又称作铰链。a)固定铰链(一)、平面运动副二、运动副分类b)活动铰链转动副固定铰链和活动铰链模型(2)移动副:只允许两构件作相对移动。移动副模型结论:两构件用低副联接,失去两个自由度;压力小。2.高副:两构件以点或线接触而构成的运动副。凸轮副齿轮副高副模型两构件用高副联接,失去一个自由度
4、;压力大。结论:三、空间运动副若两构件之间的相对运动均为空间运动,则称为空间运动副。螺旋副球面副§2.2平面机构的运动简图1、机构运动简图:用简单的线条和规定符号表示构件和运动副,并按一定的比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸,这种表明机构组成和各构件间真实运动关系的简单的图形。和运动有关的:运动副的类型、数目、相对位置、构件数目;和运动无关的:构件外形、截面尺寸、组成构件的零件数目、运动副的具体构造。一、机构运动简图的概念二、平面机构运动简图的绘制(一)构件的表示方法1.构件构件均用直线或
5、小方块等来表示,画有斜线的表示机架。2、机构示意图:只需表明机构运动传递情况和构造特征,不必按严格比例所画的图形2.转动副构件组成转动副时,如下图表示。图垂直于回转轴线用图a表示;图不垂直于回转轴线时用图b表示。表示转动副的圆圈,圆心须与回转轴线重合。一个构件具有多个转动副时,则应在两条交叉处涂黑,或在其内画上斜线。3.移动副两构件组成移动副,其导路必须与相对移动方向一致。4.平面高副两构件组成平面高副时,其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓,对于凸轮、滚子,习惯划出其全部轮廓;对于齿轮,常用
6、点划线划出其节圆。(二)绘机构运动简图的步骤1)分析机构,观察相对运动,数清所有构件的数目;2)确定所有运动副的类型和数目;3)选择合理的位置(即能充分反映机构的特性);4)确定比例尺:5)用规定的符号和线条绘制成简图。(从原动件开始画)注意:要明确三类构件固定件(机架):机架中只有一个为机架。原动件:机构中有驱动力或已知运动规律的构件。从动件:除原动件以外的所有活动构件。例2-1试绘制内燃机的机构运动简图气缸体1活塞2进气阀3排气阀4连杆5曲轴6凸轮7顶杆8齿轮10解:1)分析运动,确定构件的类
7、型和数量2)确定运动副的类型和数目3)选择视图平面4)选取比例尺,根据机构运动尺寸,定出各运动副间的相对位置5)画出各运动副和机构符号,并表示出各构件内燃机工作原理例2-2试绘制颚式破碎机的机构运动简图解:颚式破碎机的机构运动简图绘制步骤一、平面机构自由度计算1.构件自由度(复习)一个自由的平面构件有三个自由度。构件间低副联接减少2个自由度高副联接减少1个自由度§2.3平面机构的自由度2.自由度计算公式n:机构中活动构件数,n=N-1;Pl:机构中低副数;Ph:机构中高副数;F:机构的自由度数;则
8、F=3n-2Pl-Ph计算实例n=3,Pl=4,Ph=0F=3n-2Pl-Ph=3×3-2×4-0=11)四杆机构:n=3PL=4PH=0F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=12)五杆机构:n=4PL=5PH=0F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-0=23)凸轮机构:n=2PL=2PH=1F=3n-2PL-PH=13.常见机构的自由度计算要使所设计的运动链成为机构,组成运动链的各构件之间必须具有确定的相对运动。不能产生运动或作无规则运动的运动链均不能成为机构。如图(a)
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