hsp-第一章.ppt
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1、重 点 运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。,第1章 平面机构的结构分析,内 容 1 构件及其运动副 2 平面机构运动简图的绘制 3 平面机构自由度的计算 4 平面机构的组成原理和结构分析,构件,运动副, 两个构件直接接触且具有确定相对运动的联接。,平面运动副分类:,转动副,移动副,特点:面接触、相对转动或相对移动 低副, 机构中运动的单元。,运动副元素 两构件相互接触的几何形状(点、线、面)。,1 构件及其运动副,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,球面副,运动链 若干构件通过运动副联接而成
2、的可动系统。,若将运动链中的一个构件相对固定,运动链则成为机构。 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,运动链,闭链 开链,平面运动链 空间运动链,2 平面机构运动简图的绘制,例 颚式破碎机,机构运动简图 在研究机构运动时,为了使问题简化,有必要撇开那些与运动无关的构件外形和运动副具体构造,仅用简单的线条和符号来表示构件和运动副,并按比例定出各运动副的位置。这种说明机构各构件间关系的简化图形,称为机构运动简图。它与原机构具有完全相同的运动特性。,表达方式: 用简单线条表示构件,规定符号代表运动副, 按比例定出运动副的相对位置,与运动有关
3、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,一、平面机构运动简图的概念,用途:分析现有机构,构思设计新机械,转动副,二、运动副符号,移动副,齿轮副,凸轮副,螺旋副,球面副,三、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。,带运动副元素的构件,机构运动简图常用符号 (摘自GB4460-85),运动副及构件 表示方法,四、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.合理选择视图平面; 4.选定比例尺,按规定符号绘制运动简图; 5.标明机架、原动件和作图比例尺; 6.验算自由度。,顺口溜
4、:先两头,后中间,从头至尾走一遍, 数数构件是多少,再看它们怎相联。,例1 齿轮插刀机构运动简图,运动副?,A,1,2,3,4,B,C,D,例2 颚式破碎机,偏心轮机构,讨论以下四个问题:,(1)机架是否是构件?颚式破碎机机构运动简图中的几处机架是一个构件吗?回答什么是构件? (2)找出颚式破碎机中联接每两个构件的运动副,找出每个构件上的所有运动副,回答什么是运动副。如果机架是转动副的一部分如何表示? (3)找出活塞泵中联接每两个构件的运动副,找出每个构件上的所有运动副。如果机架是移动副的一部分,画出与图示不同的表示。如果移动副中没有机架,又如何表示? (4)为什么机构运动简图中的曲柄在实际结
5、构中常做成偏心轮的形式?,偏心轮(扩大运动副),在曲柄滑块机构(曲柄摇杆机构)中,若曲柄很短,可将转动副B的尺寸扩大到超过曲柄长度,则曲柄AB就演化成几何中心B不与转动中心A重合的圆盘,该圆盘称为偏心轮,含有偏心轮的机构称为偏心轮机构。,设计:潘存云,偏心轮机构,例3 旋转泵机构运动简图,例4 活塞泵机构运动简图,运动简图例4,运动简图例3,例5 摆动泵机构运动简图,例6 内燃机机构运动简图,(5) 内燃机中有哪几个机构? 每一个机构中有哪几个构件组成(从机架到机架,如齿轮机构:气缸体1-齿轮9-齿轮10-气缸体1)? 曲轴6和齿轮10是一个构件吗? 齿轮9和凸轮轴7是一个构件吗? 指出每一个
6、机构中的原动件和从动件?,讨论以下问题:,练习:绘制下列机构的机构运动简图,鹤式起重机 机械手爪 手动冲床,课后作业 1)画出习题1-11-4所示机构的机构运动简图(P498); 2)用简单材料制作转动副、移动副。(含机架的和不含机架的),从一个具体的机构绘制机构运动简图还是比较容易的,而反过来,从一般的机构运动简图构思一个具体的机构会更难,这是作为一个机械工程师所应具备的基本素质。,四、小结及布置作业,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。,x,y,2,1,x,y,y,x,3 平面机构的自由度,F=3,不论形
7、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。,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,约束数 S = 2,F=1,F=3,二、平面运动副的约束条件,约束 限制 约束条件 约束数,1. 转动副,约束数 S = 2,F=1,F=6,F=6,F=4,F=4,2. 移动副,约束数 S = 2,3. 齿轮副,4. 凸轮副,n,n,约束数 S = 1,n,n,平面低副约束数 S = 2 平面高副约束数 S = 1,三、平面机构的自由度,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,1.机构自由度的计算公式,F3n
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