机械设计基础_05平面机构的运动分析课件.ppt

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1、教学目标重点难点教学内容小结作业第五章平面机构的运动分析教学目标教学目标：1.明确机构的概念；2.掌握运动副的类型；3.具有机构简图的绘制能力;4．熟练掌握平面机构自由度的计算。5.1机构的组成5.2平面机构的运动简图5.3平面机构的自由度教学内容重点：机构自由度的计算。难点：机构平面简图的绘制。重点难点5.1机构的组成机构的组成5.1.1构件与零件机械中作独立运动的单元称为构件。在机械的运动过程中，构件是不可再分的单元体。为了满足结构和工艺的不同需要，构件可以是一个零件，如凸轮、齿轮、轴等；也可以是

2、几个零件通过刚性连接组成的一个整体，在工程上通常称为部件。零件是指机械中独立的制造单元，它是组成机器或机构的基本元素。在加工中，零件是不可分割的单元体。根据零件的应用场合，零件可分为两大类：一类是通用零件，在各种类型的机械中都经常使用，如螺母、螺栓、齿轮等；另一类是专用零件，仅在某些类型的机械中才使用，如内燃机中的曲轴等。机构的组成两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接方式称为运动副。两个构件组成的运动副，通常用三种接触形式联接起来，即点接触、线接触和面接触。按照接触的特性，通常把平面运动副分为低副

3、和高副两大类。一．低副在平面机构中，两个构件之间通过面接触而组成的运动副称为低副。根据两个构件之间的相对运动形式，低副又可分为转动副和移动副。5.1.2运动副及分类机构的组成图5-2转动副图5-3移动副二．高副两个构件之间通过点或线接触而组成的运动副称为高副。图5-4(a)所示的是凸轮1与从动件2通过点接触组成的高副，图5-4(b)所示的是齿轮1和齿轮2通过线接触组成的高副。图5-4高副机构的组成机构的组成1．运动链两个以上的构件通过运动副连接而组成的系统称为运动链。如果运动链中各构件组成首末封闭的系

4、统，如图5-5(a)所示，则称为闭式运动链，简称闭链；否则则称为开式运动链，简称开链，如图5-5(b)所示。5.1.3运动链和机构机构的组成图5-5运动链2．机构在运动链中，如果将其中的一个构件固定作为机架，另一个或少数几个构件作为主动件，则当主动件按给定的运动规律作独立运动时，其余从动件也均随之作确定的相对运动，这种运动链就称为机构。返回5.2平面机构的运动简图平面机构的运动简图表示机构各构件之间相对运动关系的简单图形，称为机构运动简图。从机构运动简图可以了解机构的组成和类型，即机构中构件的类型和数

5、目、运动副的类型和数目以及运动副的相对位置。机构中的构件可分为以下三类：1．机架——机构中的固定构件称为机架，它的作用是支撑运动构件；2．主动件——由外界给定运动规律的构件称为主动件，一般主动件与机架相连；3．从动件——除主动件以外的全部活动构件称为从动件。5.2.1运动简图及分类平面机构的运动简图1．构件的表示方法平面机构中的构件不论其形状如何复杂，在机构运动简图中，只需将构件上的所有运动副元素按照它们在构件上的位置用规定的符号表示出来，再用直线进行连接即可。5.2.2机构运动简图的符号图5-6构件

6、的表示平面机构的运动简图2．运动副的表示方法转动副用一个小圆圈表示，其圆心代表相对转动的轴线。组成转动副的两个构件都是活动构件，称为活动铰链；组成运动副的两个构件之一为机架，在代表机架的构件上画短斜线，称为固定铰链。图5-7转动副的表示平面机构的运动简图在组成移动副的两个构件中，习惯上将长度较短的块状构件称为滑块，而将长度较长的杆状或槽状构件称为导杆或导槽。图5-8移动副的表示平面机构的运动简图3.高副，常见的表示如下图5-9。图5-9高副平面机构的运动简图4．平面机构运动简图的绘制绘制平面机构的运动

7、简图时，通常可按下列步骤进行：（1）分析机构的组成和运动。（2）确定运动副的类型和数量。（3）选择投影面。（4）测量。（5）选择适当的比例尺，确定各运动副之间的相对位置，用简单的线条和规定的运动副符号画出机构运动简图。平面机构的运动简图例5-1试绘制如图5-10(a)所示偏心油泵机构的运动简图。答：步骤简略，如下图5-10(b)图5-10运动机构简图返回5.3平面机构的自由度平面机构的自由度1.自由构件的自由度构件相对于参考系所具有的独立运动称为构件的自由度。自由度也指确定构件位置的独立运动参数的数目

8、。5.3.1自由度一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，即沿着X轴和Y轴移动，以及绕任意点A转动。平面机构的自由度2．约束当一个构件与其他构件组成运动副之后，构件的相对运动就要受到限制，自由度就会随之减少。这种对组成运动副的两个构件之间的相对运动所加的限制称为约束。在平面机构中，每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。3．平面机构的自由度计算机构具有确定运动的独立运动数目称为机构的自由度，用F表示。活动构