《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》緒論2平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

緒論一.運(yùn)動副的認(rèn)識二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制

三、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算緒論項(xiàng)目2平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析緒論緒論項(xiàng)目2平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析【任務(wù)描述】在設(shè)計(jì)新機(jī)器或分析已有機(jī)器時，要判斷所設(shè)計(jì)機(jī)器是否能運(yùn)動，在什么條件下會實(shí)現(xiàn)確定的運(yùn)動。試?yán)L制如圖示的單缸內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，計(jì)算其自由度，并判斷該機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動。一、運(yùn)動副的概念運(yùn)動副——機(jī)構(gòu)中，兩構(gòu)件間直接接觸而又相對運(yùn)動的可動聯(lián)接。機(jī)構(gòu)是由構(gòu)件通過運(yùn)動副聯(lián)接而組成的構(gòu)件系統(tǒng)。緒論任務(wù)1運(yùn)動副的認(rèn)識運(yùn)動副中兩構(gòu)件間接觸形式：點(diǎn)、線、面（運(yùn)動副元素）運(yùn)動副可分為低副和高副。

二、運(yùn)動副的分類1、低副——兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動副稱為。根據(jù)低副兩構(gòu)件間的相對運(yùn)動形式：緒論轉(zhuǎn)動副（兩構(gòu)件間只可相對轉(zhuǎn)動）移動副（兩構(gòu)件間只可相對移動）低副2、高副——兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動副稱為高副。

緒論緒論3、常見的運(yùn)動副簡圖（1）一般構(gòu)件的表示方法（2）常用運(yùn)動副的符號任務(wù)2．平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的概念1.機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖

用簡單的線條和符號表示機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間相對運(yùn)動關(guān)系的圖形；

畫機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的目的意義：在研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，可以忽略構(gòu)件復(fù)雜外形及具體構(gòu)造，僅用簡單的符號和線條表示出與運(yùn)動有關(guān)的因素，反映與機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特征，便于分析運(yùn)動的關(guān)系和動力傳遞的路線等。緒論緒論2.機(jī)構(gòu)示意圖

實(shí)際工作中，有時只需要表明機(jī)構(gòu)運(yùn)動的傳遞情況和構(gòu)造特征，而不要求機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動情況。因此，不必嚴(yán)格地按比例確定機(jī)構(gòu)中各運(yùn)動副的相對位置及其尺寸，這樣的簡圖稱機(jī)構(gòu)簡圖(或稱機(jī)構(gòu)示意圖)。一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制步驟1.分析機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動2.確定運(yùn)動副的類型和數(shù)目。

3.選擇投影面。

4.選擇比例尺。緒論

5.用規(guī)定的符號和線條繪制成簡圖。解：(1)唧筒的機(jī)構(gòu)分析：①機(jī)架是抽水筒4；②原動件是手柄1；

③其余連桿2和活塞桿3為從動件。(2)運(yùn)動與運(yùn)動副分析①操作手柄1以轉(zhuǎn)動副A為中心擺動，依次帶動連桿2和活塞桿3運(yùn)動；②該機(jī)構(gòu)在A、B、C三處有三個轉(zhuǎn)動副，活塞桿3與抽水筒4形成移動副。(3)繪制運(yùn)動簡圖緒論緒論

初步訓(xùn)練緒論

強(qiáng)化訓(xùn)練緒論氣缸體1活塞2進(jìn)氣閥3排氣閥4連桿5曲軸6凸輪7頂桿8齒輪9

繪制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖緒論內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖緒論偏心輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制：任務(wù)3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算

一、平面機(jī)構(gòu)的自由度１、自由度與約束自由度——構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨(dú)立運(yùn)動。一個作空間運(yùn)動的構(gòu)件具有六個自由度；一個作平面運(yùn)動的自由構(gòu)件具有三個自由度。約束——對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動的限制。緒論Y．AOX平面運(yùn)動剛體三個自由度在平面機(jī)構(gòu)中：每個平面低副(轉(zhuǎn)動副、移動副等)：引入2個約束，使構(gòu)件失去兩個自由度，保留1個自由度；而每個平面高副(齒輪副、凸輪副等)：引入1個約束，使構(gòu)件失去一個自由度，保留2個自由度；緒論二、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算設(shè)：平面機(jī)構(gòu)有n個活動構(gòu)件，聯(lián)接前，活動構(gòu)件自由度總數(shù)為3n；用運(yùn)動副將活動構(gòu)件與機(jī)架聯(lián)接組成機(jī)構(gòu)后，活動構(gòu)件具有的自由度受到約束；若機(jī)構(gòu)中有PL個低副、PH個高副，減少的自由度總數(shù)應(yīng)為2PL+PH；機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式：F=3n-2PL-PH緒論計(jì)算下圖機(jī)構(gòu)的自由度解：如圖所示，此機(jī)構(gòu)有3個活動機(jī)構(gòu)，含有4個轉(zhuǎn)動副，沒有高副。則此機(jī)構(gòu)的自由度是:F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1三、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)（1）復(fù)合鉸鏈——兩個以上構(gòu)件組成兩個或更多個共軸線的轉(zhuǎn)動副。緒論

