1-17平面連桿機(jī)構(gòu)-1課件講解

第六章機(jī)械常用機(jī)構(gòu)01平面連桿機(jī)構(gòu)02凸輪機(jī)構(gòu)03間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)01平面連桿機(jī)構(gòu)情境導(dǎo)入手槍運(yùn)動(dòng)仿真四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析機(jī)器定義:機(jī)器是人工實(shí)物組合、各部分之間有確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系、能實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換。機(jī)器的組成:機(jī)器一機(jī)構(gòu)一構(gòu)件一零件。零件:是最基本的制造單元。專用零件和通用零件。構(gòu)件:機(jī)器中運(yùn)動(dòng)的最小單元。可由若干個(gè)零件組成。機(jī)構(gòu):由若干構(gòu)件組成獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)體系。機(jī)器:是一個(gè)完整設(shè)備的總成稱,“機(jī)器”是由若干“機(jī)構(gòu)”組成的。機(jī)械:是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱連桿機(jī)構(gòu)是由若干構(gòu)件，通過(guò)低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)。根據(jù)各桿作用面可分為：平面連桿機(jī)構(gòu)和

空間連桿機(jī)構(gòu)。四桿機(jī)構(gòu)是最常見(jiàn)的平面連桿機(jī)構(gòu)。一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析1）機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu):組成機(jī)構(gòu)的所有構(gòu)件都在同一平面或平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)空間機(jī)構(gòu):組成機(jī)構(gòu)的所有構(gòu)件在空間運(yùn)動(dòng)一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)副和約束運(yùn)動(dòng)副使兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。例如，軸與軸承的聯(lián)接、活塞與氣缸的聯(lián)接以及傳動(dòng)齒輪兩個(gè)輪齒間的聯(lián)接等。運(yùn)動(dòng)副限制了兩構(gòu)件間某些獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，這種限制構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的作用稱為約束。平面機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副也稱為平面運(yùn)動(dòng)副。根據(jù)運(yùn)動(dòng)副接觸形式的不同，平面運(yùn)動(dòng)副又可分為低副和高副。

一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析

分類：平面運(yùn)動(dòng)副按兩構(gòu)件接觸的幾何特征分為低副和高副。1.低副：兩構(gòu)件通過(guò)面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。根據(jù)兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式，低副又可分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副。2）平面運(yùn)動(dòng)副分類一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析2.高副：兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副。

一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析3）運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析

兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而成的系統(tǒng)成為運(yùn)動(dòng)鏈。

閉式運(yùn)動(dòng)鏈

開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈3）運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析兩桿機(jī)構(gòu):最簡(jiǎn)單的平面連桿機(jī)構(gòu),可動(dòng)構(gòu)件1個(gè)輸入構(gòu)件=輸出構(gòu)件,無(wú)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換三桿閉環(huán):不是機(jī)構(gòu),靜定橋架四桿閉環(huán):構(gòu)件數(shù)最少,且有運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能平面連桿機(jī)構(gòu)的基本型式---平面四桿機(jī)構(gòu)3）運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析

（1）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：四個(gè)構(gòu)件全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的四桿機(jī)構(gòu)，稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。

（2）機(jī)架：機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的構(gòu)件。（3）連架桿：與機(jī)架連接的構(gòu)架。

曲柄：若能繞機(jī)架作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的連架桿則稱為曲柄。

搖桿：只能繞著機(jī)架在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)的連架桿。（4）連桿：不直接與機(jī)架相連的構(gòu)件。

3）運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析4）平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析——用運(yùn)動(dòng)副符號(hào)和簡(jiǎn)單的線條來(lái)反映機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件之間真實(shí)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的圖形。作用：1.表示機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)情況;2.作為運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析的依據(jù)。4）平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)副代表符號(hào)

兩活動(dòng)構(gòu)建組成的移動(dòng)副與機(jī)架組成的移動(dòng)副移動(dòng)副鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)副平面低副4）平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)副代表符號(hào)

凸輪副內(nèi)、外嚙合齒輪副平面高副4）平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析5）平面機(jī)構(gòu)自由度一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析機(jī)構(gòu)自由度的概念機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件5）平面機(jī)構(gòu)自由度--自由度的概念一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析物體的自由度——完全確定一個(gè)物體在空間位置所需要的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目（物理學(xué)定義）構(gòu)件的自由度：構(gòu)件=剛體（具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元）空間自由構(gòu)件有6個(gè)自由度，平面自由構(gòu)件有3個(gè)自由度機(jī)構(gòu)的自由度——機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)（坐標(biāo)）的數(shù)目, 用

F

表示機(jī)構(gòu)的自由度F=∑可動(dòng)構(gòu)件自由度—∑運(yùn)動(dòng)副的約束數(shù)5）平面機(jī)構(gòu)自由度--機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)中，可動(dòng)構(gòu)件有3個(gè)自由度，轉(zhuǎn)動(dòng)副：只做一個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，約束數(shù)2個(gè)

移動(dòng)副：只做一個(gè)相對(duì)移動(dòng)，約束數(shù)2個(gè)平面滾滑副：可做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和相對(duì)移動(dòng)，約束數(shù)1個(gè)平面機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件有N個(gè)（1個(gè)機(jī)架，可動(dòng)構(gòu)件n=N-1）

，低副(

轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）Pl個(gè)，高副（平面滾滑副）Ph個(gè)，F(xiàn)

3n

(2Pl

Ph

)

該結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件有N=3個(gè)（1個(gè)機(jī)架，可動(dòng)構(gòu)件n=2）轉(zhuǎn)動(dòng)副3個(gè)，高副0個(gè)，F(xiàn)

3n

(2Pl

Ph

)

3

2

(2

3

0)

0該結(jié)構(gòu)為常見(jiàn)的三角形桁架，為一個(gè)靜定結(jié)構(gòu)5）平面機(jī)構(gòu)自由度--機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析

3

3

(2

4

0)

1該結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件有N=4個(gè)（1個(gè)機(jī)架，可動(dòng)構(gòu)件n=3）轉(zhuǎn)動(dòng)副4個(gè)，高副0個(gè)，F(xiàn)

=n主動(dòng)件>0,

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定F

3n

(2Pl

Ph

)n主動(dòng)件>F>0,

機(jī)構(gòu)毀壞一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析

3

4

(2

5

0)

2該結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件有N=5個(gè)（1個(gè)機(jī)架，可動(dòng)構(gòu)件n=4）轉(zhuǎn)動(dòng)副5個(gè)，高副0個(gè)，F(xiàn)

=n主動(dòng)件>0,

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定F

3n

(2Pl

P4

)F>n主動(dòng)件>0,

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定5）平面機(jī)構(gòu)自由度--機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析5）平面機(jī)構(gòu)自由度--具有確定運(yùn)動(dòng)的條件一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：F

=

n

主動(dòng)件F≤0，構(gòu)件間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不是機(jī)構(gòu)FF=主動(dòng)件數(shù)，運(yùn)動(dòng)確定F>主動(dòng)件數(shù)，運(yùn)動(dòng)不確定F