文档介绍：机械系统的运动简图
主要学****内容
1-1 运动副
1-2 机械系统的运动简图
1-3 机械系统具有确定运动的条件
思考题
主要学****内容
主要学****内容:
●了解机构的组成和机构运动简图的概念
●平面机构自由度的计算
●平面机构具有确定运动的条件
运动副
机构是用运动副联接起来的,有一个构件为机架,来传递运动和力的构件系统。
运动副:两个构件直接接触组成的具有相对运动的可动联接。
◆两个构件◆直接接触◆有相对运动三个条件缺一不可
运动副元素——构件间直接接触的表面部分(点、线、面)。
运动副的分类:
按接触情况分低副和高副。
低副:面接触;低副又分为转动副(铰链)和移动副。
高副:点或线接触;
如:滚动副、凸轮副、齿轮副等。
滚
子
凸
轮
齿
轮
齿
廓
活
塞
与
缸
套
上述运动副中,两构件相对运动均为平面运动,称为平面运动副。相对运动为空间运动,称为空间运动副。
机械系统的运动简图
机构运动简图:用规定的线条和符号表示构件、运动副,按一
定比例关系表示各运动副的相对位置,表现出与原机构完全相同的运动特征的简单图形。
机构运动示意图:不按比例绘制的简图。
部分运动副和机构运动
简图符号(GB4460-84)。
机构运动简图应满足的条件:
、数目与实际相符
。
绘图步骤:
◆分析机构运动。找出固定件(机架)、原动件和从动件。
◆从原动件开始,按运动顺序,确定运动副的类型和数目。
◆选适当的投影面和机构运动位置。
◆选比例尺μL[实际长度(m)/图示长度(mm)]用规定符号绘图。
例:鳄式破碎机
内燃机
插齿机
构件的表示方法:
机械系统具有确定运动的条件
一、机构运动确定性的概念
当原动件作独立运动时,各从动件随之作确定的运动,各 从动件的位置均由原动件的位置所确定。
1
2
3
1
2
3
4
三杆结构
四杆结构
五杆结构
不能动
有一个原动件
运动确定
有一个原动件运动不确定
有二个原动件运动确定
1
2
3
4
5
由此可见,机构可能接受外部输入的独立运动的数目(即允许外部给予该机构的独立位置参数的数目)是判断机构运动确定性的重要参数。----机构的自由度。
机械系统具有确定运动的条件
二、平面机构的自由度计算
n为活动构件数;
Pl为低副数;
PH为高副数;
例:(1)铰链四杆机构
其自由度:F=3n-2Pl-PH=3×3-2×4-0=1
(2)铰链五杆机构
(3)自由度为0的构件组合
五杆:F=3×4-2×6-0=0
四杆:F=3×3-2×5-0=-1
三杆:F=3×2-2×3-0=0
桁架!
机构具有确定运动的条件:
机构自由度F大于零,且等于原动件个数。
上述例子说明:原动件<F,机构运动将不确定
原动件>F,则导致机构簿弱环节的损坏。
q
(x , y)
y
x
O
一个低副:
引入二个约束
一个高副:
引入一个约束
其自由度: F=3n-2Pl-PH=3×4-2×5-0=2
平面机构的自由度计算
例:计算曲柄滑块机构的自由度。
S3
1
2
3
解:活动构件数 n=3
低副数Pl=4
高副数 Ph=0
F=3n - 2Pl - Ph =3×3 - 2×4=1
例:计算图示凸轮机构的自由度
1
2
3
解:活动构件数 n=2
低副数 Pl=2
高副数 Ph=1
F=3n - 2Pl - Ph
=3×2 -2×2-1
=1
平面机构的自由度计算
例:判断牛头刨床主体机构是否有确定的运动。
解: n=5 Pl=7 Ph=0
F=3n-2Pl-Ph=3×5-2×7 =1
机构原动件为1,∴机构运动确定。
计算自由度应注意的问题
(1) 复合铰链
由三个或更多个构件在同一处构成的多个转动副称为复合铰链。
若复合铰链由m个构件组成,则其转动副的数目为(m-1 )个。
(2) 局部自由度
构件局部运动所产生的自由度。
局部自由度可改善构件工作状况。
例:判断图示机构的运动确定性。。
C
D
A
B
F
1
E
2
3
4
5
6
解: n=5 Pl=6 Ph=0
F=3n-2Pl-Ph=3×5-2×6=3
机构原动件为1,机构运动不确定。
但实际上机构自由度为1,运动确定。
两构件在多处接触形成转动副,且转动轴线重合,只算一个转动副,其余为虚约束;
计算自由度应注意的问题
(3) 虚约束
A
1
2