機械設(shè)計基礎(chǔ)第二章

機械設(shè)計基礎(chǔ)第二章平面機構(gòu)分析基本要求

重點學(xué)時運動副的概念及分類，自由度、約束的概念。機構(gòu)運動簡圖的畫法，平面機構(gòu)自由度的計算及機構(gòu)具有確定運動的條件。☆了解☆掌握機構(gòu)運動簡圖的繪制及自由度的計算。4學(xué)時第二章平面機構(gòu)分析

難點復(fù)合鉸鏈、局部自由度及虛約束的判斷。第一節(jié)概述

一、運動副的定義機構(gòu)定義：傳遞運動和動力的構(gòu)件系統(tǒng)。特征：1）人為實物（即構(gòu)件）組合；2）各構(gòu)件具有確定相對運動。分類：1）平面機構(gòu)：所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動。

2）空間機構(gòu)：不是所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動。定義：凡兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運動的連接。兩構(gòu)件組成；直接接觸；有相對運動。三要素：二、運動副的分類運動副平面運動副空間運動副，例如球面副和螺旋副。低副：兩構(gòu)件通過面接觸組成的運動副，如轉(zhuǎn)動副、移動副。高副：兩構(gòu)件通過線或者點接觸組成的運動副，如齒輪副、凸輪副。轉(zhuǎn)動副，又稱為鉸鏈移動副齒輪副凸輪副疑問高副與低副的特點有何區(qū)別？解析1）低副比高副的接觸比壓低，承載能力好。2）低副比高副便于加工和潤滑。3）低副引入兩個約束，高副指引人一個約束?？臻g副第二節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖

一、機構(gòu)運動簡圖的定義為了便于機構(gòu)的分析和設(shè)計，撇開與運動無關(guān)的構(gòu)件外形和運動副的結(jié)構(gòu)因素，用規(guī)定的符號和簡單的線條來表示構(gòu)件和運動副，并按一定的比例畫出表示各運動副的相對位置及各構(gòu)件間相對運動關(guān)系的簡圖，稱為機構(gòu)運動簡圖。1、機構(gòu)運動簡圖定義2、機構(gòu)示意圖定義表示機構(gòu)的運動情況，不嚴格按照比例來繪制的簡圖。3、機構(gòu)運動簡圖的作用1）了解機構(gòu)的組成和類型；2）表達機器的傳動原理；3）進行機構(gòu)的運動和動力分析。二、機構(gòu)運動簡圖的符號1、構(gòu)件的表示方法1）桿、軸類構(gòu)件2）固定構(gòu)件（機架）3）同一構(gòu)件（有焊接符號）2、運動副的表示方法1）轉(zhuǎn)動副：一般用小圓圈“?！北硎?，其圓心表示兩構(gòu)件相對轉(zhuǎn)動的中心。2）移動副：一般用矩形和直線表示，矩形框的長邊和直線表示移動導(dǎo)路或其中心線的位置。3）高副：畫出兩構(gòu)件接觸處的曲線輪廓（齒輪除外：可用兩節(jié)圓表示）。常用機構(gòu)的運動簡圖參閱教材表5-1。疑問以下兩組圖分別表示幾個構(gòu)件幾個運動副？解析1）上圖表示兩運動副構(gòu)件。2）下圖表示三運動副構(gòu)件。三、機構(gòu)運動簡圖的繪制1、構(gòu)件的分類1）固定構(gòu)件（機架）：用來支承其他活動構(gòu)件（運動構(gòu)件）的構(gòu)件。2）原動件（主動件）：是運動規(guī)律已知的活動構(gòu)件。3）從動件：是機構(gòu)中隨著原動件的運動而運動的其余活動構(gòu)件。其中輸出預(yù)期運動的從動件稱為輸出構(gòu)件，其他從動件則起傳遞運動的作用。原動件（主動件）機架從動件ABCD輸出構(gòu)件輸入構(gòu)件從動件2、機構(gòu)運動簡圖的繪制步驟1）分析機構(gòu)的結(jié)構(gòu)（找出機架、原動件和從動件）和運動情況（從原動件開始分析）；2）確定構(gòu)件、運動副的類型和數(shù)目；4）選擇合適的比例尺按照規(guī)定符號繪制簡圖；5）在簡圖上標注構(gòu)件號及運動副號，并用箭頭表示原動件。3）選擇視圖平面，并選擇一個有代表性的瞬時機構(gòu)位置；例題解析例題2.1分析鱷式破碎機的結(jié)構(gòu)示意圖畫出運動簡圖。例題2.2分析內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)示意圖畫出運動簡圖。第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度

一、自由度與約束條件一個作平面運動的自由構(gòu)件有幾個自由度？空間運動的自由構(gòu)件又有幾個自由度？1、自由度：構(gòu)件相對于參考系的獨立運動。2、約束兩個構(gòu)件組成運動副后，它們之間的相對運動受到限制，自由度減少，這種對構(gòu)件獨立運動加的限制即為約束。自由度的減少等于約束的數(shù)目。一個低副引入（）個約束，還有（）個自由度。一個高副引入（）個約束，還有（）個自由度。二、平面機構(gòu)自由度的計算1、平面機構(gòu)的自由度：平面機構(gòu)能產(chǎn)生的獨立運動的數(shù)目。2、平面機構(gòu)的自由度計算公式n：表示可動構(gòu)件個數(shù)PL：低副個數(shù)PH：高副個數(shù)例題解析例題2.3試計算下列機構(gòu)的自由度。3、計算機構(gòu)自由度應(yīng)該注意的事項1）復(fù)合鉸鏈：兩個以上的構(gòu)件在同一軸線上以轉(zhuǎn)動副連接。若有N個構(gòu)件構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，其轉(zhuǎn)動副的個數(shù)應(yīng)該為(N-1)。例題解析例題2.4試計算下列機構(gòu)的自由度。2）局部自由度：機構(gòu)中某些不影響整個機構(gòu)運動的自由度。計機構(gòu)自由度時應(yīng)將局部自由度除去不算。例題解析例題2.4試計算下列機構(gòu)的自由度。3）虛約束：不起獨立限制作用的約束。計機構(gòu)自由度時應(yīng)將虛約束除去不計。重復(fù)移動副：兩構(gòu)件在多處構(gòu)成移動副，且導(dǎo)路重合或平行。

重復(fù)轉(zhuǎn)動副：兩構(gòu)件在多處構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，且軸線重合。對稱部分：機構(gòu)中傳遞運動不起獨立作用的對稱部分。若構(gòu)件兩點間距離始終保持不變，用雙轉(zhuǎn)動副構(gòu)件連接構(gòu)成虛約束。舉例舉例舉例舉例重復(fù)軌跡:例題解析例題2.5試計算右圖機構(gòu)的自由度。例題解析例題2.6試計算右圖機構(gòu)的自由度。重復(fù)軌跡對稱部分4、綜合實例例題解析例題2.7試計算右圖機構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。C點存在復(fù)合鉸鏈；E和E’是重復(fù)移動副；F處存在局部自由度。例題例題2.8試計算右圖機構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。解析三、平面機構(gòu)具有確定運動的條件1、什么是確定運動？機構(gòu)中的所有構(gòu)件在任意瞬時的運動都是完全確定的。