機(jī)械原理 第1章 12節(jié) 運(yùn)動(dòng)副 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

第2章

機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析武漢大學(xué)東湖分校工學(xué)院2011年3月2.2

機(jī)構(gòu)的組成2.3平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制2.4機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件2.5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算2.6計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)2.7平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類及結(jié)構(gòu)分析一構(gòu)件定義——作為一個(gè)整體參與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的剛性單元體，組成機(jī)械系統(tǒng)的最小運(yùn)動(dòng)單元加工制造的最小單元內(nèi)燃機(jī)連桿組成——可由一個(gè)零件構(gòu)成，也可由若干零件剛性聯(lián)接而成。零件2.1運(yùn)動(dòng)副及其分類由兩個(gè)構(gòu)件直接接觸而產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接稱為

運(yùn)動(dòng)副。二運(yùn)動(dòng)副一、運(yùn)動(dòng)副定義

由兩個(gè)相鄰構(gòu)件直接接觸組成組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)每個(gè)構(gòu)件至少和另外一個(gè)構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接對(duì)運(yùn)動(dòng)副的理解要把握以下三點(diǎn)：可以說：機(jī)構(gòu)是由運(yùn)動(dòng)副逐一聯(lián)接各個(gè)構(gòu)件組成的。副元素：兩個(gè)構(gòu)件上參與接觸構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的部分（點(diǎn)、線、面）自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，或確定構(gòu)件位置所需的獨(dú)立變量的數(shù)目自由構(gòu)件(空間)：F=？自由構(gòu)件(平面)：F=？約束：運(yùn)動(dòng)副對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制2.1運(yùn)動(dòng)副及其分類二、運(yùn)動(dòng)副的分類方法：1按組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式分類:---------平面運(yùn)動(dòng)副、空間運(yùn)動(dòng)副2按照運(yùn)動(dòng)副的接觸形式分類:-------------------低副(面接觸)、高副（點(diǎn)線接觸）5按照運(yùn)動(dòng)副接觸部分的幾何形狀分類:---------------圓柱副、平面與平面副、

球面副、螺旋副、球面與平面副等4按照運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)目分類:-------------------n級(jí)副n=1,2,3,4,53按兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式分類:----------------移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副螺旋副球面副1）平面運(yùn)動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件間作相對(duì)平面運(yùn)動(dòng)

齒輪副轉(zhuǎn)動(dòng)副2）空間運(yùn)動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件間作相對(duì)空間運(yùn)動(dòng)。螺旋副球面副1、根據(jù)組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式分類

根據(jù)運(yùn)動(dòng)副的接觸形式，運(yùn)動(dòng)副歸為兩類1）低副：面接觸的運(yùn)動(dòng)副。如

:

移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副

2）高副：點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副。齒輪副凸輪副2按兩構(gòu)件之間的接觸形式分類3按兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式分類轉(zhuǎn)動(dòng)副——兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)副——兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為移動(dòng)螺旋副——兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為螺旋運(yùn)動(dòng)球面副——兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為球面運(yùn)動(dòng)4按照運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)目分類自由度——構(gòu)件在空間中具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目約束——運(yùn)動(dòng)副對(duì)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的限制作用

I級(jí)運(yùn)動(dòng)副

II級(jí)運(yùn)動(dòng)副

III級(jí)運(yùn)動(dòng)副

IV級(jí)運(yùn)動(dòng)副

V級(jí)運(yùn)動(dòng)副V級(jí)運(yùn)動(dòng)副（f=1，c=5)IV級(jí)運(yùn)動(dòng)副（f=2，c=4)III級(jí)運(yùn)動(dòng)副（f=3，c=3)II級(jí)運(yùn)動(dòng)副（f=4，c=2)I級(jí)運(yùn)動(dòng)副（f=5，c=1)移動(dòng)副平面高副轉(zhuǎn)動(dòng)副三、運(yùn)動(dòng)副代表符號(hào)球面副圓柱副螺旋副三、運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈簡(jiǎn)稱閉鏈：運(yùn)動(dòng)鏈的各構(gòu)件首尾封閉開式運(yùn)動(dòng)鏈簡(jiǎn)稱開鏈：未構(gòu)成首尾封閉的系統(tǒng)定義——若干個(gè)構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副連接起來組成的相互間可作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)。分類閉鏈開鏈?zhǔn)沁\(yùn)動(dòng)鏈么？為什么機(jī)構(gòu)：在運(yùn)動(dòng)鏈中，如果將某一個(gè)構(gòu)件加以固定，而讓另一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律相對(duì)固定構(gòu)件運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果運(yùn)動(dòng)鏈中其余各活動(dòng)構(gòu)件都有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則此運(yùn)動(dòng)鏈稱為機(jī)構(gòu)。四

機(jī)構(gòu)機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件請(qǐng)大家思考以下2種說法是否正確為什么？1運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)菣C(jī)構(gòu)2機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈。機(jī)構(gòu)的分類平面機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面互相平行空間機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)中至少有一構(gòu)件不在相互平行的平面上運(yùn)動(dòng)，或至少有一構(gòu)件能在三維空間中運(yùn)動(dòng)

低副機(jī)構(gòu)：完全由低副連接而成的機(jī)構(gòu)

