【精品】机械设计基础常用机构辅导.doc

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1、常用机构辅导一一、常用机构概述机构由构件组合而成，但并非任意的构件组合都能成为机构，只有组成机构的各构件Z间具有确定的相对运动，才能使机构按设计耍求完成有规律的运动。因此，学会识别机构以及掌握如何组合构件来满足机构具有确定运动的条件，是机构分析与设计的基础。机构的运动简图是机械设计的T程语言，能够简明准确地表达岀机构的实质内容，即运动的传递路线、各构件的运动形式以及构件Z间的连接关系等。因此,机构运动简图作为一种工具，应较熟练地加以掌握。（一）机构的组成和运动副1.机构的组成机构由若干构件联接组合而成，根据运动传递路线和构件的运动状况，构件可分为三类：（

2、1）机架机构中的固定构件或相对固定构件称为机架C每个机构中均应有一个构件作为机架。（2）原动件机构中作独立运动的构件称为原动件。原动件是机构中输入运动的构件，故也称主动件。每个机构都应至少有一个原动件。在机构运动简图中，要求用箭头标明原动件的运动方向。（3）从动件机构中除了机架和原动件以外的所有构件均称为从动件。2.运动副概念两个构件直接接触而形成的可动联接称为运动副。这个概念包含三层意思：（1）两个构件运动副中Z“副”是成对的意思，一个构件谈不上运动副，由两个构件构成一个运动副，两个以上的构件则可构成多个运动副。（2）直接接触两个构件只有宜接接触才能构

3、成运动副。直接接触使构件的某些独立运动受到限制（或约束），构件的自由度减少，从而体现出运动副的作用。一旦构件脱离接触而失去约束，它们所构成的运动副即不复存在。（3）可动联接两个构件Z间要能存在一定形式的相对运动，形成一种可动的联接。显然，若两构件Z间具有无相对运动的静联接，则二者固结为一个构件，它们Z间不存在运动副。在平面机构中，按构件的接触性质运动副可分为高副和低副两类，它们所约朿的自由度数冃和内容是不同的。（二）平面机构的运动简图机构运动简图是表示机构组成和各构件相对运动关系的简明图形。在机构运动简图中，不考虑机构外形和运动副的具体结构，仅用简单线条

4、和符号表示构件和运动副，突岀表达机构的运动关系。机构运动简图常在机构的运动分析或在拟订机构的原理方案时使用。在绘制和应用机构运动简图时，应注意以下儿点；（1）熟记各类常用平面机构与运动副的符号表示法。（2）构件的表达力求简明，一般不必考虑表达构件本身的形状和大小，而机构简图中，构件图形的差异并不会影响构件的运动性质。（3）选取适当的投影面和比例尺。（三）平面机构的自由度机构具有确定运动的条件是：原动件的数冃=机构的口由度数尸（尺＞0）。为了判定一个机构能否成立，首先耍计算出它的自由度数，并看它与原动件的数冃是否相等。通常，机构的原动件已经给定，而其自由度

5、数厂则按下列公式计算：F=3叶2P-Pw运用平面机构口由度公式计算一个机构的口由度数F,是学习的重点内容之一，必须熟练掌握。当机构屮含有复合饺链、局部自由度和虚约朿时，丿应能准确地识别和处理，这是正确计算机构自由度数的关键。（1）复合饺链两个以上的构件在同一处以冋转副相联接则形成复合狡链。所以，复合较链是指重合在一起的多个回转副，在机构运动简图上表示为多个构件集中于一点。计算机构自由度时应注意识别复合饺链，判定复合饺链的关键在于确定在该点参与形成回转副的构件。（2）局部自由度机构中常岀现一种与机构的主要运动无关的自由度，称为局部自由度，在分析机构自由度

6、时不应计算在内。局部自由度的处理方法见教材图2-14,注意在去除滚子的同时，回转副也应同时去除，这就相当于使机构的自由度数减少了一个，即消除了局部自由度。（3）虚约束在机构中，对机构的运动不产生实际约朿效果的重复约束称为虚约朿。在计算机构自由度时亦应予以排除。由丁虚约束在实际机构中的表现形式各不相同，因而与复合饺链和局部自由度相比，虚约朿的鉴别耍复杂一些。教材中对平而机构的儿种常见虚约束己有较详细的论述，它们大体上可以归纳为三类：第一类虚约束：两构件Z间形成多个运动副，它们可以是移动副（图2-17）或转动副（图2-18）,这类虚约束的儿何条件比较明显，计

7、算自由度的处理也较简单，两个构件Z间只按形成一个运动副计算即可。第二类虚约束：机构中两构件上某两点的距离始终保持不变。如用一个附加杆件把这两点饺接，即形成虚约朿。这两个点可以是某动点对某固定点的关系（如2-15中的E、尸），也可以是两个动点Z间的关系（图2-16中的E、尸）。这类虚约束常见于平行四边形机构，计算自由度时应撤去附加杆及其回转副。第三类虚约束：机构中对运动不起作用的对称部分可产生虚约束（图2-19）o这类虚约朿常见于多个行星齿轮的周转轮系，计算自由度时应只保留一个行星轮而撤去所有多余的行星轮及其有关运动副。最后必须说明，虚约束是人们在工程实际

8、中为改善机构或构件受力状况，在一定条件下所采取的措施。在计算机构自由度时，必须鉴