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文檔簡介

第三章平面機構(gòu)的運動簡圖及自由度機構(gòu)由構(gòu)件組成,各構(gòu)件之間具有確定的相對運動。然而,把構(gòu)件任意拼湊起來不一定能運動;即使能夠運動,也不一定具有確定的相對運動。那么構(gòu)件應(yīng)如何組合才能運動?在什么條件下才具有確定的相對運動?這對分析現(xiàn)有機構(gòu)或創(chuàng)新機構(gòu)很重要。所有構(gòu)件的運動平面都相互平行的機構(gòu)稱為平面機構(gòu),否則稱為空間機構(gòu)。本章僅討論平面機構(gòu)的情況,因為在生活和生產(chǎn)中,平面機構(gòu)應(yīng)用最多。3-1運動副3.1.1運動副機構(gòu)由若干個相互聯(lián)接起來的構(gòu)件組成。機構(gòu)中兩構(gòu)件之間直接接觸并能作相對運動的可動聯(lián)接,稱為運動副。例如軸與軸承之間的聯(lián)接,活塞與汽缸之間的聯(lián)接,凸輪與推桿之間的聯(lián)接,兩齒輪的齒和齒之間的聯(lián)接等。3.1.2運動副的分類在平面運動副中,兩構(gòu)件之間的直接接觸有三種情況:點接觸、線接觸和面接觸。按照接觸特性,通常把運動副分為低副和高副兩類。1.低副兩構(gòu)件通過面接觸構(gòu)成的運動副稱為低副。根據(jù)兩構(gòu)件間的相對運動形式,低副又分為移動副和轉(zhuǎn)動副。兩構(gòu)件間的相對運動為直線運動的,稱為移動副,如圖3-1所示;兩構(gòu)件間的相對運動為轉(zhuǎn)動的,稱為轉(zhuǎn)動副或稱為鉸鏈副,如圖3-2所示。 圖3-1移動副 圖3-2轉(zhuǎn)動副練2.詠高副榆劑辯兩構(gòu)側(cè)件通吼過殘點或扶線接屈觸注構(gòu)成汁的運惑動副昌稱為楊高副彩。如菌圖3舌-3消,凸飲輪1缸與尖的頂推蘋桿2屠構(gòu)成炭高副順,如悟圖3世-4楚,兩拆齒輪軟輪齒罰嚙合允處意也行構(gòu)成公高副晃。莖 回 韻 聽 巡圖3殼-3發(fā)凸米輪高液副水 素 炎 仇 撈 絮圖3匪-4董齒指輪高寸副旬屢身低副題因通陵過面抹接觸美而構(gòu)灶成運車動副朵,故袖其接疫觸處僚的壓依強小化,承叼載能春力大辮,耐涌磨損攪,壽剛命長達,棄且因砌其朋形狀褲簡單聾,所渠以容確易制肢造休。摘低副唱的兩燒構(gòu)件譜之間枕只能咱作電相對醬滑動四;而亮高副悶的兩集構(gòu)件府之間奶則可舞作相東對滑踩動或議滾動鵝,或策兩者歇并存蓋。凱3-井2姑平符面機裝構(gòu)運倆動簡損圖振實際跪構(gòu)件貍的外吳形和濁結(jié)構(gòu)襖往往歉很復(fù)憲雜,吧在研慰究機欲構(gòu)運昌動時傻,為茄了突擴出與鬧運動重有關(guān)封的因齒素,小將那膊些無蘆關(guān)的形因素廳刪減挖掉倡,莖保留癥與運貍動有緊關(guān)的殃外形姨,用第規(guī)定驗的符挪號來寧代表玉構(gòu)件跨和運吐動副度,并丙按一貓定的蓮比例忍表示攝各種鉗運動誦副的碎相對純位置堤。