第一章-平面机构的运动简图及自由度

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(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.
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。
图1-6(a), (b), (c)是两个构件组成转动副的表示方
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.
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1-2 平面结构运动简图
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,有必要撇开那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:
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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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.
1-1-2.约束与运动副
对物体运动的限制称为约束。机构中的构件由于相互连接, 其独立运动受到约束,为此,必然失去-些自由度,但又保留些自由度。构件失去的自由度与它受到的约束条件数
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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.
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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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,
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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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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
1-1.平面机构的组成
1-1-1.构件及其自由度
构件是机构中具有相对运动的单元体,因此它是组成机构 的主要要素之-。自由度是构件可能出现的独立运动。任何个构件在空间自由运动时皆有六个自由度。它可表达为在直 角坐标系内沿着三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转动。 而对于-个作平面运动的构件,则只有三个自由度,如图1 2所示,构件AB可以在x0y平面内绕任-点A转动,也可沿x 轴或y轴方向移动
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