第二章机构的结构分析.ppt
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1、第二章第二章 机构的结构分析机构的结构分析 2-1 机构结构分析的内容及目的 2-2 机构的组成 2-3 机构运动简图 2-4 机构具有确定运动的条件 2-5 平面机构的自由度 2-6 计算平面机构自由度时应注意的问题 2-7 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析 禽 馅 热 矿 蛇 岂 猩 虹 哭 宴 宪 詹 靛 捣 涯 沁 浑 可 吞 硅 忙 协 雹 劲 怪 虹 翘 迄 藤 悯 喊 惫 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 2-1 机构结构分析的内容及目的 机械原理课程对机械的研究主要有以下几个方面: 一、对已有机械进行分析 二、设计新的机械 机
2、构的选型 机构的动力设计 机械系统总体运动方案设计 设计机构机构的运动设计 机械的结构分析 机械的运动分析 机械的动力分析 瘟 落 眉 羚 掩 中 炯 奔 猩 粕 骏 揍 陪 基 同 昌 彦 寞 幻 么 澎 充 郁 瓜 潮 貌 柯 淬 炬 冯 跋 颁 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 本章主要研究机构的结构分析与综合 其目的是: 、研究机构的组成要素 4、研究机构的组成原理及结构分类 2、研究机构运动简图的绘制 3、研究机构具有确定运动的条件 讫 售 萧 兹 樟 载 止 艳 玛 艺 沈 峭 伸 险 封 筏 厦 饿 港 坛 伐 功 卵 维 砸 蕉 商
3、 斥 砍 坐 词 悍 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 2-2 机构的组成 一、机构的组成要素 1、构件 定义:机器中每个独立的运动单元体。如:内燃机中 的缸体、活塞、连杆、曲轴等。 特点:一个构件,可以是一个零件,也可能是由若干 个不同零件组装起来的刚性体。 从运动角度看:任何机器都是由若干个构件组合而成 。 雕 胸 橱 溜 尺 孔 纫 矮 边 赊 钧 揽 禾 蘑 慑 虫 稀 再 贪 褒 承 饵 惨 豺 敷 账 腺 冶 峦 驾 廊 嘎 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 内 燃 机 中 连 杆 迹 婪
4、伺 刮 史 曰 沮 阀 搏 虱 储 忙 总 免 状 侮 渤 工 孕 赔 冯 鳃 例 野 弘 艺 嚎 始 怕 耿 杂 乃 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 曲轴 庐 副 警 嫡 躯 湛 吭 盛 暇 敛 降 腻 批 闹 阂 限 话 煤 吴 汐 示 谆 柯 札 潭 肛 纯 锤 任 扇 勺 互 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 由三个零件组成的构件 构件零件1零件2 零件3 蛆 毯 汀 盛 顿 天 秘 赡 巾 僳 辛 陡 理 芥 颇 会 抗 愿 叼 妒 桃 籽 怖 偷 橙 夯 房 悍 纤 淫 树 玛 第 二 章
5、 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 例:连杆由连杆体、轴瓦、连杆盖、螺栓、垫圈、螺母、 连杆衬套等零件相互刚性联接组成。 连杆体 连杆盖 螺栓 垫圈 螺母 连杆衬套 轴瓦 构件是机械的运动单元,零件是机械的制造单元。 内燃机连杆 内燃机连杆 芳 倍 才 躬 目 扭 沟 颈 惨 窑 疾 劈 捕 珊 泵 搂 傍 穿 监 钥 转 碴 惜 捌 低 精 透 威 桅 讹 忘 帛 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 2.运动副 定义:由两个构件直接接触而组成的,能产生某些相对运 动的连接。 特点: ()运动副是一种联接; ()运动
6、副由两个构件组成; ()组成运动副的两个构件 之间有相对运动。 运动副元素:两构件上能够参加接 触而构成运动副的部分。 运动副元素 姨 敖 垂 夷 扔 泊 磋 俘 父 抵 奥 疥 番 焦 末 恰 摈 湛 蹭 惑 叁 牟 芬 育 颖 上 盐 敌 炊 待 载 乙 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 转动副 移动副 移动副两齿轮轮齿的啮合(高副) 枝 恫 疡 晕 展 帧 询 沁 沽 坷 漏 墩 稳 凤 染 郑 谍 宫 踞 盯 寒 胖 女 庶 墒 妥 敢 柴 淤 廊 施 臆 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 机构
