机械原理课件(清华大学)-第一章 机构的组成及结构.ppt
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1、第1章 机构的组成和结构,1.1 机构的组成 1.2 机构运动简图 1.3 机构具有确定运动的条件 1.4 机构的组成原理和结构分析,零件:单独加工的制造单元体,1.1 机构的组成,1.1.1 构件 1.1.2 运动副,运动副:两个构件之间直接接触所形成的可动联接,两个相邻构件直接接触 两者之间允许一定的相对运动 每个构件至少和另外一个构件通过运动副联接,自由构件(空间):F = 6 自由构件(平面):F = 3,约束:运动副对构件独立运动所加的限制,运动副的分类方法:,n = 1, 2 5,按接触部分的几何形状分类: 按接触形式分类: 按引入的约束数目分类: 按相对运动形式分类:,平面运动副
2、,低副,转动副,五级副,R,P,按接触部分的几何形状分类: 按接触形式分类: 按引入的约束数目分类: 按相对运动形式分类:,平面运动副,低副,移动副,五级副,按接触形式分类: 按引入的约束数目分类: 按相对运动形式分类: 按接触部分的几何形状分类:,平面运动副,高副,平面高副,四级副,低副机构,高副机构,1.1.3 运动链,开式运动链(开链) 运动链的各构件未构成首末封闭系统,闭式运动链(闭链) 运动链的各构件构成首末封闭的系统,1.1.4 机构,机构是具有确定运动的运动链。,机架,原动件,从动件,在运动链中,将某一个构件加以固定,而让另一个或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动时,如果运动
3、链中其余各构件都有确定的相对运动,则此运动链成为机构。,闭式链机构,开式链机构,运动链,具有确定的相对运动,机构,桁架,运动链,相对运动不确定,无相对运动,分析现有机构,新机械的运动方案设计,1.2 机构运动简图,用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件,并按一定比例尺表示机构的运动尺寸,绘制出表示机构的简明图形。机构运动简图与原机械具有完全相同运动特性。,用于现有机械或新机械原理方案的设计、分析与讨论,重点在于机构的运动分析 构件的具体结构、组成方式等在方案设计阶段并不影响 机构的运动特性 运动副类型表明了构件之间的联接关系和传动方式 构件的运动尺寸是运动分析的基础 不严格按比例可绘制机构
4、示意图,国标规定的构件和运动副的表示符号 运动简图的绘制方法,1.2.1 构件与运动副的表达方法,机架,机架和活动构件通过转动副联接 (内副),机架和活动构件通过移动副联接,两个活动构件联接,双副构件 (一个构件和两个外副),注:点划线表示与其联接的其他构件,双副构件 (一个构件和两个外副),偏心轮,三副构件 (一个构件和三个外副),三副构件 (一个构件和三个外副),原动机,1.2.2 运动简图的绘制,小型压力机,2. 沿着传动路线,分析相邻构件之间的相对运动关系,确定运动副的类型和数目。,转动副,移动副,平面高副,3. 选择适当的视图平面,选择原则 1 清楚表达机构的主体部分; 2 尽可能反
5、映机构的全面运动; 3 可以选择其他视图平面作为补充。,1.2.2 运动简图的绘制,1. 分析整个机构的工作原理,沿着传动路线,分析相邻构件之间的相对运动 关系,确定运动副的类型和数目,3. 选择适当的视图平面,4. 绘图,选择机架,提取构件的运动尺寸,确定比例尺,选择机构运动中的一个状态,确定各运动副位置,绘图,编号:A、B、C 表示运动副 1、2、3 表示构件 O1、O2表示固定转轴,原动件的运动方向,运动链,具有确定的相对运动,机构,桁架,运动链,相对运动不确定,无相对运动,1.3 运动链成为机构的条件,运动链的自由度 F = 6n - 5P5 - 4P4 - 3P3 - 2P2 P1,
6、K 级 运 动 副,n 为活动构件数目,Pk 表示 k 级副的数目,自动驾驶仪操作装置,1.3.1 运动链的自由度计算,构件数目:N = 4 活动构件数目:n = 3,运动副:,机架1和活塞2:圆柱副(4级副),活塞2和连杆3:转动副(5级副),连杆3和摇杆4:球面副(3级副),摇杆4和机架1:转动副(5级副),P3 = 1 P4 = 1 P5 = 2,F = 6n - 5P5 - 4P4 - 3P3 - 2P2 P1 = 63524131 = 1,P3 = 1 P4 = 1 P5 = 2,n = 3,公共约束作用下的运动链自由度,平面运动链自由度,平面运动链的自由度 F = 3n - 2P5
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