第七章 常用机构-运动副

I级副 级副
II级副 级副
III级副 级副
两者关联
IV级副 级副
V级副 级副
V级副 级副
V级副 级副
运动副分类 3)按运动副的运动空间分类 按运动副的运动空间分类
平面运动副: 运动副元素间只能相互作平面平行运动; 平面运动副 运动副元素间只能相互作平面平行运动 空间运动副: 运动副元素间能相互作空间运动。 空间运动副 运动副元素间能相互作空间运动。
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1 1
1
1
1
2
2 1 2 1 1 1 2 1
2 1
2
2 2 1 1
平 面 高 副
2 1
2
1 2 2 1 2
2 螺 旋 副 1 2 1 球 面 副 球 销 副 2
1 1 1
空 间 运 动 副
1 2
1 2
1 2
2 1
1 2
平面机构的运动简图
构件的表示方法
二、构件的表示方法
1、参与组成两个运动副的构件
1、构件的自由度及约束条件 、 空间运动的自由度
构件自由度：相对于参考系构
件所具有的独立运动的数目。
约束：对构件的独立运动所
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加的限制。构件受一约束， 失去一个自由度。
一个自由构件在空间具有6 一个自由构件在空间具有6 个自由度
运动副
构件的运动指构件每一瞬时位置的变化。一自由构件作平面运动， 构件的运动指构件每一瞬时位置的变化。一自由构件作平面运动，其位置由三个 参变量确定: 参变量确定:
常用机构运动简图符号
带 传 动
链 传 动
平面机构的运动简图
常用机构运动简图符号
外啮合 圆柱齿 轮传动
凸 轮 传 动
内啮合 圆柱齿 轮传动
棘 轮 机 构
平面机构的运动简图 机构运动简图应满足的条件 机构运动简图应满足的条件： 应满足的 1.构件数目与实际相同 构件数目与实际相同 2.运动副的性质、数目与实际相符 运动副的性质、 运动副的性质 3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构 运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构 成比例。 成比例。 实例： 实例：
第七章 常用机构
运动副、 运动副、机构与机构运动简图 平面连杆机构 凸轮机构和螺旋机构 间歇运动机构 机构的扩展与组合
第一节 运动副、机构与机构运动简图 运动副、
机械的基本概念
1、零件 、
组成机器的最小 单元称为零件。 单元称为零件。
机械的基本概念
2、构件 、
机器中， 机器中，每一个独立影 响机械功能并能独立运动 响机械功能并能独立运动 的单元体成为构件
曲轴2 曲轴2
B A
机架1 机架1
2、运动副
1与2⇒在A回转副 2和3 ⇒在B回转副 3与4⇒在C回转副 4与1⇒在D回转副
2
动颚3 动颚3
D
肘板4 肘板4
C B
3 1
A
3、选择投影面 4、比例尺 µl＝0.001m/mm
4
D C
平面机构的运动简图
绘制机构运动简图的方法
A B E
F D C
G
平面机构的运动简图
传递、 传递、转换运动与动力 实现某种特定的运动
机器
具有确定机械运动 转换机械能 完成一定有用工作过程
机 械
机械的基本概念
5、机械、机器、机构、构件、零件之间的关系 、机械、机器、机构、构件、 构件 机构 机器
零件
制造单元
运动单元
传递、 传递、转变 利用机械能做功 运动形式 或实现能量转换
机械
运动副
机械的基本概念
平面机构 机构 空间机构
√
所有构件均在同一平面或在 几个相互平行的平面内运动
平面机构
空间机构
机械的基本概念
4、机器 、
由一个或一个以上的机构组成， 由一个或一个以上的机构组成，具有确定机 械运动并完成一定有用工作过程 完成一定有用工作过程的装置 械运动并完成一定有用工作过程的装置
机构
2、参与组成三个运动副的构件
注：关于工 程常用机构 运动简图符 号国家已有 规定。 规定。
一般构件的表示方法
杆、轴构件 固定构件
同一构件
两副构件
三副构件
平面机构的运动简图 注意事项: 注意事项
画构件时应撇开构件的实际外 而只考虑运动副的性质。 形，而只考虑运动副的性质
平面机构的运动简图
在 机 架 上 的 电 机 齿 轮 齿 条 传 动 圆 锥 齿 轮 传 动 圆柱蜗 杆蜗轮 传动
螺旋副
球面副
运动链
运动链 定义：两个以上的构件通过运动副联接 而构成的相对运动的系统
闭链
闭链 分类：按首末构件是否相连 开链
开链
传统机械一般为闭链；机器人和机械手一般为开链。 传统机械一般为闭链；机器人和机械手一般为开链。 一般为闭链 一般为开链
运动链
将运动链的某一构件固定，使之有确定运动。运动链→机构。 机架 固定构件
（x,y,θ) x,y,θ
一个作平 面运动的 自由构件 有3个自由 度
运动副
2、运动副 、