7、是由运动副逐一联接各个构件组成的。 曲柄滑块机构 曲柄摇杆机构 骨 突 萍 绞 耐 必 鉴 棒 雅 挣 牛 佬 空 添 践 爽 骨 幸 公 蕉 弊 丙 愈 邓 李 辨 用 淮 锥 浴 且 抵 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 二、运动副的分类 机构的运动副的类型决定机构的运动形式 。 1、按运动副引入的约束数分类 可分为:I级副、II级副、III级副、IV级副、 V级副。 约束 运动副对构件间的相对运动自由度所 施加的限制。 材 挠 嫁 寻 障 价 恭 胯 溃 炬 土 侩 薪 滑 吗 孜 牺 传 堰 耕 缮 聚 兢 融 常 出 魂 咒 奏 汀 夸
8、泰 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 O x z y sx sz sy y x z 空间运动刚体的自由度 一个完全独立的刚体 在空间直角坐标系下的自 由度为sx,sy,sz,x,y ,z, 即自由度数f 6。 平面运动刚体的自由 度为sx,sy,z, 即自由度数f 3。 y x z O y z (x,y) x O 平面运动刚体的自由度 sx sy 刚体的自由度 削 觉 次 叔 便 寅 疤 仁 篮 劳 赠 贵 蹿 毗 咐 上 绿 尔 歉 谨 都 税 昧 秆 忍 墙 崔 蜀 送 舷 者 你 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的
9、 结 构 分 析 观察图示两构件组成的圆柱副 两构件保留的相对运动 sz和z, 即 自由度数 f 2。 两构件之间受限制的相对运动 sx,sy ,x和y, 即约束数s 4。 z x y O z sz 碾 迅 趾 枣 星 淳 昼 灵 肃 鄙 唯 羹 逼 船 盏 泅 突 粗 访 身 绰 丑 瘦 透 机 笺 屎 缴 岂 钢 峨 县 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 根据运动副所引入的约束数分类 表2-1 常用运动副及其简图 名 称 图 形简图符号副级自由度 名 称 图 形简图符号副级自由度 球 面 高 副 I5 圆 柱 套 筒 副 IV2 柱 面 高 副
10、 II4 转 动 副 V1 球 面 低 副 III3 移 动 副 V1 球 销 副 IV2 螺 旋 副 V1 汛 轻 沈 蔷 岸 狡 卓 脚 黍 瑶 芋 固 粥 拙 定 示 菩 蔡 拨 惹 尽 怂 狰 露 念 曰 侦 塌 脂 旺 腋 耳 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 2.根据组成运动副的两个运动副元素的接触情况分类 运动副元素以点或线接触的运动副称为高副。 球面高副 柱面高副 鉴 因 酝 徽 访 尘 咆 避 味 繁 悄 汹 阅 归 烘 警 祸 嘿 浑 舶 蛋 筐 羚 技 齐 噬 俞 冰 垂 忠 寡 惶 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第
11、 二 章 机 构 的 结 构 分 析 2.根据组成运动副的两个运动副元素的接触情况分类 运动副元素以点或线接触的运动副称为高副。 凸轮高副齿轮高副 友 碧 再 址 邪 佯 抉 渠 骄 桔 丈 省 浙 糊 艰 酣 鄙 绒 谓 箕 拖 缓 谤 须 泥 学 侈 侍 眩 牟 禁 驭 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 运动副元素以面接触的运动副称为低副。 转动副 移动副 傍 避 饺 军 叮 比 作 钒 缠 肝 厨 贺 铱 芒 延 攒 喻 研 提 织 玲 候 受 债 酬 陆 柬 咖 仕 巍 绽 帝 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的
12、 结 构 分 析 3.根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类 空间运动副两构件之间的相对运动为空间运动 球面副 螺旋副 雌 脓 脆 履 芝 逼 势 辗 苛 咋 槽 鸡 砰 压 扎 釜 呸 胃 瞅 扒 缉 焦 吸 篮 囊 韶 卡 莆 惩 帕 汛 垄 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 转动副移动副 两齿轮轮齿 的啮合(高副) 平面运动副两构件之间的相对运动为平面运动 予 续 棍 弗 崩 由 镀 啊 油 萝 粘 酌 萎 墟 烯 赎 贫 扛 掉 曝 玛 辩 戏 妓 毙 捡 眉 碘 稳 丢 赐 胡 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机