這催種表葵示機網(wǎng)構(gòu)各軟構(gòu)件認(rèn)之間女相對澡運動夢的簡絲化圖桑形,刊稱為乞機構(gòu)猶運動道簡圖狀。部壺分常僻用機幫構(gòu)運婦動簡織圖符眾號見斧表3拋-1盾,其昆他霞常用郵零部字件的偏表示班方法診可參劑看G拳B4塞46參0-淹84厭“域機構(gòu)發(fā)運動烘簡圖津符號杏”兵。擊表3蜓-1非冬部分猴常用延機構(gòu)魄運動洞簡圖懇符號列(G沉B4武46監(jiān)0-狼84征)鎮(zhèn)名稱溝符號慰名稱栗符號較軸、正桿、暫連桿著等構(gòu)晚件掀a嗓棘輪英機構(gòu)醉i貪軸、定桿的聽固定均支座輝(機藥架)掏b制一個貝構(gòu)件臺上有團兩個弊轉(zhuǎn)動鋤副華c戀鏈傳循動騰j穴一個巾構(gòu)件冒上有巖三個嚴(yán)轉(zhuǎn)動雄副頁d躬兩個狂運動欣構(gòu)件縫用轉(zhuǎn)帳動副擱相聯(lián)爬e良外嚙御合圓場柱齒腹輪傳估動妨k尾一個貓運動傳構(gòu)件毛一個黎固定吃構(gòu)件院用轉(zhuǎn)塌動副此相聯(lián)畫f痰內(nèi)嚙常合圓織柱齒額輪傳前動汁l趴兩個兄運動探構(gòu)件挪用移蟻動副亭相聯(lián)仿g洽齒輪勁齒條昨傳動譯m隊一個庸運動披構(gòu)件首一個棗固定堅構(gòu)件早用移鵲動副趁相聯(lián)貌h僻在支潛架上急的電址機這n孕機構(gòu)糕中的容構(gòu)件舍可分啦為三舟類:濾固定陣件或鎮(zhèn)機架蛛——茫用來伴支撐紀(jì)活動圾構(gòu)件宿的構(gòu)側(cè)件。陡研究害機構(gòu)茂中活店動構(gòu)級件的生運動確時,輔常以仗固定妻件作便為參善考坐鳴標(biāo)系暫。瞎原動富件渠——慰運動公規(guī)律譜已知焦的活堤動構(gòu)免件。哥它的胡運動意是由懂外界獻輸入然的,征故又齡稱為斷輸入溜構(gòu)件齡。式從動計件響——貢機構(gòu)伴中隨妖著原戴動件蘭的運僵動而紀(jì)運動奏的其孤余活賣動構(gòu)傭件。瀉其中普輸出轉(zhuǎn)機構(gòu)墊為預(yù)艙期運膜動的伙從動尊件稱武為輸總出構(gòu)盲件,爭其他框從動怕件則蘿起傳員遞運萌動的趨作用線。濟在一破般的馳運動欲簡圖揪的繪面制中脆,必恨有一偏個構(gòu)雨件被獎相對越地看奴作固早定件蹲,在巡活動打構(gòu)件去中,攜必須浸有一飛個或挑幾個燭原動搖件,更其余帝的是欄從動嗽件。崇兩構(gòu)體件組從成高闖副時截,在凍簡圖駕中應(yīng)速該畫沙出兩罰構(gòu)件英接觸丈處的租曲線恭輪廓林。例畢如互聾相嚙便合的設(shè)齒輪割在簡必圖中彈應(yīng)畫邁出一知對節(jié)趕園來培表示縣,凸艘輪則衣用完選整的撫輪廓半曲線臨來表盯示。繪例3愈-1矩試裙繪制傭圖3懇-5彼a所污示顎父式破錫碎機拍的機朋構(gòu)運握動簡摩圖。自圖3灶-5殊顎目式破詢碎機身及其帆機構(gòu)踢簡圖束解:哀顎式掩破碎龍機的勉主體糖機構(gòu)終由機設(shè)架1慣、偏磁心軸念2、解動顎愚3、廁肘板倚4共售四個胸構(gòu)件喉組成嗚。偏嚷心軸耳是原妖動件食,動武顎和弱肘板雕都是曾從動魂件。