機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)課件

機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)第一章§1-1運(yùn)動(dòng)副及其分類

一.

運(yùn)動(dòng)副(kineticpair)——機(jī)構(gòu)中由兩構(gòu)件直接接觸的具有一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接。如：內(nèi)燃機(jī)中活塞2與氣缸體1（相對(duì)移動(dòng)）連桿3與活塞2（相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）連桿3與曲軸4（相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）曲軸4與缸體1（相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）組成可動(dòng)連接。相對(duì)移動(dòng)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副齒輪副凸輪副低副：面接觸的運(yùn)動(dòng)副高副：點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副二.

運(yùn)動(dòng)副的分類低副(lowpair)高副(highpair)（1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)副中構(gòu)件間的接觸形式分：§1-2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(kinematicsketch)——

是用規(guī)定的符號(hào)，繪出的能準(zhǔn)確表達(dá)機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系及運(yùn)動(dòng)特征的簡(jiǎn)單圖形，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。(即：用線條和簡(jiǎn)單圖形代表構(gòu)件，用規(guī)定符號(hào)代表運(yùn)動(dòng)副，按比例作出的圖形）。內(nèi)燃機(jī)中由汽缸體、活塞、連桿和曲軸組成的曲軸滑塊機(jī)構(gòu)。一．機(jī)構(gòu)構(gòu)件分類機(jī)架（或固定構(gòu)件）——內(nèi)燃機(jī)的汽缸體活動(dòng)構(gòu)件——除機(jī)架外的所有可動(dòng)構(gòu)件。如活塞、連桿、曲軸及齒輪等。組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件可分為兩大類：內(nèi)燃機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖汽缸體活塞連桿曲軸F內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)分析1.汽缸體2.活塞3.

連桿4.曲軸5.齒輪6.齒輪7.凸輪8.推桿原動(dòng)件：運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的活動(dòng)構(gòu)件。（內(nèi)燃機(jī)中的活塞2）主動(dòng)件：作用有驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩的活動(dòng)構(gòu)件。（活塞2

、齒輪5、凸輪7）輸出件：輸出運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的從動(dòng)件。（曲軸4、推桿8

）活動(dòng)構(gòu)件從動(dòng)件：機(jī)構(gòu)中隨主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余活動(dòng)構(gòu)件（如連桿3、曲軸4、齒輪5、推桿8）121221212112二．常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的表示符號(hào)一）運(yùn)動(dòng)副的表示符號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)副的符號(hào)移動(dòng)副的符號(hào)高副的符號(hào)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)表示符號(hào)凸輪機(jī)構(gòu)表示符號(hào)三）常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)電動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)錐齒輪機(jī)構(gòu)蝸桿蝸輪傳動(dòng)三.平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制——舉例說明鄂式破碎機(jī)的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由：機(jī)架1、偏心軸2（與帶輪5固連在一起）、動(dòng)顎板3和肘板4組成。動(dòng)顎板3在偏心軸驅(qū)動(dòng)下作平面運(yùn)動(dòng)，將堆放在動(dòng)顎板與定顎板之間的礦石壓碎。2．分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，判別固定件、原動(dòng)件和從動(dòng)件1）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況分析鄂式破碎機(jī)4.肘板3.動(dòng)顎板1.機(jī)架5.帶輪2.偏心軸固定件——機(jī)架1原動(dòng)件——偏心軸2從動(dòng)件——?jiǎng)宇€板3、肘板42）判別4.肘板1.機(jī)架2.偏心軸5.帶輪3.動(dòng)顎板3．從原動(dòng)件開始，按運(yùn)動(dòng)傳遞順序，分析各構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、確定運(yùn)動(dòng)副的種類和數(shù)目。因機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)均為轉(zhuǎn)動(dòng)，固組成4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，即：轉(zhuǎn)動(dòng)副A、B、C、D，其中A和D為固定鉸鏈，B、C為活動(dòng)鉸鏈4.肘板1.機(jī)架2.偏心軸5.帶輪3.動(dòng)顎板ACBD機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3D1鄂式破碎機(jī)4.肘板3.動(dòng)顎板1.機(jī)架2.偏心軸5.帶輪1）確定固定鉸鏈A和D：先定A點(diǎn)位置→→根據(jù)D點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的坐標(biāo)和長(zhǎng)度比例尺μl定出D點(diǎn)；2）確定活動(dòng)鉸鏈B的位置：以A點(diǎn)為圓心，偏心距e/μl（即lAB/μl）為半徑畫圓，在其圓周上確定一適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)瞬時(shí)位置B2BA13）確定活動(dòng)鉸鏈C的位置：分別以B、D點(diǎn)為圓心，lBC/μl、lCD/μl為半徑畫弧相交于C點(diǎn)；4）用規(guī)定的構(gòu)件符號(hào)連接各點(diǎn)，所形成的簡(jiǎn)單圖形即為鄂式破碎機(jī)的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)C41）確定固定鉸鏈A和D：先定A點(diǎn)位置→→根據(jù)D點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的坐標(biāo)和長(zhǎng)度比例尺μl定出D點(diǎn)；2）確定活動(dòng)鉸鏈B的位置：以A點(diǎn)為圓心，偏心距e/μl（即lAB/μl）為半徑畫圓，在其圓周上確定一適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)瞬時(shí)位置B；3）確定活動(dòng)鉸鏈C的位置：分別以B、D點(diǎn)為圓心，lBC/μl、lCD/μl為半徑畫弧相交于C點(diǎn)；4）用規(guī)定的構(gòu)件符號(hào)連接各點(diǎn)，所形成的簡(jiǎn)單圖形即為鄂式破碎機(jī)的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)鄂式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3D12BA1C4鄂式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制步驟：§1-3平面機(jī)構(gòu)的自由度一.平面機(jī)構(gòu)的自由度(degree