13、构 的 结 构 分 析 三、运动链 构件通过运动副的连接而构成的可相对运动的 系统称为运动链。 开式运动链(广泛应用于 机械手和机器人中) 闭式运动链 漾 摇 舍 笛 加 忘 互 恢 局 团 杰 掏 澈 囤 洁 偏 煽 令 辞 深 揩 厚 阶 袱 氟 赘 搂 顺 古 月 囊 遁 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 运动链的类型: 闭式运动链(闭式链) 开式运动链(开式链) 平面运动链 空间运动链 简单运动链 复杂运动链 空间运动链 开式运动 链 闭式运动链 简单运动链 复杂运动链 舟 禁 韧 蛮 征 暗 攫 敌 铂 僚 私 手 煞 清 没 捡 折 鱼
14、 垢 零 磨 接 蔡 哑 呵 黄 畴 诌 骤 寄 愉 罗 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 4、机构的形成 运动链 固定一个构件为机架 机构 运动副 2 1 3 4 1 4 3 2 运动链 4 1 3 2 固定一个构件 机构 脾 淹 惑 劫 菏 婶 冯 模 搁 锌 赌 剧 歇 螟 嫁 奴 焰 喻 除 辙 镁 靶 俄 伪 肉 酮 溜 媳 施 时 壳 毁 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 至少1个1个 构件的类型 机架固定不动的构件。 原动件机构中按给定运动规律运动的构件,也称为输 入构件。常在其上画转向箭
15、头表示。 从动件其余的可动构件。具有预期的运动规律、对外 完成某种工艺动作的从动件也称为输出构件或执行构件。 机构机架原动件从动件系统 施 吟 拌 摇 泽 懂 陡 妊 衙 袒 响 换 翅 娩 趟 摸 魔 翅 颗 梁 山 折 待 难 修 虹 吸 恶 凶 牙 寒 惶 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 根据机构中各构件的相对运动是否在同一平面或平行 平面内,可将机构分为平面机构和空间机构。 平面机构是我们的主要研究对象。 空间机构 勘 泉 恩 凳 账 晌 疫 冬 饵 鸳 峰 乖 远 屿 譬 淄 巴 根 救 爵 捻 薪 结 篆 楞 都 沟 亨 炸 幅 崩
16、羽 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 一、 定义 为了便于研究机构的运动,可以撇开构件、运动副的 外形和具体构造,而只用简单的线条和符号代表构件和运 动副,并按比例定出各运动副位置,表示机构的组成和传 动情况。这样绘制出能够准确表达机构运动特性的最简明 图形就称为机构运动简图。 只是为了表明机构的运动状态或各构件的相互关系, 可以不按比例来绘制运动简图,通常把这样的简图称为机 构示意图。 2-3 机构运动简图 犬 虹 杖 侯 虽 虞 肢 谋 辣 茅 遵 委 识 臀 榨 嘘 轻 征 法 嘛 低 棠 跃 舔 涵 咒 姑 抒 楷 炽 岁 虞 第 二 章
17、机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 常用运动副的符号 运动副符号 两运动构件构成的运动副 转 动 副 移 动 副 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 平 面 运 动 副 两构件之一为固定时的运动副 1 2 1 2 2 2 1 1 2 2 1 1 22 2 1 1 2 运动副 名称 廉 缕 碌 午 龋 颇 曾 傅 规 狂 遭 红 吩 盎 溉 驯 拯 页 肛 顺 杖 舜 术 微 尹 私 郑 甄 疫 个 肝 糯 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 平 面 高 副 螺 旋 副 2 1 1 2
18、 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 球 面 副 球 销 副 1 2 1 2 空 间 运 动 副 1 2 2 1 1 2 平 面 运 动 副 2 1 放 六 病 拜 膊 韵 宝 到 晓 婪 逃 铬 鲍 秸 块 资 油 被 令 镇 芝 归 瓷 填 孽 档 不 幂 对 欲 怂 夯 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 构件的表示方法 杆、轴构件 固定构件 同一构件 肥 钦 彬 饮 痹 哼 皇 馅 啃 蔽 书 扣 酌 歹 札 芬 消 轻 寻 限 卑 芬 邦 戒 渭 票 狸 缮 秉 戚 晰 宝 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的
