平面机构要点分析.ppt

第2章 平面机构分析 2.1 概 述 2.2 平面机构的运动简图 2.3 平面机构的自由度 2.4 平面机构的速度分析 绘制，平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的 本章学习目标 平面机构运动简图的绘制方法与步骤，平面机构 本章学习要求 了解：平面机构速度瞬心的定义，常见机构速度瞬心的求法 学习机构运动副及其分类、平面机构运动简图的 条件，速度瞬心及其在机构速度分析中的应用。 及其在机构速度分析中的应用。 掌握：运动副的概念及其分类，运动副及构件的表示方法， 正确处理复合铰链、局部自由度及虚约束。 自由度的计算方法及机构具有确定运动的条件，能 2.1 概 述 所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构称为平面机构，否则称为空间机构。 2.1.1 运动副及其分类 使构件与构件之间直接接触并能产生一定相对运动的连接。 运动副： 运动副的分类：平面低副、平面高副和空间运动副 平面低副 1. 平面低副 两构件通过面接触组成的运动副。 移动副：两个构件只能沿某一轴线作相对移动 转动副：两个构件只能在某一平面内作相对转动 移动副 转动副 2. 平面高副 两构件间通过点或线接触组成的运动副。 平面高副 (b)凸轮-顶杆 (a)车轮-钢轨 (c)齿轮啮合 3. 空间运动副：球面副、球销副和螺旋低副 球面低副 球面高副 球销副 螺旋低副 2.1.2 构件及其分类 固定件(机架) 机构中相对固定的件，用来支承其他活动 构件，一个机构中有且只有一个构件为机架。 和动力由外界输入，又称输入构件，常与动力源相关联。 原动件(主动件) 机构中运动规律已知的活动构件，其运动 从动件 机构中随原动件运动而运动的其余活动构件。 2.2 平面机构的运动简图 1. 表示机构的结构和运动情况。 机构运动简图的作用： 2. 作为运动分析和动力分析的依据。 机构运动简图：实际构件的外形和结构往往很复杂，在研究机构运动时，为简化问题，撇开与运动无关的构件外形和运动副具体构造，仅用简单线条和符号来表示构件和运动副，并按比例定出各运动副的位置。这种说明机构各构件间相对运动关系的简化图形，称为机构运动简图。 画构件时应忽略构件的实际外形，而只考虑运动副之间的尺寸(构件)和运动副的性质。 机构示意图：不按比例绘制的简图。 术语比较 机构运动简图：按精确比例绘制的简图。 2.2.1 机构运动简图中运动副及构件的表示方法 1. 构件的表示方法: 一般构件的表示方法 杆、轴构件 固定构件 同一构件 2. 常见运动副符号的表示: 国标GB4460－84 常用运动副的符号 运动副 名称 运动副符号 两运动构件构成的运动副 转动副 移动副 2 1 2 1 1 2 2 1 两构件之一为固定时的运动副 平面运动副 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 1 2 1 2 2 1 2 1 平面高副 螺旋副 1 2 1 2 球面副球销副 空间运动副 1 2 1 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 1 2 1 2 2 1 3. 常用机构运动简图符号 在机架上的电机 齿轮齿条传动 圆锥齿轮传动 带传动 链传动 凸轮传动 外啮合圆柱齿轮传动 圆柱 蜗杆 蜗轮 传动 内啮合圆柱齿轮传动 棘轮机构 2.2.2 机构运动简图的绘制 分析机构运动，并找出固定件、原动件与从动件。 及运动副的种类和数目。 从原动件开始，按照运动的传递顺序，确定构件的数目 合理选择视图平面，确定一个有代表性的瞬时机构位置。 选择合适的比例尺，按比例定出各运动副之间的相对位 置和尺寸，并用规定符号绘制机构运动简图。 在机构运动简图上，标构件号(如1，2，3…)及运动副号 (如A、B、C、…，高副用小写字母)，用箭头标明原动件。 例2-1 绘制图2-7a所示抽水唧筒的机构运动简图。p15 【例】绘制图示偏心泵的运动简图。 偏心泵 1 2 3 4 【解】 D C B A 2.3.1 平面机构自由度及其计算公式 2.3 平面机构的自由度 一个作平面运动的自由构件具有3个独立运动。当两个构件组成运动副后，相对运动受到约束，自由度随之减少。 平面机构中： 每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。 每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度； 自由度：相对于参考系(构件)所具有的独立运动。 平面机构自由度的计算公式： 例2-2 计算图2-7b所示抽水唧筒机构的自由度 p15 式中：n —— 平面机构中活动构件的数目(=构件数－1)。 PL —— 平面机构中低副的数目。 PH —— 平面机构中高副的数目。 2.3.2