機(jī)械工業(yè)技術(shù)學(xué)2平面機(jī)構(gòu).ppt

1、本章內(nèi)容,2-1平面機(jī)構(gòu)的組成 2-2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 2-3平面機(jī)構(gòu)的自由度及其具有確定運(yùn)動(dòng)的條件,第二章 平面機(jī)構(gòu),一.構(gòu)件：,構(gòu)件是機(jī)器中運(yùn)動(dòng)的單元 零件是加工制造的單元。,由一個(gè)或幾個(gè)零件組合而成的剛性結(jié)構(gòu)。,2-1 平面機(jī)構(gòu)的組成,分類(lèi),一.構(gòu)件：,固定件（機(jī)架）：用來(lái)支承活動(dòng)構(gòu)件的構(gòu)件。 原動(dòng)件（主動(dòng)件）：機(jī)構(gòu)中按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。 從動(dòng)件：機(jī)構(gòu)中隨原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其它活動(dòng)構(gòu)件。,2-1 平面機(jī)構(gòu)的組成,一個(gè)自由剛體在平面的運(yùn)動(dòng)有哪些？,水平,垂直,轉(zhuǎn)動(dòng),自由度：具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目,二.運(yùn)動(dòng)副及其對(duì)構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的約束,一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有三個(gè)自由度。,運(yùn)動(dòng)副：兩構(gòu)

2、件直接接觸而又能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接,運(yùn)動(dòng)副元素：每個(gè)接觸表面：點(diǎn)、線、面。,運(yùn)動(dòng)副的破壞：若該兩表面不再接觸，則此運(yùn)動(dòng)副就隨之而消失,二.運(yùn)動(dòng)副及其對(duì)構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的約束,運(yùn)動(dòng)副的分類(lèi):,按接觸情況分：低副(面)、高副(點(diǎn)、線),按相對(duì)運(yùn)動(dòng)分：轉(zhuǎn)動(dòng)副（回轉(zhuǎn)副、鉸鏈）、移動(dòng)副、螺旋副、球面副等,按運(yùn)動(dòng)空間分：平面運(yùn)動(dòng)副、空間運(yùn)動(dòng)副,二.運(yùn)動(dòng)副及其對(duì)構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的約束,低副：轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副,不同運(yùn)動(dòng)副對(duì)機(jī)構(gòu)自由度的影響:,轉(zhuǎn)動(dòng)副：限制兩個(gè)移動(dòng)； 移動(dòng)副：限制一個(gè)移動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。 低副：減少兩個(gè)自由度,二.運(yùn)動(dòng)副及其對(duì)構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的約束,高副：減少一個(gè)自由度。,高副,二.運(yùn)動(dòng)副及其對(duì)構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的

3、約束,按組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是平面運(yùn)動(dòng)還是空間運(yùn)動(dòng)分： 平面機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面相互平行 空間機(jī)構(gòu)各構(gòu)件不在平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),三.機(jī)構(gòu),按組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)副分： 低副機(jī)構(gòu)所有運(yùn)動(dòng)副都是低副 高副機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)中具有高副,2-2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,一.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：,定義：用國(guó)標(biāo)規(guī)定的簡(jiǎn)單符號(hào)和線條代表運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件，并按一定比例尺表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制出表示機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)明圖形。它與原機(jī)械具有完全相同的運(yùn)動(dòng)特性。,機(jī)構(gòu)示意圖：沒(méi)嚴(yán)格按比例繪制的簡(jiǎn)圖。,用途：分析現(xiàn)有機(jī)械，構(gòu)思設(shè)計(jì)新機(jī)械。,二、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示方法,轉(zhuǎn)動(dòng)副：,移動(dòng)副：,1、運(yùn)動(dòng)副的符號(hào),二、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示方法,1、運(yùn)動(dòng)

