機(jī)械簡圖的資料

機(jī)械簡圖的資料第1頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念機(jī)械(Machinery)：機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱

機(jī)構(gòu)單元體（構(gòu)件）組合體具有相對的確定運(yùn)動機(jī)器完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能第2頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念機(jī)器(Machine)：由若干個機(jī)構(gòu)組成機(jī)構(gòu)(Mechanism)：由若干個構(gòu)件組成構(gòu)件(Link)

：由一個或幾個零件組成第3頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念機(jī)器的功能組成

第4頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念機(jī)構(gòu)是如何組成的？運(yùn)動單元（構(gòu)件）+聯(lián)接（運(yùn)動副）運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈+機(jī)架機(jī)構(gòu)第5頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念

構(gòu)件(link)

組成機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動單元由一個或幾個零件組成零件：制造單元構(gòu)件：運(yùn)動單元第6頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念運(yùn)動副

(Joint、Kinematicpair)兩個構(gòu)件直接接觸形成的可動連接第7頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念第8頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念運(yùn)動副分類：根據(jù)運(yùn)動副引入的約束數(shù)分類第9頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念運(yùn)動副分類：根據(jù)運(yùn)動副引入的約束數(shù)分類第10頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念運(yùn)動副分類：

相對運(yùn)動形式空間運(yùn)動副：相對運(yùn)動為空間運(yùn)動平面運(yùn)動副：相對運(yùn)動為平面運(yùn)動SpatialkinematicpairPlanarkinematicpair第11頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念運(yùn)動副分類：

相對運(yùn)動形式轉(zhuǎn)動副：相對運(yùn)動為轉(zhuǎn)動移動副：相對運(yùn)動為移動第12頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念運(yùn)動副分類：運(yùn)動副的接觸形式低副(Lowerpair)

：面與面接觸高副(Higherpair)

：點(diǎn)、線相接觸第13頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念運(yùn)動副分類：●

按運(yùn)動副引入的約束數(shù)分類

I級副、II級副、III級副、IV級副、V級副●按兩構(gòu)件相對運(yùn)動的形式分類

平面運(yùn)動副轉(zhuǎn)動副空間運(yùn)動副移動副●

按運(yùn)動副的接觸形式分類

低副—面與面接觸的運(yùn)動副

高副—點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動副第14頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念閉式鏈組成的各構(gòu)件構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)開式鏈組成的各構(gòu)件未構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)

運(yùn)動鏈

(Kinematicchain)

多個構(gòu)件用運(yùn)動副聯(lián)接構(gòu)成的系統(tǒng)第15頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念機(jī)構(gòu)

(Mechanism)

將運(yùn)動鏈中某一構(gòu)件加以固定，則此運(yùn)動鏈

成為機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)原動件

(drivinglink)從動件(drivenlink)

機(jī)架

(frame)傳動構(gòu)件執(zhí)行構(gòu)件第16頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念平面機(jī)構(gòu)

空間機(jī)構(gòu)PlanarmechanismSpatialmechanism第17頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念問題：平面機(jī)構(gòu)？空間機(jī)構(gòu)？第18頁/共83頁機(jī)構(gòu)的基本概念機(jī)構(gòu)的組成構(gòu)件＋運(yùn)動副→運(yùn)動鏈→機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)原動件

(drivinglink)從動件(drivenlink)

機(jī)架

(frame)傳動構(gòu)件執(zhí)行構(gòu)件第19頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖(Kinematicsketch)

用規(guī)定簡單符號和線條代表運(yùn)動副和構(gòu)件，并按比例表達(dá)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸，繪制出的表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動的簡明圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖與機(jī)械結(jié)構(gòu)圖的區(qū)別機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖作用機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖畫法第20頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖規(guī)定畫法運(yùn)動副畫法1212121212121221轉(zhuǎn)動副移動副第21頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖規(guī)定畫法運(yùn)動副畫法轉(zhuǎn)動副移動副21211212221122112第22頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu)第23頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖移動副結(jié)構(gòu)第24頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖構(gòu)件的表示方法第25頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖三副構(gòu)件表達(dá)第26頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖構(gòu)件的固定連結(jié)第27頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖特殊構(gòu)件規(guī)定畫法齒輪傳動第28頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖特殊構(gòu)件規(guī)定畫法蝸桿蝸輪傳動齒輪齒條傳動第29頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖特殊構(gòu)件規(guī)定畫法凸輪傳動棘輪機(jī)構(gòu)第30頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖特殊構(gòu)件規(guī)定畫法在機(jī)架上的電機(jī)液壓馬達(dá)第31頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制1.分析機(jī)械工作原理，確定其組成構(gòu)件2.沿運(yùn)動傳遞路線，逐一分析每兩個構(gòu)件間

相對運(yùn)動情況，已確定運(yùn)動副的類型3.恰當(dāng)選擇視圖平面4.按規(guī)定表示方法選擇適當(dāng)?shù)谋壤呃L圖第32頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制第33頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖第34頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖課堂練習(xí)第35頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖課堂練習(xí)第36頁/共83頁機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖課堂練習(xí)第37頁/共83頁機(jī)構(gòu)的自由度(degreeoffreedom)構(gòu)件自由度:構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)的數(shù)目