陵偏心敘軸在政與它替固聯(lián)銳的帶傷輪5關(guān)的拖深動下皆繞軸錦線A烏轉(zhuǎn)動靜,驅(qū)引使輸煙出構(gòu)脈件動驚顎3瓣作平災(zāi)面運雜動,濃從而匙將礦袍石軋吐碎。豐你眾偏心鼻軸2絮與機表架1存繞軸針線A乏作夫相對盒轉(zhuǎn)動鼓,故終構(gòu)件饒1、籌2組她成以劃A為輸中心膠的回店轉(zhuǎn)副朋;動辣顎3艇與偏伯心軸頂2繞例軸線諒B說作能相對晨轉(zhuǎn)動狂,故捧構(gòu)件疾2、搭3組脖成以燥B為旦中心猛的回擾轉(zhuǎn)副麥;肘節(jié)板4糠與動皺顎3黨繞軸點線C瑞相對視轉(zhuǎn)動雖,故密構(gòu)件音3、徑4組暮成以溝C為寒中心權(quán)的回婆轉(zhuǎn)副崗;肘員板與悄機架辦繞軸差線D紅作里相對堵轉(zhuǎn)動俯,故設(shè)構(gòu)件懸4、肆1組警成以疼D為銜中心疫的回棕轉(zhuǎn)副酷。斬園將選定攔適當(dāng)脹比例常尺,理根據(jù)味圖a厚尺寸花定出無A、訪B、云C、聚D的絨相對儀位置京,用姜構(gòu)件腎和運憐動副錄的規(guī)漲定符吩號繪影出機棵構(gòu)運直動簡找圖,穴如圖蛾3-夏5b雨所示熱。最娛后,哭將圖戚中的惹機架進畫上煉斜線今,在剩原動馳件上強標(biāo)出難指示部運動鉆方向戲的箭幟頭。叉例3飽-2酒繪襯制圖車3-鍋6a乒所示宋活塞板泵機須構(gòu)的著運動柱簡圖浙。扮圖3糾-6頁活親塞泵相及其輩機構(gòu)屈簡圖汗解:衡活塞厲泵由統(tǒng)曲柄不1、凈連桿講2、礙齒扇圍3、傻齒條裹活塞拴4和溫機架佳5共期五個警構(gòu)件寫組成單。曲蛛柄1尺是原馬動件秩,2暴、3插、4純?yōu)閺呐c動件挎。當(dāng)柳原動趣件1狹回轉(zhuǎn)孤時,閥活塞亞在汽孕缸中娃作罵往復(fù)恥運動棉。皮敗券各構(gòu)鳳件之況間的毫聯(lián)接掙如下伐:構(gòu)傲件1碧和5鵝、2懇和1互、3登和2胸、3姑和5邀之間副為相混對轉(zhuǎn)膨動、化分別坐構(gòu)成葉回轉(zhuǎn)佛副A津、B破、C推、D辛。構(gòu)問件3懸的輪桃齒與繡構(gòu)件箏4的抹齒構(gòu)占成平皇面高謝副E游。構(gòu)浩件4崖與構(gòu)股件5壞之間鎮(zhèn)為相央對移訴動,餡構(gòu)成趨移動遠副F魚。弦懸扶選取幕適當(dāng)塔比例稻尺,先按圖笨a尺想寸,賤用構(gòu)玩件和橫運動渡副的無規(guī)定愈符號娘畫出碌機構(gòu)早運動燦簡圖芳,如睛圖3定-6藍b瞎所示熟。最瀉后,爺將圖菜中的大機架互畫上設(shè)斜線壯,在叛原動議件上寸標(biāo)出狂指示鋼運動籌方向技的箭叮頭。擴3-群3葬界平面搞機構(gòu)擁的自姿由度沾自由告度是交構(gòu)件朱可能咱出現(xiàn)煎的獨經(jīng)立運乓動。半任何誘一個普構(gòu)件頃在空伴間自凳由運今動時岔皆有正六個牢自由學(xué)度。齡它可忽表顯示趟為在借直角幣坐標(biāo)籮系內(nèi)育沿著垂三個辨坐標(biāo)塵軸的攀移動仁和繞恐三個宵坐標(biāo)飾軸的敬轉(zhuǎn)動核。而債對于鈴一個喜作平攀面運梁動的男構(gòu)件拾,則抵只有郊三個裕自由聾度,偽如圖妥3-護7所跟示。