机械原理__第一章机构的结构设计课件.ppt

《机械原理__第一章机构的结构设计课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章第一章　机构的结构设计主要研究内容构件间可动连接(Movableconnector)的型式及其运动和传力特征。形成可动连接的构件系统成为机构应满足的条件。获取满足自由度要求的机构的方法(即机构结构创新设计方法)。机构的结构分析与分类。第一节机构的组成一、构件与自由度1.构件(Link)机器的运动单元，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。第一节　机构的组成内燃机连杆构件的组成一个构件也可以由几个零件刚性联接组成。实例连杆由连杆体、轴瓦、连杆盖、螺栓、垫圈、螺母、连杆衬套等相互刚性联接组成。连杆体连杆盖螺栓垫圈螺母连

2、杆衬套轴瓦零件(Part)是机器的制造单元。刚体自由度空间运动刚体的自由度Oxzysxszsyyxz一个完全独立的刚体在空间直角坐标系下的自由度(Degreeoffreedom,Mobility)为sx，sy，sz，x，y，z，即自由度数f6。平面运动刚体的自由度为sx，sy，z，即自由度数f3。yxzO2.自由度yz(x,y)xO平面运动刚体的自由度sxsy运动副与约束二、运动副与约束运动副(Kinematicpair)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联接。运动副元素(Pairelement

3、)—两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面部分。约束(Constraint)—运动副对构件间的相对运动自由度所施加的限制。圆柱副观察图示两构件组成的圆柱副(Cylindricpair)两构件保留的相对运动sz和z，即自由度数f2。两构件之间受限制的相对运动sx，sy，x和y，即约束数s4。两构件之间可以传递的力（力矩）Px，Py，Mx，My结论几何约束与力约束本质上是一致的，是可以相互替代的。zxyOzsz构件的不同接触形式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

4、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(Pointcontact)点接触，f5,s1线接触，f3,s3线接触(Linecontact)面接触面接触(Areacontact)特点相当于多点接触，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分类运动副的分类●按运动副引入的约束数分类I级副(Clas

5、sIkinematicpair)、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(Lowerpair)点、线接触的运动副—高副(Higherpair)●按两构件相对运动的形式分类平面运动副(Planarkinematicpair)空间运动副(Spatialkinematicpair)●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。运动副举例球面－平面副圆柱－平面副球面–平面副Sphere-planepair空间I级高副圆柱–平面副Cylin

6、der-planepair空间II级高副运动副举例运动副举例球面副球销副球面副Sphericalpair空间III级低副球销副Sphere-pinpair空间IV级低副运动副举例运动副举例圆柱副螺旋副圆柱副Cylindricpair空间IV级低副螺旋副Helicalpair空间V级低副运动副举例运动副举例转动副转动副Revolutepair空间V级(平面II级)低副轴承Bearing铰链Hingedjoint运动副举例运动副举例移动副移动副Prismaticpair,Slidingpair空间V级(平面II级)低副运动副举例平面运动副的约束数

7、平面机构是应用最广泛的机构。平面运动副的约束数为1s2。点、线接触的平面运动副—平面高副滚动副凸轮副齿轮副面接触的平面运动副—平面低副转动副移动副运动副的封闭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(Geometricclosure)运动副的封闭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。●力封闭(Forceclosure)弹簧力封闭重力封闭闭式运动链闭式运动链(Closedkinematicchain)单封闭回路闭链pN（p为运动副数，N为构件数）多封闭回路运动闭链kpN1(k为回路数)三、运动

8、链(Kinematicchain)两个以上构件用运动副联接的构件系统。开式运动链开式运动链(Openkinematicchain)开式运动链广泛应用于机械手和机器人