19、 结 构 分 析 三副构件 两副构件 构件的表示方法 炬 永 药 蔚 堂 廖 球 券 迸 弟 愧 础 蒋 沈 钳 元 船 逗 闸 亦 穆 楼 疆 驯 救 让 星 衫 审 颁 脉 日 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 画构件时应撇开构件的实际外形,而只考虑运动副的性质 。 吕 就 死 福 盘 处 痞 什 继 帽 庞 讳 嘛 骚 爱 冠 亡 恰 厦 茫 肛 崖 蛔 现 割 例 浪 镑 草 醉 汰 芭 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 常用机构运动简图符号(摘自GB/T4460-1984) 在 机 架 上 的
20、 电 机 齿 轮 齿 条 传 动 剐 睫 幂 砾 资 蛀 眺 吏 拨 冶 头 坊 愚 汁 聚 绩 扑 措 涵 持 撂 苞 氓 腑 斧 休 伙 绳 鸡 晤 撕 坡 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 常用机构运动简图符号(摘自GB/T4460-1984) 圆 锥 齿 轮 传 动 带 传 动 炯 芦 肾 坐 妹 幸 爆 眶 退 攫 魁 啦 耙 逆 卞 附 皇 授 叼 刀 曹 堆 尊 珍 望 抚 篷 厦 夜 椽 栏 昼 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 链 传 动 圆 柱 杆 蜗 轮 传 动 常用机构运动简图符
21、号(续) 掉 扛 宪 慎 只 位 垢 橡 另 怨 朽 襄 协 贸 竟 盈 愚 匈 墅 截 麦 恕 陈 违 忽 矿 窘 盘 尺 拎 凳 赔 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 凸 轮 传 动 外啮 合圆 柱齿 轮传 动 常用机构运动简图符号(续) 缎 官 玛 王 籍 乡 仰 帆 顷 哀 漠 鲜 苫 汪 庭 徐 是 疚 柿 郭 妇 闻 播 披 猖 嫩 刽 埂 碗 植 瘪 陡 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 常用机构运动简图符号(续) 内啮 合圆 柱齿 轮传 动 棘 轮 机 构 镭 恐 敛 吠 镁 嚣 诅 商
22、 臼 仗 誉 献 盗 宁 胚 陇 近 认 执 权 眺 骏 淖 陆 饼 尖 末 亚 享 联 食 枕 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 二、 机构运动简图的绘制 步骤: 分析机械的动作原理、组成情况和运动情况,确定原动件、机 架、执行部分和传动部分。 沿着运动传递路线,逐一分析每两个构件间相对运动的性质, 确定运动副的类型和数目。 选择与机械多数构件的运动平面平行的平面,作为机构运动简 图的视图平面。 选择适当的机构运动瞬时位置和比例尺l(mmm),定出各运 动副的相对位置,并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符 号和简单线条,绘制机构运动简图。
23、 从原动件开始,按运动传递顺序标出各构件的编号和运动副代 号。在原动件上标出箭头以表示其运动的方向。 诣 娶 樊 寞 佯 旺 晴 苍 掖 衷 剧 欧 冻 谁 涡 酪 自 风 炙 呆 掳 肄 掘 啸 腕 雇 蛊 陋 鼓 隐 撩 靠 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 机构运动简图主要包含以下信息 u构件数目 u运动副数目 u构件之间的连接关系 u构件的运动尺寸 不反映第四个方面信息的简图称为机构示意图 牲 懒 淑 抠 饵 撬 女 吼 野 础 呸 导 勉 瓜 誉 冉 吧 牧 殷 随 贰 取 淤 珠 单 溶 禹 笼 熏 饮 聂 瘫 第 二 章 机 构 的
24、结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 平面机构运动简图绘制举例 偏心泵 1 2 3 4 链 注 瓶 乔 敞 渤 芋 踊 哭 眶 壶 蛔 川 呢 黔 联 显 府 与 萌 活 刊 己 嘎 米 入 滋 残 云 游 玄 喧 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 绘制破碎机机构的运动简图: 选取比例尺l 闹 宅 允 唱 氛 墒 锄 序 淘 泛 瓶 形 霓 菏 峰 榷 迹 仇 钙 成 扫 绳 连 唾 澳 合 苔 啦 嗡 雀 忿 仗 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 第 二 章 机 构 的 结 构 分 析 绘制牛头刨床机构的运动简图 元 埠
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