窮即沿翼x羊軸和遺y止軸移款動,揭以及仙在袍x始O群y肯平面鞭內(nèi)的年轉(zhuǎn)動漁。為討了使旁組合運起來恒的構(gòu)沈件能企產(chǎn)生距確定禁的相哲對運刪動,辯有必爸要探筐討平也面機撲構(gòu)自晶由度籌和平香面機藏構(gòu)具設(shè)有確拆定運越動的內(nèi)條件贏。沈圖3目-7矮構(gòu)崗件的怕自由施度表3味.執(zhí)3昌.握1順平面野機構(gòu)果自由蔑度計層算公晶式倦呆搖如前類所述跪,嫂一個腫作平餃面運撒動的薪自由扛構(gòu)件猶具有渠三個訊自由肌度逝。因汪此,庫平面箭機構(gòu)倍的每井個活患動構(gòu)底件,另在未醫(yī)用運欠動副鋪聯(lián)接咬之前杯,都統(tǒng)有三疊個自諷由度袖。當(dāng)鐘兩個距構(gòu)件鏈組成谷運動牽副之削后,噴它們槐的相殘對運片動就玻受到幣約束關(guān),使地得某蹤些獨親立的想相對恩運動似受到室限制紋。對喝獨立抬的相欠對運擴動的蹦限制頃,稱旅為吩約束糕。約霞束增沿多,華自由棟度就零相應(yīng)撲減少萄。由型于不微同種挑類的盾運動膏副引番入的升約束拼不同扶,所勞以保郊留的甚自由麻度也表不同屋。低副斬(1瓶)移奉動副句如圖循3-倚8所歉示,厲約束飼了沿淋一個緊軸方槳向的萍移動衣和在農(nóng)平面濕內(nèi)轉(zhuǎn)呈動兩指個自若由度仁,只踢保留播沿另軋一個肉軸方牛向移前動的長自由兵度。唯(2旨)回踩轉(zhuǎn)副古如圖透3-裹9所偽示,垃約束調(diào)了沿踏兩個百軸移公動的呀自由井度,秩只保默留一距個轉(zhuǎn)丘動的網(wǎng)自由克度。掀 之 吐 催圖3領(lǐng)-8醫(yī)移滾動副盡約束察 啦 錄 拍 飲 吼 趕圖3無-9特回仰轉(zhuǎn)副壟約束高副毒如圖失3-塔10騎所示農(nóng),只刺約束腔了沿襲接觸杰處公斜法線死n-打n憲方向扒移動嶺的自卸由度嫩,保橡留繞驚接觸土處的丈轉(zhuǎn)動纏和沿甘接觸平處公站切線信t-瓶t瘦方向創(chuàng)移動拋的兩返個自商由度盯。最圖3蛾-1范0版高副爪約束削結(jié)論糖:在雞平面罩機構(gòu)純中,阿①記每個削低副鑼引入憲兩個眠約束壯,使奮機構(gòu)悔失去鄙兩個怖自由崗度;贏②暴每個話高副表引入制一個闖約束竿,使金機構(gòu)訊失去亮一個治自由急度。輸如果慶一個騙平面易機構(gòu)令中包歡含有玻n李個活過動構(gòu)夢件(訴機架黨為參題考坐才標(biāo)系林,因期相對懸固定廚,所談以不災(zāi)計在榴內(nèi))炎,泛其中騙有筆P犬L東個低杰副和故P闖H留個高析副。烘則這腐些活求動構(gòu)族件在掠未用細(xì)運動傭副聯(lián)菊接之堪前,霉其自佳由度穴總數(shù)榜為3睜n生。當(dāng)墻用虧P蹤L牲個低摧副和議P顆H玻個高漢副聯(lián)暮接成洋機構(gòu)裂之后昆,全意部運觀動副忙所引皇入的蛛約束扯為2際P仇L摘+析P麻H陽。因爽此活葡動構(gòu)抄件的尚自由胖度總歡數(shù)減腫去運淺動副受引入薯的約宣束總剖數(shù),授就是駐該機屋構(gòu)的櫻自由默度數(shù)吃,用布F視表示脂,有黎:兵F遮=3睬n溜-2墳P六L漫-長P欠H雕杜炒璃彩啞天盼牛顏 焦 撲 丘 辦 渴 宰 俊 純 床 裁(3刪-1盾)抬式(膝3-地1)茶就是徐平面終機構(gòu)略自由撲度的道計算共公式箱。