《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》緒論2平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

緒論一.運(yùn)動(dòng)副的認(rèn)識(shí)二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

三、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算緒論項(xiàng)目2平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析緒論緒論項(xiàng)目2平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析【任務(wù)描述】在設(shè)計(jì)新機(jī)器或分析已有機(jī)器時(shí)，要判斷所設(shè)計(jì)機(jī)器是否能運(yùn)動(dòng)，在什么條件下會(huì)實(shí)現(xiàn)確定的運(yùn)動(dòng)。試?yán)L制如圖示的單缸內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，計(jì)算其自由度，并判斷該機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng)。一、運(yùn)動(dòng)副的概念運(yùn)動(dòng)副——機(jī)構(gòu)中，兩構(gòu)件間直接接觸而又相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接。機(jī)構(gòu)是由構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而組成的構(gòu)件系統(tǒng)。緒論任務(wù)1運(yùn)動(dòng)副的認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)副中兩構(gòu)件間接觸形式：點(diǎn)、線、面（運(yùn)動(dòng)副元素）運(yùn)動(dòng)副可分為低副和高副。

二、運(yùn)動(dòng)副的分類1、低副——兩構(gòu)件通過(guò)面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱為。根據(jù)低副兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式：緒論轉(zhuǎn)動(dòng)副（兩構(gòu)件間只可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）移動(dòng)副（兩構(gòu)件間只可相對(duì)移動(dòng)）低副2、高副——兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為高副。

緒論緒論3、常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)副簡(jiǎn)圖（1）一般構(gòu)件的表示方法（2）常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)任務(wù)2．平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的概念1.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)表示機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的圖形；

畫(huà)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的目的意義：在研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，可以忽略構(gòu)件復(fù)雜外形及具體構(gòu)造，僅用簡(jiǎn)單的符號(hào)和線條表示出與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的因素，反映與機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特征，便于分析運(yùn)動(dòng)的關(guān)系和動(dòng)力傳遞的路線等。緒論緒論2.機(jī)構(gòu)示意圖

實(shí)際工作中，有時(shí)只需要表明機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳遞情況和構(gòu)造特征，而不要求機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況。因此，不必嚴(yán)格地按比例確定機(jī)構(gòu)中各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置及其尺寸，這樣的簡(jiǎn)圖稱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖(或稱機(jī)構(gòu)示意圖)。一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟1.分析機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)2.確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目。

3.選擇投影面。

4.選擇比例尺。緒論

5.用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制成簡(jiǎn)圖。解：(1)唧筒的機(jī)構(gòu)分析：①機(jī)架是抽水筒4；②原動(dòng)件是手柄1；

③其余連桿2和活塞桿3為從動(dòng)件。(2)運(yùn)動(dòng)與運(yùn)動(dòng)副分析①操作手柄1以轉(zhuǎn)動(dòng)副A為中心擺動(dòng)，依次帶動(dòng)連桿2和活塞桿3運(yùn)動(dòng)；②該機(jī)構(gòu)在A、B、C三處有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，活塞桿3與抽水筒4形成移動(dòng)副。(3)繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖緒論緒論

初步訓(xùn)練緒論

強(qiáng)化訓(xùn)練緒論氣缸體1活塞2進(jìn)氣閥3排氣閥4連桿5曲軸6凸輪7頂桿8齒輪9

繪制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖緒論內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖緒論偏心輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制：任務(wù)3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算

一、平面機(jī)構(gòu)的自由度１、自由度與約束自由度——構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。一個(gè)作空間運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件具有六個(gè)自由度；一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有三個(gè)自由度。約束——對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制。緒論Y．AOX平面運(yùn)動(dòng)剛體三個(gè)自由度在平面機(jī)構(gòu)中：每個(gè)平面低副(轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副等)：引入2個(gè)約束，使構(gòu)件失去兩個(gè)自由度，保留1個(gè)自由度；而每個(gè)平面高副(齒輪副、凸輪副等)：引入1個(gè)約束，使構(gòu)件失去一個(gè)自由度，保留2個(gè)自由度；緒論二、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算設(shè)：平面機(jī)構(gòu)有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，聯(lián)接前，活動(dòng)構(gòu)件自由度總數(shù)為3n；用運(yùn)動(dòng)副將活動(dòng)構(gòu)件與機(jī)架聯(lián)接組成機(jī)構(gòu)后，活動(dòng)構(gòu)件具有的自由度受到約束；若機(jī)構(gòu)中有PL個(gè)低副、PH個(gè)高副，減少的自由度總數(shù)應(yīng)為2PL+PH；機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式：F=3n-2PL-PH緒論計(jì)算下圖機(jī)構(gòu)的自由度解：如圖所示，此機(jī)構(gòu)有3個(gè)活動(dòng)機(jī)構(gòu)，含有4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，沒(méi)有高副。則此機(jī)構(gòu)的自由度是:F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1三、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)（1）復(fù)合鉸鏈——兩個(gè)以上構(gòu)件組成兩個(gè)或更多個(gè)共軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副。緒論