offreedom)

（一）構(gòu)件的自由度

一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。即有三個(gè)自由度。OxY12A能動(dòng)嗎？213ACB4D·

平面機(jī)構(gòu)自由度：機(jī)構(gòu)中各活動(dòng)構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架的可能的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。（三）平面機(jī)構(gòu)自由度平面機(jī)構(gòu)中有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，未用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接時(shí)有3n個(gè)自由度?！て矫鏅C(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式:F=3n–2pL–pH用pL個(gè)底副及pH個(gè)高副聯(lián)接后，自由度減少（2pL+

pH

）。機(jī)構(gòu)中的高副數(shù)目機(jī)構(gòu)中的低副數(shù)目機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目n=N（總構(gòu)件數(shù)）-1（機(jī)架）平面機(jī)構(gòu)自由數(shù)目：3n-（2pL+

pH

）

二.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件pL

=4,pH

=1,F=

33–24-1=

0n=3,123ACB4Dn=2,pL

=3F=

32–23

=0231n=3,pL

=5F=

33–25

=1B2C4ADE13n=3,pL

=4F=

33–24

=114123ABCD不能動(dòng)不能動(dòng)不能動(dòng)能動(dòng)1.機(jī)構(gòu)可能運(yùn)動(dòng)的條件是：2.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：

即:主動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)F。輸入的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)F。機(jī)構(gòu)自由度數(shù)F1。pL

=5,n=4,F=213C2B54ADE1CDn=3,pL

=4,F=11C4123ABD給定1構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)則機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定只給定1構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定給定1、4構(gòu)件運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)才確定。14B54A3C2DE1結(jié)論：3C2D二）局部自由度局部自由度：機(jī)構(gòu)中個(gè)別構(gòu)件所具有的不影響其它構(gòu)件運(yùn)動(dòng)，即與整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度。21ACB4321ACB3F=33–23–1=2？F=32–22–1=1局部自由度處理方法：計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)將局部自由度除去不計(jì)，即將滾子與推桿固聯(lián)成一體，看成一個(gè)零件

4F5ABCDEF123ADBCE123ADBCEF=34–26=0?F=33–24=1三）虛約束——虛約束處理方法:將虛約束去除不計(jì)機(jī)車車輪的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)中那些對(duì)構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束?；蚍Q消極約束。虛約束ACBD1232'3.兩構(gòu)件組成若干個(gè)軸線互相重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副。F=33–23–2=1虛約束4.在機(jī)構(gòu)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，的距離始終不變。AB=CD，AE=DF，BE=CF，BC=EF=AD4CAB1325DEFF=33–24=1CAB1325DEF虛約束5.機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的自由度F=–1的對(duì)稱部分。2132'2"OF=33–23–2=1EABCDOFGH機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng),因?yàn)橹鲃?dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)F。[例]虛約束局部自由度F=36–28–1=1F=3n–2Pl–Ph[例]部分圖示油泵機(jī)構(gòu)中，1為曲柄，2為活塞桿，3為轉(zhuǎn)塊，4為泵體。試?yán)L制該機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。

AB11—曲柄2—活塞桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.機(jī)構(gòu)的自由度：F=3n―2Pl―Ph=3×3―2×4=1解：1.機(jī)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)分析3—轉(zhuǎn)塊4—泵體23C4本章內(nèi)容小結(jié)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條：計(jì)算公式：F=3n-2pL-pH注意事項(xiàng)：復(fù)合鉸鏈、局部自由度