《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課件-第二章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)BasicsofMechanicalDesign明德礪志求知篤行明德礪志求知篤行第二章：平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2.1運(yùn)動(dòng)副2.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度明德礪志求知篤行2.1運(yùn)動(dòng)副2.1.1

低副（1）轉(zhuǎn)動(dòng)副（2）移動(dòng)副兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接稱為運(yùn)動(dòng)副。明德礪志求知篤行2.1運(yùn)動(dòng)副2.1.2

高副（1）齒輪副（2）凸輪副明德礪志求知篤行2.1運(yùn)動(dòng)副2.1.2

高副（1）齒輪副（2）凸輪副明德礪志求知篤行2.1運(yùn)動(dòng)副分類：（1）低副：面接觸特點(diǎn)：面接觸﹙平面或圓柱面﹚，易制造和維修，壓力小，但摩擦力大而效率低。（2）高副：點(diǎn)或線接觸

特點(diǎn)：承載時(shí)單位面積壓力大，易磨損，制造、維修困難，但能傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。明德礪志求知篤行2.1運(yùn)動(dòng)副其他運(yùn)動(dòng)副：（1）球面副

（2）螺旋副明德礪志求知篤行2.1運(yùn)動(dòng)副其他運(yùn)動(dòng)副：明德礪志求知篤行第二章：平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2.1運(yùn)動(dòng)副2.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度明德礪志求知篤行2.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.2.1平面機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖是用特定的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副符號(hào)表示機(jī)構(gòu)的一種簡(jiǎn)化示意圖，僅表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞情況和結(jié)構(gòu)特征。

圖1-3單缸內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖明德礪志求知篤行2.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.2.2運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示方法

由于構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)僅與運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀及接觸情況有關(guān)，所以各種運(yùn)動(dòng)副常用規(guī)定的簡(jiǎn)單符號(hào)來表示，這些符號(hào)國(guó)家已經(jīng)制訂有標(biāo)準(zhǔn)。

常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副121212121212212121平面運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副121222112211222112運(yùn)動(dòng)副名稱目錄章首平面高副螺旋副2112121212球面副球銷副121212空間運(yùn)動(dòng)副12121221nntt21nntt一般構(gòu)件的表示方法桿、軸構(gòu)件固定構(gòu)件同一構(gòu)件三副構(gòu)件兩副構(gòu)件一般構(gòu)件的表示方法四副構(gòu)件在機(jī)架上的電機(jī)齒輪齒條傳動(dòng)帶傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)一般構(gòu)件的表示方法明德礪志求知篤行2.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.2.3機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

圖1-3單缸內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖1）分析機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)情況2）確定構(gòu)件數(shù)及運(yùn)動(dòng)副類型和數(shù)目3）測(cè)量出運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置尺寸及桿件的長(zhǎng)度4）選構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平面為視圖平面5）確定比例尺明德礪志求知篤行第二章：平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2.1運(yùn)動(dòng)副2.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.1自由度和約束自由度：構(gòu)件具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，F(xiàn)平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件自由度為3

圖2-10構(gòu)件自由度明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.1自由度和約束約束：運(yùn)動(dòng)副對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制稱為約束yxyx12S12xy12R=2,F=1R=2,F=1R=1,F=2θ經(jīng)運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)后，由于有約束，構(gòu)件自由度會(huì)有變化低副限制2個(gè)自由度，高副限制一個(gè)自由度明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.1自由度和約束yxyx12S12xy12R=2,F=1R=2,F=1R=1,F=2θ自由構(gòu)件的自由度數(shù)移動(dòng)副

1（x）

+2（y，θ）=3高副

2（x,θ）

+1（y）

=3轉(zhuǎn)動(dòng)副

1（θ）

+2（x，y）

=3運(yùn)動(dòng)副

自由度數(shù)

約束數(shù)

明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.2平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算

平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式：F=3n-2Pl

-Ph活動(dòng)構(gòu)件數(shù)低副數(shù)高副數(shù)明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=3低副數(shù)PL=4F=3n

－2PL

－PH

=3×3－2×4=1高副數(shù)PH=0例題 計(jì)算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度。S3123明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.3平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件1.自由度F?02.F=機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.4計(jì)算自由度F時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題(1)復(fù)合鉸鏈：——兩個(gè)以上構(gòu)件同在一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接123134212344132明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度解：在B、C、D、E四處應(yīng)各有2個(gè)運(yùn)動(dòng)副?；顒?dòng)構(gòu)件數(shù)=7；低副數(shù)=10；高副數(shù)=0F=3n－2PL－PH=3×7－2×10－0=1例：試計(jì)算圖示圓盤鋸機(jī)構(gòu)的自由度。

可以證明：F點(diǎn)的軌跡為一直線。明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算自由度F時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題(2)局部自由度F′：不影響輸出和輸入運(yùn)動(dòng)關(guān)系的個(gè)別構(gòu)件的獨(dú)立自由度解：n=3，PL=3，F(xiàn)=3n－2PL－PH

=3×3－2×3－1=2PH=1對(duì)于右邊的機(jī)構(gòu)，有：

F=3×2－2×2－1=1事實(shí)上，兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)相同，且F=1明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算自由度F時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題(3)虛約束：對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際不起作用的約束F=3n－2PL－PH

=3×3－2×4=1明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度出現(xiàn)虛約束的場(chǎng)合：

1.兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合，2.兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副，且導(dǎo)路平行。明德礪志求知篤行2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度出現(xiàn)虛約束的場(chǎng)合：

3.