高副機(jī)構(gòu)：只要含有一個(gè)高副的機(jī)構(gòu)閉鏈機(jī)構(gòu)：由閉式運(yùn)動(dòng)鏈所組成的機(jī)構(gòu)

開鏈機(jī)構(gòu)：由開式運(yùn)動(dòng)鏈所組成的機(jī)構(gòu)高副機(jī)構(gòu)平面低副閉鏈機(jī)構(gòu)請(qǐng)問：是開鏈還是閉鏈機(jī)構(gòu)？平面低副開鏈機(jī)構(gòu)一機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖概念用國(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。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖與原機(jī)械具有完全相同運(yùn)動(dòng)特性。2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

內(nèi)燃機(jī)作用用于現(xiàn)有機(jī)械或新機(jī)械原理方案的設(shè)計(jì)、分析與討論重點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)、組成方式等在方案設(shè)計(jì)階段并不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性運(yùn)動(dòng)副類型表明了構(gòu)件之間的聯(lián)接關(guān)系和傳動(dòng)方式構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸是運(yùn)動(dòng)分析的基礎(chǔ)不嚴(yán)格按比例可繪制機(jī)構(gòu)示意圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和機(jī)構(gòu)示意圖區(qū)別？

為了便于研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，可以撇開構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副的外形和具體構(gòu)造，而只用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按比例定出各運(yùn)動(dòng)副位置，表示機(jī)構(gòu)的組成和傳動(dòng)情況。這樣繪制出能夠準(zhǔn)確表達(dá)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的簡(jiǎn)明圖形就稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

只是為了表明機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或各構(gòu)件的相互關(guān)系，也可以不按比例來繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，通常把這樣的簡(jiǎn)圖稱為機(jī)構(gòu)示意圖。二構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副的表達(dá)方法機(jī)架AB機(jī)架和活動(dòng)構(gòu)件通過轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接機(jī)架和活動(dòng)構(gòu)件通過移動(dòng)副聯(lián)接雙副構(gòu)件注：點(diǎn)劃線表示與其聯(lián)接的其他構(gòu)件雙副構(gòu)件三副構(gòu)件(一個(gè)構(gòu)件和三個(gè)外副)三副構(gòu)件(一個(gè)構(gòu)件和三個(gè)外副)原動(dòng)機(jī)常用機(jī)構(gòu)構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副代表符號(hào)1212移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副常用符號(hào)

凸輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)偏心輪BA12BA21三繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟1.在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，首先確定機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件和執(zhí)行件，兩者之間為傳動(dòng)部份，由此確定出組成機(jī)構(gòu)的所有構(gòu)件，然后確定構(gòu)件間運(yùn)動(dòng)副的類型。2.為將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示清楚，恰當(dāng)?shù)剡x擇投影面。一般選擇與多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面相平行的面為投影面，必要時(shí)也可以就機(jī)械的不同部分選擇兩個(gè)或兩個(gè)以上的投影面，然后展開到同一平面上。總之，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖要以正確、簡(jiǎn)單、清晰為原則。3.選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，根?jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸定出各運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置，然后用規(guī)定的符號(hào)畫出各類運(yùn)動(dòng)副，并將同一構(gòu)件上的運(yùn)動(dòng)副符號(hào)用簡(jiǎn)單線條連接起來，這樣便可繪制出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。三

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟

1.分析整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理，確定原動(dòng)件，確定

輸出件，確定傳動(dòng)件沿著傳動(dòng)路線，分析相鄰構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目3.選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面4.選定比例尺繪圖：選擇適當(dāng)比例尺以國(guó)標(biāo)規(guī)定線條和符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，完成機(jī)構(gòu)圖運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制舉例小型壓力機(jī)編號(hào)原則：注意區(qū)分位置重疊的不同構(gòu)件和同軸剛性聯(lián)接的多個(gè)零件。前者分別編號(hào)，后者采用一個(gè)編號(hào)，加`以示區(qū)別。

1.分析整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理機(jī)構(gòu)組成動(dòng)作原理和運(yùn)動(dòng)情況偏心輪1齒輪1`

桿件2齒輪6`

桿件3槽凸輪6

桿件4

滑塊7

壓頭8原動(dòng)件執(zhí)行構(gòu)件2.沿著傳動(dòng)路線，分析相鄰構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目。轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副平面高副3.選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面

選擇原則1清楚表達(dá)機(jī)構(gòu)的主體部分；2盡可能反映機(jī)構(gòu)的全面運(yùn)動(dòng)；3可以選擇其他視圖平面作為補(bǔ)充。4.繪圖選擇機(jī)架提取構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸確定比例尺選擇機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)狀態(tài)確定各運(yùn)動(dòng)副位置，繪圖編號(hào)：A、B、C…表示運(yùn)動(dòng)副

1、2、3…表示構(gòu)件

O1、O2…表示固定轉(zhuǎn)軸原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向O2

D

B

C

O3

6

5

4

3

A

O1

2

例

圖示為顎式碎礦機(jī)。當(dāng)曲軸2繞軸心O1連

續(xù)回轉(zhuǎn)，動(dòng)顎板6繞軸心O3往復(fù)擺動(dòng)，從而將礦石軋碎。試?yán)L制此碎礦機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

1

1機(jī)架3齒輪2齒輪6連桿7滑塊4滑塊