机构的组成和结构分析.ppt

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1、第2章　机构的组成和结构分析主要内容构件、运动副、运动链、机构的概念；机构运动简图；机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件，计算自由度时的几个注意事项；平面机构的组成原理与结构分析。基本要求了解机构的组成，搞清运动副、运动链、约束和自由度等基本概念；能绘制常用机构的机构运动简图；能计算平面机构的自由度；理解平面机构的组成原理，能对平面机构进行结构分析。2.1.1构件机械的独立运动单元，传递运动和力的载体。实例：内燃机中的缸体、活塞、连杆、曲轴等。内燃机连杆2.1机构的组成一个构件大多由几个零件刚性连接组成。实例：连杆由连杆体、轴瓦、连杆盖、螺栓、垫圈、螺母、连杆衬套等相

2、互刚性连接组成。连杆体连杆盖螺栓垫圈螺母连杆衬套轴瓦零件是机械的制造单元。2.1.2运动副两个构件以一定几何形状和尺寸的表面相互接触所形成的可动连接。运动副元素—两个构件上相互接触而构成运动副的表面。约束—运动副对构件间的相对运动自由度所施加的限制。(avi)运动副元素机构是由运动副逐一连接各个构件组成的。(avi)(avi)特点具有较多的自由度，易于构件的自动调整，保持静定特性。接触应力大，易变形、易磨损、承载能力低。制造比较困难。适用场合结构简单，运动精度要求较高，受力较小。构件的不同接触形式点接触点接触，f5,s1线接触，f4,s2线接触面接触特点相当于多点

3、接触，承载能力较高，应用广泛。运动副的自由度一般较低，其接触状况对尺寸、形状及相对位置误差十分敏感，实际接触及受力状况难以准确确定，需要较高的制造精度。保证运动副可靠工作的措施●提高表面硬度●正确选用材料●添加润滑剂●加入中间体,将滑动摩擦改为滚动摩擦运动副的分类●按运动副引入的约束数分类I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。●按运动副的接触形式分类面与面接触的运动副—低副点、线接触的运动副—高副●按两构件相对运动的形式分类平面运动副空间运动副●按接触部分的几何形状分类圆柱副、球面副、螺旋副、球面–平面副、平面–平面副、球面–圆柱副、圆柱–平面副等等。柱面高副(

4、avi)★运动副元素以点或线接触的运动副称为高副。球面高副(avi)移动副(avi)球面低副(avi)回转副(avi)★运动副元素以面接触的运动副称为低副。螺旋副(avi)圆柱套筒副(avi)★空间运动副球销副(avi)★平面运动副——应用最广泛。平面运动副的约束数为1s2A.低副移动副(avi)转动副(avi)齿轮副(avi)凸轮副(avi)B.高副运动副的封闭保持运动副元素之间的接触称为运动副的封闭。●几何封闭●力封闭弹簧力封闭重力封闭几何封闭常用运动副的符号运动副符号两运动构件构成的运动副转动副移动副121212121212212121平面运动副两构件之一为固定

5、时的运动副121222112211222112运动副名称平面高副螺旋副21121221211212球面副球销副1212空间运动副122112平面运动副212.1.3运动链构件通过运动副的连接而构成的相对可动的系统。开式运动链(avi)闭式运动链(avi)开式运动链广泛应用于机械手和机器人中。2.1.4机构运动链中的某一构件加以固定成为机架，称此运动链为机构。其余构件运动是否确定？机构满足条件在另一个（或几个）构件上加上已知运动21341432运动链4132固定一个构件机构(avi)曲柄滑块机构曲柄摇块机构转动导杆机构运动链的生成是创造、获取新机构的重要手段。运动链的设计只

6、关注构件数和连接这些构件的运动副的数量和类型，所以又称为机构的型数综合。同一运动链可以生成的不同机构431CAB21423ABC1432ABCAB1243至少1个1个构件的类型原动件—机构中按给定运动规律运动的构件，也称为输入构件。从动件—其余的可动构件。具有预期的运动规律、对外完成某种工艺动作的从动件也称为输出构件或执行构件。机架—固定不动的构件。机构机架原动件从动件系统根据机构中各构件的相对运动是否在同一平面或平行平面内，可将机构分为平面机构和空间机构。空间RSRC机构球面4R机构空间RSSP机构平面机构是我们的主要研究对象。2.2.1.机构运动简图的定义机构运动

7、简图是从运动学角度出发，将实际机械中与运动无关的因素加以抽象和简化后，得到的反映实际机械的运动特性和运动传递关系的图形。机构运动简图应满足的条件：⑴构件数目与实际机构相同；⑵运动副的性质、数目与实际机构相符；⑶运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。机构示意图为不严格按比例绘制的简图，用于表达机械的结构特征。2.2　机构运动简图构件的表示方法杆、轴构件固定构件同一构件三副构件两副构件构件的表示方法画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。常用机构运动简图符号（摘自GB/T4460-1984）在机架上的电机齿