有k個(gè)構(gòu)件在同一處構(gòu)成的復(fù)合鉸鏈時(shí)，就構(gòu)成k-1個(gè)共

線轉(zhuǎn)動(dòng)副；

緒論緒論計(jì)算圖所示圓盤(pán)鋸機(jī)構(gòu)的自由度。

圖所示圓盤(pán)鋸機(jī)構(gòu)及其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖a)圓盤(pán)鋸b)圓盤(pán)鋸機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖解：在B、C、D、F四處都是由3個(gè)構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈，各有3-1=2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副?；顒?dòng)構(gòu)件數(shù)n=7，低副數(shù)PL=10，高副P(pán)H=0。則此機(jī)構(gòu)的自由度為：F=3n-2PL-PH=3×7-2×10-0=1（2）局部自由度——機(jī)構(gòu)中不影響其輸出與輸入運(yùn)動(dòng)關(guān)系的個(gè)別構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)自由度；在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度可預(yù)先排除。緒論例：凸輪機(jī)構(gòu)中，為減少高副接觸處磨損，在從動(dòng)件2上安裝一個(gè)滾子3；滾子的轉(zhuǎn)動(dòng)與否不影響凸輪與從動(dòng)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此滾子繞其自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)為機(jī)構(gòu)的局部自由度；在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)應(yīng)預(yù)先將轉(zhuǎn)動(dòng)副C和構(gòu)件3除去不計(jì)，設(shè)想將滾子3與從動(dòng)件2作為一個(gè)構(gòu)件來(lái)考慮；此時(shí)該機(jī)構(gòu)中，n=2，PL=2，PH＝l。其機(jī)構(gòu)自由度為：

F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1=1此凸輪機(jī)構(gòu)只有一個(gè)自由度，符合實(shí)際。緒論計(jì)算內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的自由度。【任務(wù)實(shí)施】n=7,Pl=8,Ph=4F=3n-2Pl-Ph

=3×7-2Pl-Ph=3×7-2×8-4=1機(jī)構(gòu)自由度F>0，且F等于主動(dòng)件的數(shù)目，所以機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算中特殊情況

（3）虛約束——在機(jī)構(gòu)中與其他約束重復(fù)而不起限制運(yùn)動(dòng)作用的約束；在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)當(dāng)除去虛約束不計(jì)。緒論

緒論虛約束的常見(jiàn)情況（表0-2）：(1)軌跡重合的虛約束（上例機(jī)車輪）；(2)多個(gè)移動(dòng)方向一致的移動(dòng)副;(3)導(dǎo)路互相平行多個(gè)移動(dòng)副；(4)多個(gè)軸線重合轉(zhuǎn)動(dòng)副；(5)機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的對(duì)稱部分；虛約束對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)雖然不起作用，但可以增加構(gòu)件的剛性，使傳力能力增加，常出現(xiàn)。另外虛約束對(duì)制造、裝配精度要求很高。緒論緒論虛約束：３．平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)的自由度必須大于零，才能保證除機(jī)架之外的其它構(gòu)件能夠運(yùn)動(dòng)；機(jī)構(gòu)的自由度等于零，所有構(gòu)件就不能運(yùn)動(dòng)了，因此也就構(gòu)不成機(jī)構(gòu)了；通常我們用具有一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件作原動(dòng)件，因此，構(gòu)件系統(tǒng)成為機(jī)構(gòu)的充分必要條件為：

構(gòu)件系統(tǒng)的自由度必須大于零，且原動(dòng)件的數(shù)目必須等于自由度數(shù)。

緒論五桿機(jī)構(gòu)：

從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)不確定，不成為機(jī)構(gòu)。緒論

三桿機(jī)構(gòu)：(只能算是一個(gè)構(gòu)件)

構(gòu)件系統(tǒng)不能運(yùn)動(dòng)，不成為機(jī)構(gòu)。

緒論四桿機(jī)構(gòu)：緒論構(gòu)件系統(tǒng)能否成為機(jī)構(gòu)，與自由度有關(guān)。總結(jié)1.平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的自由度自由度：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所能有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件具有三個(gè)自由度，有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。約束：對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制。2.運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件間組成的可動(dòng)聯(lián)接（既保持直接接觸，又能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)）。

3.平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算