4、副的符號(hào),齒輪副：,凸輪副：,二、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示方法,1、構(gòu)件的符號(hào),三.平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法,1）分析機(jī)構(gòu)，觀察相對(duì)運(yùn)動(dòng)，數(shù)清所有構(gòu)件的數(shù)目；,2）確定所有運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型和數(shù)目；,3）選擇合理的位置（即能充分反映機(jī)構(gòu)的特性）；,4）確定比例尺；,5）用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制成簡(jiǎn)圖。（從原動(dòng)件開(kāi)始畫(huà))）,例題,例2-1 簡(jiǎn)式破碎機(jī),例題,例2-2 牛頭刨床,簡(jiǎn)易牛頭刨床,2-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度及其具有確定運(yùn)動(dòng)的條件,一.平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算,活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目,F=3n,低副的數(shù)目,-2PL,高副的數(shù)目,-PH,例2-1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),F=3n-2PL-PH =3X3-2X4-0=1,例2-

5、2 簡(jiǎn)式破碎機(jī),F=3n-2PL-PH =3X3-2X4-0=1,例2-3 牛頭刨床,F=3n-2PL-PH =3X6-2X8-1=1,二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件,F0 機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng),三桿機(jī)構(gòu),二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件,F= 3n-2PL-PH =3X3-2X4-0=1,F0 原動(dòng)件數(shù)=F：確定運(yùn)動(dòng) 原動(dòng)件數(shù)F: 機(jī)構(gòu)被破壞,四桿機(jī)構(gòu),二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件,F= 3n-2PL-PH =3X4-2X5-0=2,F0 原動(dòng)件數(shù)=F：確定運(yùn)動(dòng) 原動(dòng)件數(shù)F: 運(yùn)動(dòng)不確定,五桿機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目和機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的數(shù)目與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,F0，構(gòu)件間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不成為機(jī)構(gòu)。,F0,原動(dòng)件數(shù)=F，運(yùn)動(dòng)

6、確定,原動(dòng)件數(shù)F，運(yùn)動(dòng)不確定,原動(dòng)件數(shù)F，機(jī)構(gòu)破壞,例1 簡(jiǎn)式破碎機(jī),F0,原動(dòng)件數(shù)=F,運(yùn)動(dòng)是確定的,F=3n-2PL-PH =3X3-2X4-0=1,三、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng),鋸床進(jìn)給機(jī)構(gòu),F=3n-2PL-PH =3X7-2X6-0=9,復(fù)合鉸鏈：兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接，便形 成復(fù)合鉸鏈,三、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng),復(fù)合鉸鏈運(yùn)動(dòng)副的計(jì)算方法： k個(gè)構(gòu)件形成的復(fù)合鉸鏈的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目為(k-1),F=3n-2PL-PH =37-2 (24+2)=1,三、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng),鋸床進(jìn)給機(jī)構(gòu),局部自由度,局部自由度：與整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的局部運(yùn)動(dòng)的自由度,處理局

7、部自由度的方法: 將局部自由度除去不計(jì),說(shuō)明：局部自由度雖然不影響整個(gè)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)，但可將滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而大大減輕磨損，在實(shí)際機(jī)器當(dāng)中經(jīng)常采用。,F=3n-2PL-PH =33-23-1=2,F=3n-2PL-PH =32-22-1=1,虛約束,機(jī)車(chē)車(chē)輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu) 動(dòng)畫(huà),虛約束動(dòng)畫(huà),F=3n-2PL-PH =3X4-2X6-0=0,對(duì)運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立限制作 用的約束稱為虛約束,處理虛約束：剔除不計(jì),虛約束,F=3n-2PL-PH =3X3-2X4-0=1,機(jī)車(chē)車(chē)輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu) 動(dòng)畫(huà),平面機(jī)構(gòu)虛約束常見(jiàn)情況處理方法,平面機(jī)構(gòu)虛約束常見(jiàn)情況處理方法,平面機(jī)構(gòu)虛約束常見(jiàn)情況處理方法,1.采用虛約束是為了改善構(gòu)件的受力情況；傳遞較大功率；或滿足某種特殊需要。 2.機(jī)構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成