第9章 平面机构运动简图及自由度.ppt

第9章平面机构的运动简图及自由度 §9-1 运动副及其分类 §9-2 平面机构运动简图 §9-3 平面机构的自由度 §9-4 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 9.1 机械原理的研究对象 机械原理研究的对象是机械，机械是机器与机构的总称。 1机器 机器是一种作机械运动的装置，它用来变换或传递能量、物料和信息，以代替或减轻人的体力劳动和脑力劳动。根据机器主要用途的不同，可分为动力机器(如电动机、内燃机、发电机等)、加工机器(如金属切削机床、纺织机、包装机、缝纫机等)、运输机器(如汽车、拖拉机、起重机、输送机等)和信息机器(如计算机、机械积分仪、记账机等)等等 . 三个共同的特征： (1)它们都是一种人为的实物(机件)组合体。 (2)组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动。 (3)能够完成有用的机械功或转换机械能。 2机构 机构是用来传递运动和力的实物组合体，其各件之间具有确定的相对运动。 机构只是一个构件系统，只用于传递运动和力 。 机器是由各种机构组成的，除了传递运动和力之外，它还具有变换或传递能量的物料信息的功能 。 机器组成： (1)原动部分：是机械动力的来源。常用的原动机有电动机、内燃机、液压缸或气动缸等。 (2）执行部分：处于整个传动路线的终端，完成机械预期的动作。其结构形式完全取决于机械本身的用途。 (3)传动部分：介于原动机和执行部分之间，把原动机的运动和动力传递给执行部分。 (4)控制部分：其作用是控制机械的其他基本部分，使操作者能随时实现或终止各种预定的功能。一般来说，现代机械的控制部分既包括机械控制系统，又包括电子、液压、声、光等控制系统，其作用包括监测、调节、控制等。 运动副是使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接。是由两构件组成的可动联接。运动副是约束运动的，构件组成运动副后，其独立运动受到约束，自由度便随之减少。 由运动副的定义可知：构成机构的两个基本要素是构件和运动副。 运动副的基本特征是： ①具有一定的接触形式，并把两构件上直接参与接触而构成运动副的部分称为运动副元素； ②能产生一定形式的相对运动。 按运动副元素接触形式可将运动副分为低副和高副。 运动副按其所能产生相对运动形式分为转动副、移动副、螺旋副和球面副等。 如果构成运动副的两构件间相对运动是平面运动，则称为平面运动副；如果构成运动副的两构件间相对运动是空间运动，则称为空间运动副； 1. 低副——两运动副元素通过面接触所构成的运动副。 转动副和移动副都属于低副。 ⑴转动副——两构件间只能作相对转动的低副称为转动副或铰链。转动副及其简图符号表示如下图所示。如果转动副中的一个构件为固定构件，则该转动副又称为固定铰链，否则称为活动铰链。 ⑵ 移动副——两构件间只能作相对移动的低副称为移动副，移动副及其简图符号表示如下图所示。 2. 高副——两运动副元素通过点或线接触所构成的运动副。如图1-4所示。用简图表示高副时，应将两构件接触处的几何形状绘出。对于齿轮与齿轮啮合及齿轮与齿条啮合的高副，可按规定的简图表示。 2平面机构运动简图的绘制 1. 机构运动简图——根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，再用规定的运动副代表符号和简单的线条或几何图形表示机构各构件间相对运动关系的一种简化图形。 各运动副间的相对位置尺寸称为运动特征尺寸。 在绘制机构运动简图时，运动特征尺寸应准确地表示出来。 机构中的构件可分为三类： 1.固定构件（机架） 机构中用来支撑活动构件的构件。图9-1中的气缸体就是固定构件，用它来支承活塞和曲轴等。研究机构中活动构件的运动时，常以固定件(机架)作为参考坐标系。 2.主动件（原动件） 运动规律己知的活动构件。它的运动是由外界输入的，故又称为输入构件，如图9-1中的活塞，其运动是由燃油燃烧形成的高压气体驱动的。 3.从动件 机构中除主动件以外的其余活动构件，如图9-1中连杆、曲轴都是从动件。 任何一个机构中，必有一个构件被相对地看作固定件。例如汽缸体虽然随汽车运动。但在研究发动机的运动时，仍将汽缸体看作固定件。在活动构件中必须有一个或几个原动件，其余的都是从动件。 2. 绘制机构运动简图的目的： 机构运动简图与真实机构具有完全相同的运动特性，主要用于简明地表达机构的组成情况和运动情况，进行运动分析，作为运动设计的目标和构造设计的依据。也可对机构进行力分析并作为专利性质的判据。 3. 机构运动简图中运动副的表示方法 机构运动简图中运动副(转动副、移动副)的表示方法如前面所述。 需要注意的是：移动副的导路必须与相对移动方向一致。表示机架的构件需画上阴影线。 4.机构运动简图中构件的表示方法 机构中构件的相对运动是由运动副的类型及同一构件上各运动副的相对位置决定的。因此，在绘制机构