定义:凡是两构件直接接触而又能产生一定形式的相对运动的联接 定义
a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 两个构件、 直接接触、 两个构件 三个条件， 三个条件，缺一不可
运动副元素:
为点、线、面形式。
构件直接接触构成的运动副表面。
构件用直线 或小方块等 来表示， 来表示，画 有斜线的表 示机架。 示机架。
平面机构的运动简图
绘制机构运动简图的方法
三、绘制机构运动简图的方法
步骤： 步骤： 1、分析机械的工作原理、组成及运动传递情况；确定固 定构件与活动构件、主动件与从动件。 2、确定运动副的类型和数目。 3、恰当选择运动简图的视图平面（投影面）。（一般选大 多数构件的运动平面）。 4、选取比例尺（µl），定出各运动副的相对位置，开始绘 制。 µl＝构件的实际长度（m）／图长（mm） 注意问题： 如µl＝1／10，若构件实长为2m，则图长20mm 构件要编号； 运动副要有代号； 原动件要用箭头表示方向。
机
原动件
按给定运动规律独 立运动的构件。
构
其余活动构件，其活动 取决于原动件的运动规 律及机构的组成情况。
从动件
机构＝机架＋原动件＋ 机构＝机架＋原动件＋从动件
1个 1个或几个 若干
平面机构的运动简图
作用： 作用： 1.表示机构的结构和运动情况。 表示机构的结构和运动情况。 表示机构的结构和运动情况 2.作为运动分析和动力分析的 作为运动分析和动力分析的 依据。 依据。
运动副分类
运动副的分类
1)按运动副元素接触情况的不同
低副 高副
♦低副：面接触，应力低
(1) 转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
固定铰链转动副
活动铰链转动副
运动副分类
移动副：只允许两构件作相对移动。 (2) 移动副：只允许两构件作相对移动。
运动副分类
◆高副：点、线接触，应力高
点接触
偏心泵 3
绘制机构运动简图的方法
C234 C23 4
3 4 2 2
B12
1
B12
1
4 A14
A14
平面机构的运动简图
绘制机构运动简图的方法
活塞泵
平面机构的运动简图
例：绘制机构运动简图。
C
µl＝0.001m/mm
平面机构的运动简图
绘制机构运动简图的方法
工作原理： 工作原理：
电动机
带传动
偏心轴转动
动颚板摆动， 动颚板摆动，与定 颚板一起压碎物料
平面机构的运动简图
1、工作原理
1 2 3 4
—机架 —曲轴（原动件） —动颚 —肘板
绘制机构运动简图的方法
凸轮副
运动副分类
齿轮副
限制了沿公法线n-n 方向 的相对移动，保留了沿接 触处切线t-t方向的相对移 动和在平面内的相对转动。
线接触
空间两构件构成的运动副，其自由度 和约束数 满足： 和约束数s满足 空间两构件构成的运动副，其自由度f和约束数 满足：
f+s= f+s= 6
运动副分类 2)按引入的约束数分有： 按引入的约束数分有： 按引入的约束数分有 I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。 级副、 级副 级副、 级副 级副、 级副 级副、 级副 级副。 级副
注意：构件可以是一个独立运动的零件， 注意：构件可以是一个独立运动的零件，也可以是 多个零件刚性联接在一起组合而成。 多个零件刚性联接在一起组合而成。
机械的基本概念
3、机构 、
机构 两个以上的构件通过 由两个以上的构件通过 活动连接以实现规定运 动的组合体， 动的组合体，其各组成 部分之间具有一定的相 对运动用来传递 传递、 对运动用来传递、转换 运动和动力， 运动和动力，或实现某 种特定的运动
平面机构的运动简图
运动副的表示方法
3、高副
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，常用点划线划出其节圆。
惯用画法（国标 国标GB4460－84） －
常用运动副的符号
运动副 名称 两运动构件构成的运动副 2 转 动 副 平 面 运 动 副 移 动 副 1 运动副符号 两构件之一为固定时的运动副
一、运动副的表示方法
1、转动副（铰链、国标GB4460－ 国标 － 84 ）
机构示意图：是用特 定的构件和运动副符 号表示机构的一种简 化示意图，仅着重表 示结构特征。（不需 按比例）
平面机构的运动简图
运动副的表示方法
2、移动副（国标 国标GB4460－84） －
两构件组成移动副， 两构件组成移动副， 其导路必须与相对移 动方向一致。 动方向一致。
问题简单化：机构的简明图形
机构运动→有关（取）： ♣ 原动件的运动规律 ♣ 运动副类型 → 无关（舍）： ♣构件外型 ♣断面尺寸 ♣零件数及运动副的具体构造。
平面机构的运动简图
定义： 定义： 运用国际规定的简单符号和线条代表运动副 和构件，并按一定比例尺表示机构各构件间 相对运动关系的简图。 注：机构运动简图与实际机构有相同的运动特征。