机构及机构运动简图(课堂PPT)

2 机构及机构运动简图
2.1 机构
概念
用于传递运动或改变运动形式的用各种机件组合而成的组合体。
实例——内燃机
齿轮机构 曲柄滑块机构 凸轮机构
可见，机构是一 个组合体，如何
进行细分？
图2-4 内燃机工作原理图
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2.2 零件与构件
零件
每一个单独加工的单元体(独立的加工单元)
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2.3 运动副
典型运动副
转动副和移动副分别 转动副和移动
是低副还是高副？
副都是低副
转动副
使两个构件的相对移动受到约束，
而只有一个独立相对转动自由度 的运动副。也称为回转副或铰链。 如铰链、轴与轴承等。
移动副
使构件的一个相对移动和相对转
动受到约束，而只有一个方向独 立相对移动自由度的运动副。也 称为棱柱副。如汽缸与活塞、滑 块与导轨等。
图2-6 典型运动副
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2.4 运动链
定义
两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。
分类
开式链：运动链的各构件不构成首尾封闭的系统。 闭式链：运动链的各构件构成了首尾封闭的系统。
机构
将运动链的一个构件固定为机架，其中的一个或几个原动件作 独立运动时，其余从动件即随之作确定的运动
2.4 平面机构运动简图
实例一——内燃机
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图2-8 内燃机
齿轮机构
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2.4 平面机构运动简图
实例一——内燃机
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图2-8 内燃机
6
5'
凸轮机构
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2.4 平面机构运动简图
实例一——内燃机
+
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6
+
5'
6
= 5'
常用运动副的符号
如何用简单的 线条和符号表 示构件和运动
副？？？
一般构件的表示方法
常用机构运动简图符号
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2.4 平面机构运动简图
绘图步骤
分析清楚所要绘制机械的结构和动作原理。 从原动件开始，按照运动传递的顺序，仔细分析各构件相对运 动的性质，确定运动副的类型和数目。 合理选择视图平面，通常选择与大多数构件的运动平面相平行 的平面为视图平面。 选取适当的长度比例尺，按一定的顺序进行绘图，并将比例尺 标注图上。
构件
有相对运动的各个单元体(独立的运动单元)。可以是单一的零 件，也可以是多个零件固联成的内部没有相对运动的刚性结构。 特点
不同构件间有相对运动 单一构件内部没有相对运动 可以是单一零件（如曲轴），也可以是多个零件组成（如连杆）
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2.2 零件与构件
螺栓 垫圈 螺母
注：不能运动或无规则乱动的运动链不能成为机构
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2.4 平面机构运动简图
定义
不考虑与运动无关的因素而仅用简单的线条和符号代表构件与 运动副，并按一定比例表示各构件间的相对运动关系的简单图 形。
作用
表示机构的组成和运动情况 作为运动分析和动力分析的依据
构件与运动副的表示
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2.3 运动副
构件的自由度
构件所具有的独立运动的数目（或确定构件位置的独立参变量 的数目）
一个作平面运动的自由构件具有 三个独立运动数
如图所示，在 Oxy坐标系中，构件S 可随其上任一点A沿x轴、y轴方向移 动和绕A点转动。即一个作平面运动 的自由构件具有三个自由度。
图2-5 构件的平面运动
A
2
1
B
D
C
1
n=3 pL=4 ph=0 F=3n-2pL-ph) =1
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2.4 平面机构的自由度
5
1
2
1
3
4 4'
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2.4 平面机构运动简图
实例二——颚式破碎机
2. 偏心轴
1. 机架
5. 带轮
3. 动颚板
4.肘板
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2.4 平面机构运动简图
实例二——颚式破碎机
2. 偏心轴
1. 机架
5. 带轮
A
B
A
2
1
B
3. 动颚板
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2.3 运动副
约束
对独立运动所加的限制。每加上一个约束，构件便失去一个自 由度。
运动副
使构件直接接触又能保持一定形式的相对运动的连接
按接触方式分类
点接触——高副(1个约束，2个自由度) 线接触——高副(1个约束，2个自由度) 面接触——低副(2个约束，1个自由度)
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2.4 平面机构的自由度
运动链（或机构）的自由度
运动链（或机构）具有的独立运动的数目
运动链成为机构的条件
自由度大于0（保证运动链能运动）
自由度数等于原动件数（保证运动链具有确定的运动）
自由度的计算
设n个活动构件，PL个低副，PH个高副，自由度数为F
构件总自由度
D C
4.肘板
D
C
1
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2.4 平面机构运动简图
思考——如图所示的破碎机应如何绘制运动简图？？
A B
E
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DC
FG
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2.4 平面机构运动简图
练习
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练习1解答
3
C23 4
2
B12
1
A14
C234
3
2
4
B12
1
4
A14
低副约束数
3×n
2 × PL
=>
F=3n-2PL-PH
高副约束数 1 × Ph
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2.4 平面机构的自由度
实例一：铰链四杆机构
n=3 pL=4 ph=0 F=3n-2pL-ph=1
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2.4 平面机构的Байду номын сангаас由度
实例二——颚式破碎机
套 筒
连杆体 轴瓦
实体
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连杆盖 零件
构件
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2.2 零件与构件
零件、构件、机构与机器的联系
机器
一个或多个
做功或实现 能量转换
确定的
相对运动
机构
构件
刚性联结
零件
机械 总称
机构中构件的分类
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运动单元
制造单元
固定件：机架 原动件：主动件 从动件：随原动件运动的其余构件
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2.4 平面机构运动简图
注意事项
画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。
图2-7 构件的表示方法
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2.4 平面机构运动简图
实例一——内燃机
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图2-8 内燃机
曲柄滑块机构
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