機(jī)械原理第二章-自由度ppt課件.ppt
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1、機(jī)機(jī) 械械 原原 理理第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 2-1 機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素 2-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖2-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度 2-4 平面機(jī)構(gòu)中的高副低代平面機(jī)構(gòu)中的高副低代 2-5 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 是兩構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成的可動(dòng)聯(lián)接;2-1 機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素一、構(gòu)件構(gòu)件 是機(jī)器中的一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元體.機(jī)構(gòu)的構(gòu)件分為:機(jī)構(gòu)的構(gòu)件分為:二、運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副 任何機(jī)構(gòu)中,必有一個(gè)機(jī)架,有一個(gè)或幾個(gè)原動(dòng)件,若干個(gè)從動(dòng)件。(1)運(yùn)動(dòng)副的定義和分類各種常用運(yùn)動(dòng)副模型構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副
2、是組成機(jī)構(gòu)的兩個(gè)基本要素。按給定已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件;機(jī) 架原動(dòng)件從動(dòng)件機(jī)構(gòu)中的固定構(gòu)件。機(jī)構(gòu)中其余活動(dòng)構(gòu)件。其上常標(biāo)有表示運(yùn)動(dòng)形式的箭頭。其運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定于原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的尺寸。2)按其相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式分轉(zhuǎn)動(dòng)副(回轉(zhuǎn)副或鉸鏈)移動(dòng)副螺旋副球面副運(yùn)動(dòng)副還可分為平面運(yùn)動(dòng)副與空間運(yùn)動(dòng)副兩類。1)按其接觸形式分高副:點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副低副:面接觸的運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副的分類運(yùn)動(dòng)副的分類運(yùn)動(dòng)副的分類運(yùn)動(dòng)副的分類3)按其引入的約束數(shù)目分:級(jí)副、級(jí)副、級(jí)副。例如:軸與軸承 滑塊與導(dǎo)軌 凸輪與尖頂?shù)慕佑| 兩輪齒接觸(2 2)運(yùn)動(dòng)副的約束)運(yùn)動(dòng)副的約束)運(yùn)動(dòng)副的約束)運(yùn)動(dòng)副的約束 構(gòu)件具有的獨(dú)立運(yùn)
3、動(dòng)數(shù)目稱為構(gòu)件的自由度構(gòu)件具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目稱為構(gòu)件的自由度。一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有3 3個(gè)個(gè)自由度自由度。當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接后,其相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到限制,引入了約束。約束數(shù)=自由度減少的數(shù)目 1 1個(gè)自由度個(gè)自由度 1個(gè)自由度個(gè)自由度 2個(gè)自由度個(gè)自由度 一個(gè)平面低副具有一個(gè)平面低副具有一個(gè)平面低副具有一個(gè)平面低副具有1 1 1 1個(gè)自由度,即引入個(gè)自由度,即引入個(gè)自由度,即引入個(gè)自由度,即引入2 2 2 2個(gè)約束;一個(gè)平面高副具個(gè)約束;一個(gè)平面高副具個(gè)約束;一個(gè)平面高副具個(gè)約束;一個(gè)平面高副具有有有有2 2 2 2個(gè)自由度,即引入個(gè)自由度,即引入個(gè)自由度,即
4、引入個(gè)自由度,即引入1 1 1 1個(gè)約束。個(gè)約束。個(gè)約束。個(gè)約束。三、運(yùn)動(dòng)鏈與機(jī)構(gòu)構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副連接而構(gòu)成的相對(duì)可動(dòng)的系統(tǒng)。閉式運(yùn)動(dòng)鏈(簡稱閉鏈):常用開式運(yùn)動(dòng)鏈(簡稱開鏈):用于多自由度的機(jī)械系統(tǒng)中。平面閉式運(yùn)動(dòng)鏈空間閉式運(yùn)動(dòng)鏈平面開式運(yùn)動(dòng)鏈空間開式運(yùn)動(dòng)鏈1、運(yùn)動(dòng)鏈2、機(jī)構(gòu)具有固定構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)鏈稱為機(jī)構(gòu)。平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)常分為平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)兩類,其中平面機(jī)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛??臻g鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件機(jī)架從動(dòng)件原動(dòng)件 不嚴(yán)格按比例繪出的,只表示機(jī)械結(jié)構(gòu)狀況的簡圖。用簡單的線條代表構(gòu)件,用規(guī)定的符號(hào)表示運(yùn)動(dòng)副,并按一用簡單的線條代表構(gòu)件,用規(guī)定的符號(hào)表示運(yùn)動(dòng)副,并按一定比例繪制的表示
5、機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡單圖形稱為定比例繪制的表示機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡單圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。2-2 2-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 在對(duì)現(xiàn)有機(jī)械進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)新機(jī)器時(shí),都需要繪出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。1.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 機(jī)構(gòu)示意圖(一)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)(一)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)(一)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)(一)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)運(yùn)動(dòng)副常用規(guī)定的簡單符號(hào)來表達(dá)(GB446084)。常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)表2.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制(二)構(gòu)件的表示方法(表2-2)一對(duì)相互嚙合的齒輪:用點(diǎn)劃線或細(xì)實(shí)線畫出兩個(gè)齒輪的節(jié)圓凸輪、滾子要畫出全部輪廓(三)常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的圖形符號(hào)(表2-3)舉例:(2)選定視圖平面;(
6、3)選適當(dāng)比例尺,作出各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置,再畫出各運(yùn)動(dòng)副和機(jī)構(gòu)的符號(hào),最后用簡單線條連接,即得機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。(四)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制方法及步驟 (1)搞清機(jī)械的構(gòu)造及運(yùn)動(dòng)情況,沿著運(yùn)動(dòng)傳遞路線,查明組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的類別及其位置;內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制2-3 2-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度 機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)的自由度是機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)是機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目參數(shù)的數(shù)目,用用F F表示。表示。一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有 3 3個(gè)個(gè)自由度自由度一個(gè)平面機(jī)構(gòu)由一個(gè)平面機(jī)構(gòu)由N N
7、個(gè)構(gòu)件組成個(gè)構(gòu)件組成 ,活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=N-1則平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式為:則平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式為:F3n2PL PH (2-1)式中,式中,n為機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目;為機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目;PL 為機(jī)構(gòu)的低副數(shù)目;為機(jī)構(gòu)的低副數(shù)目;PH為機(jī)構(gòu)的高副數(shù)目。為機(jī)構(gòu)的高副數(shù)目。一、一、一、一、平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式(1)(1)(1)(1)自由度計(jì)算舉例自由度計(jì)算舉例自由度計(jì)算舉例自由度計(jì)算舉例2 2 2 2)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu))鉸鏈四桿機(jī)構(gòu))鉸鏈四桿機(jī)構(gòu))鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)3333 2424 01 13 3 3 3)鉸鏈五桿機(jī)
8、構(gòu))鉸鏈五桿機(jī)構(gòu))鉸鏈五桿機(jī)構(gòu))鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)3434 25 25 0 0 2 2二、二、二、二、自由度的意自由度的意自由度的意自由度的意義義義義及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件F F 3 3n n2 2P PL L P PHH1 1 1 1)三角架)三角架)三角架)三角架 3232 2323 0 00 0F F3 3n n2 2P PL L P PHHF F 3 3n n2 2P PL L P PHH給定1個(gè)原動(dòng)件的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)給定2個(gè)原動(dòng)件的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)給定2個(gè)原動(dòng)件的鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)給定1個(gè)原動(dòng)件的鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)如果原動(dòng)件數(shù)如果原動(dòng)
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