机械工程基础第3章 机构的结构分析.pptVIP

第3章 机构的结构分析 3.1 平面机构的组成 3.2 平面机构运动简图 3.3 平面机构的自由度 思考与练习 3.1 平面机构的组成 3.1.1 运动副 使两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。 例如, 轴承中的滚动体与内外圈的滚道、 滑块与导槽, 如图3 - 1(a) 、 (b)所示。 它们之间既保持了直接接触, 又能产生一定的相对运动, 因此都构成了运动副。 1. 低副 两构件通过面接触组成的运动副称为低副。 根据低副构件间相对运动的形式不同, 又分为转动副和移动副。 (1) 转动副: 若组成运动副的两个构件只能在一个平面内做相对转动, 则称为转动副, 也称铰链。 如图3 - 2所示, 构件1与构件2圆柱面接触, 构件1可相对构件2转动, 两者组成转动副。 两构件中如有一个构件固定不动, 则称为固定铰链, 如图3 - 2(a)所示； 二者均能转动， 则称为活动铰链, 如图3 - 2(b)所示。 (2) 移动副: 若组成运动副的两个构件只能沿轴线相对移动, 则称为移动副。 如图3 - 3所示, 构件1和构件2以棱柱面接触, 构件1可相对构件2沿轴线移动, 两者组成移动副。 2. 高副 两构件通过点、 线接触所构成的运动副称为高副。 如图3 - 4(a)中的车轮1与钢轨2， 图3 - 4(b)中的凸轮1与顶杆2， 图3 - 4(c)中的齿轮1与齿轮2皆为点或线接触, 两构件间的相对运动为接触处切线t-t方向的相对移动和在平面内的相对转动。 构件1与构件2在直接接触处组成高副。 3.1.2 运动链 两个以上构件以运动副连接而成的系统称为运动链。 若组成运动链的各构件形成首尾封闭的系统, 则称为封闭运动链, 简称闭链, 如图3 - 5(a)、 (b)所示； 若组成运动链的各构件未形成首尾封闭的系统, 则称为开式运动链, 简称开链, 如图3 - 5(c)所示。 3.1.3 机构的组成 在运动链中， 若将某一构件加以固定, 且当一个或几个可动构件按照给定的规律独立运动时, 其余构件也随之做一定的运动, 这种运动链称为机构。 机构中固定不动的构件称为机架, 它用来支承机构中的可动构件； 按照给定的运动规律独立运动的构件称为原动件或主动件, 它是机构中输入运动或动力的构件, 又称为输入构件。 3.2 平面机构运动简图 3.2.1 平面机构的表示方法 1. 运动副的表示方法 1) 转动副 两构件组成转动副的表示方法如图3 - 6(a)、 (b)、 (c)所示。 圆圈用来表示转动副, 其圆心代表相对转动轴线。 若组成转动副的两个构件都是活动件， 则用图(a)表示； 若其中一个为机架, 则在代表机架的构件上加上斜线, 如图(b)、 (c)所示。 2) 移动副 两构件组成移动副的表示方法如图3 - 7(a)、 (b)、 (c)所示。 移动副的导路必须与相对移动方向一致。 3) 平面高副 两构件组成高副的表示方法如图3 - 8所示。 其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓。 2. 构件的表示方法 构件的表示方法如图3 - 9所示。 构件可用直线、 三角形或方块等图形表示。 图3 - 9(a)表示参与组成两个转动副的构件; 图3 - 9(b)表示参与组成一个转动副和一个移动副的构件； 图3 - 9(c)表示参与组成三个转动副的构件, 它一般用三角形表示, 在三角形内加剖面线或在三个内角上涂上焊缝标记, 表明三角形为一个构件； 若三个转动副在同一直线上, 则可用跨越半圆符号来连接直线, 如图3 - 9(d)所示。 3.2.2 平面机构运动简图的绘制 1. 机构运动简图的绘制步骤 (1) 分析机械的工作情况: 找出机架, 确定原动件和从动件(包括执行件和传动件)。 (2) 分析机械运动情况： 从原动件开始, 沿着运动传递路线逐一分析各构件间相对运动的性质, 确定构件的数目、 运动副的类型和数目。 (3) 合理选择视图平面：