由續(xù)公式忘可知亂,機畫構(gòu)自麻由度扭F美取決疾于活斯動構(gòu)寨件的貍數(shù)目候以及產(chǎn)運動德副的異性質(zhì)仰和數(shù)跪目。克機構(gòu)狹的自韻由度合必須展大于猶零,劑機構(gòu)胖才能慈夠運鄉(xiāng)動怖,否活則成記為桁露架。紐例3菜-3熄計云算圖遙3-勸6b毯所示恨的活只塞泵玉的自餡由度癥。筑解:肝除機魯架外估,活販塞泵床有四蜘個活掀動構(gòu)撓件,逝n斤=4忌;四際個回浮轉(zhuǎn)副訂和一貿(mào)個移捏動副獵共5合個低伙副,繼P提L壽=5墻;一糠個高師副,合P自H晶=1像。由意式(林3-隊1)航得:醬F粉=3蒙n青-2塘P循L烤-池P遇H黎=3潤4-盜2濃5-侄1巾1=約1抵該機悟構(gòu)的準(zhǔn)自由弦度荒為件1。暴3歉.另3館.散2愈步機構(gòu)奶具有按確定拐運動完的條彈件暈機構(gòu)扔的自閃由度弄也即蛛是機宮構(gòu)所匪具有債的獨遵立運處動的拜個數(shù)腫。由咐前所愿述可庸知,模從動泳件是嫌不能您獨立竊運動沈的,折只有由原動吩件才錘能獨竹立運餓動。育通常銷每個級原動膚件只畝具有臘一個場獨立悠運動殼,因浮此,對機構(gòu)勤自由用度必塘定與游原動農(nóng)件的最數(shù)目偉相等啞。站如圖巡3-充11掛a滲所示碰的五說桿機借構(gòu)中巴,原荷動件咐數(shù)等桶于1隱,兩榨構(gòu)件墊自由壇度F搏=3章4-杯2折5多=2攝。由怒于原帽動件荷數(shù)幟小于泉F緩,顯全然,告當(dāng)只世給定鐮原動腫件1檔的最位置結(jié)角借1勿時,燥從動惰件2炒、3隨、4告的位顏置筆既尸可為吃實線娛位置果,也仔可為港虛線守所處麗的位沃置,廈因此珍其運堪動是跌不確鐘定的望。只懸有給橫出兩側(cè)個原紐動件誘,使器構(gòu)件圈1、辟4都破處于蛛給定際位置掠,才穩(wěn)能使捏從動待件獲篇得確沉定運者動。白如圖表3-劈11撫b到所示健四桿師機構(gòu)筆中,戀由于改原動晝件數(shù)異(=鉤2)皺大于勒機構(gòu)魯自由遣度數(shù)邊(F法=3異3-針2追4=汗1)框,因卷此原沸動件稅1和經(jīng)原動棵件3旨不可須能同鍬時按壺圖中扛給定里方式滔運動級。勸如圖安3-究11兆c恰所示買的偵五金桿機貍構(gòu)中犧,機壇構(gòu)自徑由度琴等于白0(期F=呈3科4敗-2岸6日=0浸),企它的誘各桿你件之蹄間不淹可能慢產(chǎn)生汽相對系運動債。 境(新a)擦兩個咽自由穴度唇 拼兵 粥 濫 吉 鄰 漏 將(惱b)坦一個另自由妹度騙 存 各 式 愿脊(波c)霧0個秤自由軍度隸圖3耐-1訓(xùn)1暢不同額自由鏈度機約構(gòu)的章運動琴綜上井所述漸:機賭構(gòu)具奔有確備定運公動的岔條件身是:勤機構(gòu)遍自由驢度必美須大椒于零爛、且胳原動歌件數(shù)漲與其頂自由攤度必震須相秒等。挖3乎.龍3壇.夠3查反計算膜平面毒機構(gòu)巡自由木度的涉注意鮮事項挨1.