機(jī)構(gòu)自由度

:機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)的數(shù)目

位置確定所需的獨(dú)立參數(shù)數(shù)目第38頁/共83頁機(jī)構(gòu)的自由度

約束

(constraint)

對獨(dú)立運(yùn)動的限制（自由度減少）平面運(yùn)動副與約束第39頁/共83頁機(jī)構(gòu)的自由度運(yùn)動副與約束組成平面低副的兩構(gòu)件有1個相對自由度相互受到2個約束組成平面高副的兩構(gòu)件有2個相對自由度，相互受到1個約束第40頁/共83頁機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)自由度計算

n

：活動構(gòu)件數(shù)

pl：低副數(shù)目

ph：高副數(shù)目第41頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算三桿結(jié)構(gòu)第42頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算四桿機(jī)構(gòu)第43頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算五桿機(jī)構(gòu)第44頁/共83頁機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件原動件數(shù)=機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)自由度≤0機(jī)構(gòu)自由度＞0時：機(jī)構(gòu)自由度＜原動件數(shù)目機(jī)構(gòu)自由度=原動件數(shù)目機(jī)構(gòu)自由度＞原動件數(shù)目思考？第45頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算六桿機(jī)構(gòu)第46頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題

復(fù)合鉸鏈(compoundhinges)

局部自由度(passivedegreeoffreedom)

虛約束(redundantconstraint)

第47頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題

復(fù)合鉸鏈(compoundhinges)

兩個以上構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相連所構(gòu)成的

運(yùn)動副。M個構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈形成M-1個轉(zhuǎn)動副。第48頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題局部自由度(passivedegreeoffreedom)

若機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自身的局部運(yùn)動有關(guān)，并不影響其它構(gòu)件的運(yùn)動，則稱這種自由度為局部自由度。第49頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題處理方法：

1）F=3n–2Pl–Ph–F′=3×3–2×3–1–1=1

2）把滾子與推桿看作一體

F=3×2–2×2–1=1第50頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題F=3×4–2×6=0？第51頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題

虛約束(redundantconstraint)

在特定的條件下，某些運(yùn)動副所引入的約束可能與其它運(yùn)動副所起的限制作用是一致的。這種不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束稱為虛約束。第52頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：

相聯(lián)兩構(gòu)件在聯(lián)接點(diǎn)上的運(yùn)動軌跡相互重合時，

此種聯(lián)接（運(yùn)動副）帶入的約束為虛約束。兩構(gòu)件某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動過程中始終不變

不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動的重復(fù)部分(兩個構(gòu)件構(gòu)成多個運(yùn)動副)

機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動不起作用的對稱部分

第53頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題1)相聯(lián)兩構(gòu)件在聯(lián)接點(diǎn)上的運(yùn)動軌跡相互重合時，

此種聯(lián)接（運(yùn)動副）帶入的約束為虛約束。處理方法：將被聯(lián)結(jié)構(gòu)件及形成的運(yùn)動副除去第54頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題F=3n–2Pl–Ph

=3×4–2×6=0？第55頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題F=3n–2Pl–Ph=3×3–2×4=1

處理方法：將被聯(lián)結(jié)構(gòu)件及形成的運(yùn)動副除去第56頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題2）兩構(gòu)件某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動過程中始終不變處理方法：去掉聯(lián)結(jié)兩點(diǎn)的構(gòu)件及運(yùn)動副F=3n–2Pl–Ph=3×3–2×4=1第57頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題3）不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動的重復(fù)部分:

兩個構(gòu)件構(gòu)成多個運(yùn)動副轉(zhuǎn)動副移動副處理方法：只計算其中一個運(yùn)動副第58頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題4）機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動不起作用的對稱部分處理方法：去掉對稱部分F=3n–2Pl–Ph=3×7–2×10=1第59頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題虛約束作用：增加剛性平衡作用力增大功率第60頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算例11.F=3n–2Pl–Ph–F'=3×9–2×12–1–1=12.F=3n–2Pl–Ph–F'=3×8–2×11–1=1第61頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算撥車機(jī)第62頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算

伸出（退回）動作階段機(jī)構(gòu)簡圖扣鉤（脫鉤）動作階段機(jī)構(gòu)簡圖例2第63頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算第64頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算例3圖示機(jī)構(gòu)設(shè)計是否合理,說明理由,提出改正方案第65頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算第66頁/共83頁機(jī)構(gòu)自由度計算第67頁/共83頁空間機(jī)構(gòu)（Spatialmechanism）簡介空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制空間機(jī)構(gòu)自由度計算第68頁/共83頁空間機(jī)構(gòu)簡介空間機(jī)構(gòu)常用運(yùn)動副及符號球面副三級低副圓柱副四級低副第69頁/共83頁空間機(jī)構(gòu)簡介空間機(jī)構(gòu)常用運(yùn)動副及符號轉(zhuǎn)動副五級低副移動副五級低副螺旋副五級低副第70頁/共83頁空間機(jī)構(gòu)簡介空間機(jī)構(gòu)基本型式球面4R機(jī)構(gòu)第71頁/共83頁空間機(jī)構(gòu)簡介空間機(jī)構(gòu)基本型式RSSP機(jī)構(gòu)第72頁/共83頁空間機(jī)構(gòu)簡介空間機(jī)構(gòu)基本型式RSSR機(jī)構(gòu)第73頁