机械原理结构分析

机架
●
例2-1 绘制图示机构简图
3 C 23 4
2
B 12
1
A 14
4
C234
2wk.baidu.com
3 4
B12
1 A14
机械原理结构分析 ●
例2-2 颚式破碎机
机械原理结构分析
2
A
B 1
3
D 4 C
●
❖ 例2-3.绘制转动翼板式水泵机构运动简图 ❖ 例2-4.绘制旋转泵机构运动简图 ❖ 例2-5.绘制图示机构的机构运动简图
F＝3n－2PL－PH-F ＝3 －3 2 －3 1- 1
＝ 1 机械原理结构分析
●
3.注意事项（续）
3）虚约束 不产生实际约束效果的重复约束
2
2
1
3
1
5
3
—排除
4
F＝3n－2PL－PH ＝3 －3 2 4－ 0 ＝1
4
F＝3n－2PL－PH ＝3 －4 2 －6 0 ＝0 ？
应用实例
机械原理结构分析
2.机构(运动链)具有确定相对运动的条件
四杆机构
五杆机 构
F=3n-2 pl – ph
=3×3 - 2×4-0=1
F=3n-2 Pl – Ph
=3×4 - 2×5-0=2
有一个机架 自由度大于零（F>0） 原动件数 =自由度数 （通常，原动件为含低副构件机且械原与理结机构架分析相连, 只有一个自由度。）
复
F＝3n－2PL－PH ＝3 －7 2 6－ 0 ＝9 ?
F＝3n－2PL－PH ＝3 7－2 10－ 0 ＝1
复 复 复
机械原理结构分析 ●
3.注意事项（续） 3
两构件间构成多个运动副
F＝3n－2PL－PH ＝3 2－2 －2 1
＝1 对
F＝3n－2PL－PH ＝3 2－2 －3 1
2
＝-1 错
1
➢移动副导路平行 ➢转动副轴线重合 ➢平面高副接触点共法线
“移动副”
机械原理结构分析
“转动副”
●
3.注意事项（续）
2）局部自由度 —排除 机构中某些构件所具
有的局部运动，并不影响 机构运动的自由度。
这时
F ＝ 3n － 2PL － PH 3 3 1
＝＝32 －2 －
F＝3n－2PL－PHF
式中F 为局部自由度数目
3. 恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件 的运动平面相平行的平面作为投影面。
4. 选择适当的比例尺, 定出各运动副之间的相对位置， 用规定的简单线条和各种运动副符号, 将机构运动 简图画出来。
机械原理结构分析
2-3 平面机构的自由度
一、构件的自由度 自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置所
F＝3n2PL PH F＝3n2PLPH ＝3 3 24 0 ＝34 25 0
＝1
＝2
机械原理结构分析
F＝3n2PLPH ＝32 22 1 ＝1
●
F=3n-2PL-PH
=32-23 -0 =0
F=3n-2PL-PH =3 3-25-0 =-1
三个构件通过三个转动副相连, 相当于一个构 件。
机械原理结构分析 ●
F＝3n－2PL－PH+P ＝3 4－2 －6 0+ 1
表达方式：
用简单线条表示构件 规定符号代表运动副 按比例定出运动副机的械原相理对结构位分析置
●
一、运动副符号
转动副
移动副 机械原理结构分析 ●
齿轮副
1
1
2
2
2
2
凸轮副
机械原理结构分析
●
螺旋副
机构运动简图表
机械原理结构分析
球面副 ●
二、构件
不管构件形状如何，简单线条表示，带短剖面 线表示机架。
机械原理结构分析 ●
例2-6 活塞泵 运动副？
机械原理结构分析 ●
例2-7 小型压力机
机械原理结构分析 ●
小结：
1. 分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机架、 原动部分、传动部分和执行部分，以确定运动副 的数目。
2. 循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相 对运动的性质，确定运动副的类型和数目;
机械原理结构分析 ●
2. 移动副 约束数 S = 2
3. 齿轮副
n
4. 凸轮副
n
约束数 S = 1
平面低副约束数 S = 2 平面高副约束数机械S原=理结1构分析
n n
●
三、平面机构的自由度 1.机构自由度的计算公式 机构的自由度 F= 3活动构件数-2低副数-1高副数
计算公式 F ＝3n 2PL PH
第二章 平面机构的结构分析
•2-1 构件及其运动副 •2-2 机构运动简图的绘制 •2-3 平面机构自由度的计算 •2-4 机构的组成原理及结构分析 •2-5 平面机构中的高副低代
机械原理结构分析
2-1 构件及其运动副
一、构件 —— 运动的单元. 二、运动副 —— 两个构件直接接触且具有确定相对运
需独立坐标数）。 一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。
y
y
x
y x
机械原理结构分析
1
x
2
●
二、平面运动副的约束条件
约束— 限制 约束条件 —
约束数
运动副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。
1. 转动副
y
0
x
F=3 F=10
y
约束数 S = 2 x F=4 F=6
不论形成运动副的两个构件是否其中有一个 相对固定，运动副引入的约束数S均相同。
动的联接。 运动副元素——两构件相互接触的点、线、面。
平面运动副分类:
转动副
移动副
特点：面接触、相对转机械动原理或结构相分析对移动 低副
●
齿轮副
凸轮副
特点：点或线接触、沿接触点切线方向相对移动 绕接触点的转动 高副
螺旋副
机械原理结构分析
球面副
●
三、运动链
若干构件通过运动副联接而成的可动系统称运动链
机械原理结构分析 ●
带运动副元素的构件
机械原理结构分析 ●
三、机构运动简图的绘制
方法与步骤：
1.确定构件数目及原动件、输出构件； 2.根据各构件间的相对运动确定运动副的种类和数目； 3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图； 4.标明机架、原动件和作图比例尺； 5.验算自由度。
B
A
C
B A
C
机械原理结构分析
●
3.注意事项 1）要正确计算运动副数目 复合铰链
m个构件(m3)在同一处构成 共轴线的转动副
复
2
3
5
1
6
—计算在内 m-1个低副
2 5
3
4
F ＝ 3n－2PL－PH ＝ 3 5 －2 6 － 0
F ＝ 3n－2PL－PH ＝ 3 5 －2 7－0
＝ 3
＝ 1
机械原理结构分析
●
例2-7: 圆盘锯机构
若将运动链中的一个构件相对固定，运动链则 成为机构。
四、机构中构件的分类：
1、机架（描述运动的参考系）
2、原动件（运动规律已知的构件）
3、从动件
机械原理结构分析
2-2 平面机构运动简图的绘制
机构运动简图 表示机构运动特征的一种工程用图
与运动有关的因素：
构件数目 运动副数目及类型 运动副之间的相对位置