有k個構(gòu)件在同一處構(gòu)成的復(fù)合鉸鏈時，就構(gòu)成k-1個共

線轉(zhuǎn)動副；

緒論緒論計(jì)算圖所示圓盤鋸機(jī)構(gòu)的自由度。

圖所示圓盤鋸機(jī)構(gòu)及其機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖a)圓盤鋸b)圓盤鋸機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖解：在B、C、D、F四處都是由3個構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈，各有3-1=2個轉(zhuǎn)動副?；顒訕?gòu)件數(shù)n=7，低副數(shù)PL=10，高副PH=0。則此機(jī)構(gòu)的自由度為：F=3n-2PL-PH=3×7-2×10-0=1（2）局部自由度——機(jī)構(gòu)中不影響其輸出與輸入運(yùn)動關(guān)系的個別構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動自由度；在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時，局部自由度可預(yù)先排除。緒論例：凸輪機(jī)構(gòu)中，為減少高副接觸處磨損，在從動件2上安裝一個滾子3；滾子的轉(zhuǎn)動與否不影響凸輪與從動件間的相對運(yùn)動，因此滾子繞其自身軸線的轉(zhuǎn)動為機(jī)構(gòu)的局部自由度；在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時應(yīng)預(yù)先將轉(zhuǎn)動副C和構(gòu)件3除去不計(jì)，設(shè)想將滾子3與從動件2作為一個構(gòu)件來考慮；此時該機(jī)構(gòu)中，n=2，PL=2，PH＝l。其機(jī)構(gòu)自由度為：

F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1=1此凸輪機(jī)構(gòu)只有一個自由度，符合實(shí)際。緒論計(jì)算內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的自由度?！救蝿?wù)實(shí)施】n=7,Pl=8,Ph=4F=3n-2Pl-Ph

=3×7-2Pl-Ph=3×7-2×8-4=1機(jī)構(gòu)自由度F>0，且F等于主動件的數(shù)目，所以機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動。機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算中特殊情況

（3）虛約束——在機(jī)構(gòu)中與其他約束重復(fù)而不起限制運(yùn)動作用的約束；在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時，應(yīng)當(dāng)除去虛約束不計(jì)。緒論

緒論虛約束的常見情況（表0-2）：(1)軌跡重合的虛約束（上例機(jī)車輪）；(2)多個移動方向一致的移動副;(3)導(dǎo)路互相平行多個移動副；(4)多個軸線重合轉(zhuǎn)動副；(5)機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動不起限制作用的對稱部分；虛約束對機(jī)構(gòu)運(yùn)動雖然不起作用，但可以增加構(gòu)件的剛性，使傳力能力增加，常出現(xiàn)。另外虛約束對制造、裝配精度要求很高。緒論緒論虛約束：３．平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件機(jī)構(gòu)的自由度必須大于零，才能保證除機(jī)架之外的其它構(gòu)件能夠運(yùn)動；機(jī)構(gòu)的自由度等于零，所有構(gòu)件就不能運(yùn)動了，因此也就構(gòu)不成機(jī)構(gòu)了；通常我們用具有一個獨(dú)立運(yùn)動的構(gòu)件作原動件，因此，構(gòu)件系統(tǒng)成為機(jī)構(gòu)的充分必要條件為：

構(gòu)件系統(tǒng)的自由度必須大于零，且原動件的數(shù)目必須等于自由度數(shù)。

緒論五桿機(jī)構(gòu)：

從動件運(yùn)動不確定，不成為機(jī)構(gòu)。緒論

三桿機(jī)構(gòu)：(只能算是一個構(gòu)件)

構(gòu)件系統(tǒng)不能運(yùn)動，不成為機(jī)構(gòu)。

緒論四桿機(jī)構(gòu)：緒論構(gòu)件系統(tǒng)能否成為機(jī)構(gòu)，與自由度有關(guān)。總結(jié)1.平面運(yùn)動構(gòu)件的自由度自由度：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對于機(jī)架所能有的獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目。平面運(yùn)動構(gòu)件具有三個自由度，有三個獨(dú)立運(yùn)動。約束：對獨(dú)立運(yùn)動的限制。2.運(yùn)動副兩構(gòu)件間組成的可動聯(lián)接（既保持直接接觸，又能產(chǎn)生一定的相對運(yùn)動）。

3.平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算