第一章平面机构的运动简图及自由度

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法。用圆圈表示转动副,其圆心代表相对转动轴线。若组成 转动副的两构件都是活动件,则用图(a)表示。若其中-个为 机架,则在代表机架的构件上加阴影线,如图(b)、图(c)所 示.
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1-2 平面结构运动简图
两构件组成移动副的表示方法如图1-6 (d), (e), (f) 所示。移动副的导路必须与相对移动方向-致。同上所述,图 中画阴影线的构件表示机架.
实际构件的外形和结构很复杂,在研究机构运动时,为
了使问题简化,有必要撇开பைடு நூலகம்些与运动无关的构件外形和运
动副具体构造,仅用简单线条和符号来表示构件和运动副,
并按比例定出各运动副的位置。这种表明机构各构件间相对
运动关系的简化图形,称为机构运动简图。
机构运动简图中的运动副表示如下:
图1-6(a), (b), (c)是两个构件组成转动副的表示方
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1-2 平面结构运动简图
最后,将图中的机架画上阴影线,并在原动件2上标注箭 头需要指出,虽然动颚3与偏心轴2是用-个半径大于AB的轴 颈连接的,但是运动副的规定符号仅与相对运动的性质有关,
而与运动副的结构尺寸无关,所以在简图中仍用小圆圈表示。
例1-2绘制图1-9 ( a)所示活塞泵的机构运动简图
1-1-3 运动副的分类
根据组成运动副两构件之间的接触特性,运动副可分为低 副和高副. 1.低副 两构件之间通过面接触形成的运动副称为低副。根据它们 之间的相对运动是转动还是移动,又可分为转动副和移动副。
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1-1.平面机构的组成
(1) 转动副若组成运动副的两构件之间只能绕某-轴线作相 对转动,这种运动副称为转动副。由圆柱销和销孔及其两端 面所构成的转动副称为铰链,如图1-3所示。图中有-构件 (如构件1)是固定的,称为固定铰链。若没有构件固定,则 称为活动铰链。
1-2 平面结构运动简图
图1-7为构件的表示方法。图(a)表示参与组成两个转动 副的构件。图(b)表示参与组成-个转动副和-个移动副的构 件。-般情况下,参与组成三个转动副的构件可用三角形表示。 为了表明三角形是-个刚性整体,常在三角形内打剖面线或在 三个角加上焊接标记,如图(c)所示,如果三个转动副中心 在-条直线上,则用图(d)表示。超过三个运动副的构件的表 示方法可依此类推。
在平面机构中两构件组成高副后,保留的自由度为2。如 图1-5 (b)所示,轮齿1与轮齿2组成的高副中,轮齿1沿公 法线n-n方向的移动受到约束,而轮齿1相对于轮齿2则既可 沿接触点C的切线t-t方向移动,同时还可绕C点转动。由此 可知,平面机构中的高副引入-个约束,而保留两个自由度.
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1-2 平面结构运动简图
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1-2 平面结构运动简图
构件4与5之间为相对移动,构成移动副F。 选取适当比例,按图1-9 ( a)尺寸,定出A, B, C, D,
E, F的相对位置,用构件和运动副的规定符号画出机构运动 简图,在原动件上标注箭头,如图1-9(b)所示 应当说明,绘制机构运动简图时,原动件的位置选择不同, 所绘机构运动简图的图形也不同。当原动件位置选择不当时, 构件互相重叠交叉,使图形不易辨认。为了清楚地表达各构 件的相互关系,绘图时,应当选择-个恰当的原动件位置。
第一章平面机构的运 动简图及自由度
1-1.平面机构的组成
相等。如:平面机构中的任-构件若都在图1 -2中x0y,平面内 运动,则这些构件皆失去三个自由度,即受到三个公共约束 (沿垂直于运动平面轴线的移动和绕x轴、J轴的转动均被约 束)。因此,当这些构件相互连接组成机构时,至少又要引入 -个约束,但最多只能引入两个约束,这是因为这些构件的自 由度皆为3的缘故.
解:活塞泵由曲柄1、连杆2,齿扇3,齿条活塞4和机架5
等五个构件组成。曲柄1是原动件,2, 3, 4是从动件。当原
动件1回转时,活塞在气缸中往复运动各构件之间的连接如
下:构件1和5, 2和1, 3和2, 3和5之间为相对转动,分别构
成A, B, C, D转动副。构件3的轮齿与构件4的齿构成平面 高副E。
当构件组成机构时,每个构件都以-定的型式与其他构件相互 连接,且相互连接的两构件间保留着-定的相对运动。这种使 两构件直接接触而又彼此有-定的相对运动的连接称为运动副。 组成运动副的两构件在相对运动中可能参加接触的
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1-1.平面机构的组成
接触的点、线、面称为运动副元素。显然,运动副也是组成 机构的主要要素.
下面举例说明机构运动简图的绘制方法 例1-1 绘制图1-8 (a)所示颚式破碎机的机构运动简图
解:颚式破碎机的主体机构由机架1,偏心轴(又称曲轴)2、 动颚3、肘板4等四个构件组成。带轮与偏心轴固连成-整体, 它是运动和动力输入构件,即原动件,其余构件都是
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1-2 平面结构运动简图
(2)移动副若组成运动副的两构件只能沿某-轴线作相对直 线移动,这种运动副称为移动副,如图1 -4所示。 由上述可知,平面机构中的低副引入两个约束,仅保留个自由度.
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1-1.平面机构的组成
2.高副 两构件之间通过点或线接触组成的运动副称为高副。如图
1-5(a)所示,凸轮1与从动件2,图1-5(b)所示轮齿1与轮 齿2皆在其接触处分别组成高副.
机构中的构件可分为三类: (1)固定构件(机架)用来支承活动构件(运动构件)的构 件 (2)原动件(主动件)运动规律已知的活动构件它的运动 是由外界输入的,故又称为输入构件。 (3)从动件机构中随原动件运动而运动的其余活动构件其 中输出预期运动的从动件称为输出构件,其他从动件则起传 递运动的作用。
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从动件。当带轮和偏心轴2绕轴线A转动时,驱使输出构件动 颚3作平面复杂运动,从而将矿石轧碎。
在确定构件数目之后,再根据各构件间的相对运动确定 运动副的种类和数目。偏心轴2绕机架1轴线A相对转动,故 构件1, 2组成以A为中心的转动副;动颚3与偏心轴2绕轴线B 相对转动,故构件2, 3组成以B为中心的转动副;肘板4与动 颚3绕轴线C相对转动,故构件3, 4组成以C为中心的转动副; 肘板与机架绕轴线D相对转动,故构件4, 1组成以D为中心 的转动副。选定适当比例尺,根据图1 -8 ( a)尺寸定出A, B, C, D的相对位置,用构件和运动副的规定符号绘出机构 运动简图,如图1-8 (b)所示
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