机械原理课件第2章机构的组成原理和机构类型综合

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1、第二章机构的组成原理和机构类型综合2.1内容提要及基本概念2.2本章重点、难点2.3典型例题精解2.1内容提要及基本概念2.1.1内容提要掌握平面运动副的类型及其提供的约束条件、运动链成为机构的条件、平面机构运动简图的绘制方法和步骤、平面机构自由度的计算方法。了解机构的组成原理。2.1.2基本概念复习构件(link)——独立的运动单元；零件(part)——独立的制造单元1.机构的组成及运动简图1）构件与运动副作者：潘存云教授套筒连杆体螺栓垫圈螺母轴瓦连杆盖内燃机连杆运动副——两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的连接。注意：三个

2、条件缺一不可：a)两个构件，b)直接接触，c)有相对运动运动副元素——两构件构成运动副的直接接触的部分（点、线、面）例如凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。作者：潘存云教授运动副的分类：①按引入的约束数分有：I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。构件受到约束后自由度减少，每加上一个约束，便失去一个自由度，自由度与约束数之和为6。提供一个约束条件的，称为I级副。其余依此类推。I级副作者：潘存云教授II级副III级副IV级副V级副1V级副2V级副3两者关联②按相对运动范围分有平面运动副——平面运动(plannarkinematicpa

3、ir)空间运动副——空间运动(spatialkinematicpair)例如球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。平面机构——全部由平面运动副组成的机构。空间机构——至少含有一个空间运动副的机构。③按运动副元素分有面接触（应力低）的运动副称为低副，例如转动副（回转副）、移动副；点、线接触的运动副（应力高）称为高副，例如滚动副、凸轮副、齿轮副等。2）运动链和机构运动链——两个以上的构件通过运动副的连接而构成的系统。分为闭式运动链和开式运动链两种。作者：潘存云教授1个或几个1个机构——将运动链中某一构件固定，而其余构件相对于它有确定运动，此种

4、运动链称为机构。机架——作为参考系的构件，如机床床身、车辆底盘、飞机机身。主（原）动件——按给定运动规律相对于机架独立运动的构件。主动件往往也是驱动力作用的构件，即原动件。从动件——除主动件之外，其余相对于机架运动的构件。机构的组成：机构＝机架＋原动件＋从动件若干3）平面机构运动简图机构运动简图——用以说明机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形。作用：①表示机构的结构和运动情况。②作为运动分析和动力分析的依据。机构示意图——不按精确比例绘制的简图。机构运动简图符号已经有国家标准，该标准对运动副、构件及各种机构的表示符号作了规定，下表

5、中构件和运动副的表示方法供参考。构件和运动副的表示方法双副三副构件两构件为活动构件有一个构件固定121212121221转动副12两构件为活动构件有一个构件固定1212121212121212移动副齿轮的轮齿与轮齿接触凸轮与从动件的接触高副121212212121机构运动简图应满足的条件：①构件数目与实际相同;②运动副的特点、数目与实际相符;③运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。绘制机构运动简图的思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。顺口溜：

6、先两头，后中间，从头至尾走一遍，数数构件是多少，再看它们怎相连。绘制机构运动简图的步骤：①运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目；②测量各运动副之间的尺寸，选视图平面（通常选与运动平面平行的平面），绘制示意图；③按比例绘制运动简图；④检验机构是否满足运动确定的条件。EC颚式破碎机举例：绘制破碎机的机构运动简图。分析：该例题中各构件全部由转动副连接而成，其中O、E、F三处是与机架相连的固定铰链，原动件为AC，作整周旋转。难点：关键是搞清楚原动构件AC是一个作整周旋转的偏心轮，不容易看出。BDFAO作者：潘存云教授1234举例：绘制

7、图示偏心泵的运动简图分析：该例题中共有四个构件，三个转动副，一个移动副。原动件是一个偏心轮，其上有两个转动副。另外一个构件是摇块，其外形是圆柱，与机架构成转动副，与深黄色构件（连杆）构成移动副。难点：弄清原动构件为一个偏心轮以及摇块上运动副的特点。偏心泵单个自由构件的自由度为32.机构的自由度计算及机构运动确定的条件1）平面机构的自由度定义：保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数称为机构的自由度。计算方法：作平面运动的刚体在空间的位置需要三个独立的参数（x，y,θ）才能唯一确定。yxθ(x,y)F=3o自由构件的自由度数运动副

8、自由度数F约束数R回转副1（θ）+2（x，y）=3Syx12xy12R=2,F=1R=2,F=1R=1,F=2结论：构件自由度＝3－约束数＝自由构件的自由度数－约束数移动副1（x）+2（y，θ）=3高副2（x,θ）+1（