身復(fù)合現(xiàn)鉸鏈爆兩個逝以上孕構(gòu)件蓬組成率兩個辛或更孔多個窮共軸悠線的菊轉(zhuǎn)動尚副,障即為笛復(fù)合錯鉸鏈沙,如警圖3艘-1則2a融,為辯三個嘴構(gòu)件趙在A黎處構(gòu)鼻成復(fù)厚合鉸竹鏈。筒由其棵側(cè)視霉圖牌3-斑12趨b市可知噴,此攔三構(gòu)罰件共輔組成雖兩個巷共軸識線轉(zhuǎn)級動副無。當(dāng)夠由鬧K售個構(gòu)陳件組么成復(fù)恐合鉸蛋鏈時端,則眨應(yīng)當(dāng)斗組成文(屑K踢-1者)個允共軸傅線轉(zhuǎn)畫動副宅。 靈圖3拘-1塊2氏復(fù)合沙鉸鏈垮 敞 竄 蒜 綿 餐 糕圖3浪-1憂3灶局部起自由件度指2.防局部距自由彎度肚差稠機構(gòu)幕中常秒出現(xiàn)炒一種拜與輸復(fù)出構(gòu)傍件運惹動無淋關(guān)的撞自由訂度,棵稱為袍局部患自由掉度或戒多余須自由否度。盆在計煙算機丟構(gòu)自下由度緞時,槽可預(yù)杏先排晨除。雁如圖幕3-曠13蜓a所棉示的暖平面弱凸輪疤機構(gòu)菜中,扛為了醒減少別高副雹接觸泊處的右磨損倍,在條從動尿件上賠安裝持一個禽滾子土3,藥使其掌與凸堡輪輪棋廓線泉滾動熊接觸爪。顯換然,凝滾子牽繞其浮自身忠軸線灘轉(zhuǎn)動騰與否凈并不衛(wèi)影響困凸輪幕與從志動件缸間的鏟相對夾運動土,因擁此,鄉(xiāng)滾億子繞逐其自陰身軸莫線的童轉(zhuǎn)動宜為機傻構(gòu)的刊局部萄自由驚度,旁在計集算機瓦構(gòu)的麻自由數(shù)度時勺,爐應(yīng)估預(yù)先默將轉(zhuǎn)哲動副愈C除房去不袖計,街或如搏圖3樸-1抗3b坡所示毀,設(shè)梢想將壽滾子毒3與衰從動答件2更固聯(lián)慨在一為起作糖為一辰個構(gòu)赴件來勞考慮員。這拐樣在怠機構(gòu)扮中,督n依=2甲,費P貨L油=2奇,挎P蝶H滑=1里,其織自由崗度為驕F巧=3藍n幼-驢2么P純L獻-掘P注H篩=3拼2-肺2筐2-恩1=宗1。洞即,鴿此凸宵輪機處構(gòu)中左只有憐一個那自由旦度。衛(wèi)3.躁虛約愛束觀挨誘在運便動副四引入寬的約鉤束中盯,有罪些約爬束對臟機構(gòu)動自由糟度的柳影響普是重址復(fù)的證。這仆些對皆機構(gòu)心運動憤不起傍限制像作用塌的重燃復(fù)約玻束,斑稱為淡消極腦約束滔或虛屆約束輕,在岔計算草機構(gòu)填自由巡度時刑,應(yīng)扯當(dāng)除斃去不墾計。隸平面脫機構(gòu)浸中的鵲虛約顧束常店出現(xiàn)綱在下啞列場倆合:厲(1息)兩凈個構(gòu)背件之捆間組些成多哄個導(dǎo)抱路平岡行的鋒移動戲副時競,只挽有一濁個移恭動副炸起作電用,本其余嚷都是稻虛約赤束。頑如圖貓3-負(fù)14昆所示襲,縫拳紉機伍引線檔機構(gòu)畫中,筍裝針縱桿3努在A罰、B到處分漢別與兵機架昏組成王導(dǎo)路斤重合溉的移帆動副威。計享算機貨構(gòu)自謹(jǐn)由度磁時只姻能算甲一個鎮(zhèn)移動伐副,智另一命個為談虛約粱束???幟 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