机械原理第二章结构分析

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1、第二章平面机构的结构分析§2-1概述平面机构：机构中所有构件均在一个或几个平行平面上运动。12341234另有空间机构概念。运动平面研究目的之一：机构运动的可能性及具有确定运动的条件。123412351234研究目的之二：绘制机构运动简图。研究目的之三：研究机构的组成原理。§2-2机构的组成一、机构的组成要素特点：一个构件，可以是一个零件，也可以是由若干个不同零件组装起来的刚性体。从运动角度看：任何机器都是由若干个构件组合而成。1.构件定义：机器中每个独立的运动单元体。由三个零件组成的构件构件零件1零件2零件3内燃机中连杆内燃机中连杆连杆体连杆盖螺栓垫片螺母轴瓦轴瓦曲轴2.运动

2、副特点：(1)运动副是一种联接；运动副元素：两构件上参加接触而构成运动副的部分。运动副元素定义：由两个构件组成的仍能产生某些相对运动的联接。(2)运动副由两个构件组成；(3)组成运动副的两个构件之间有相对运动。机构是由运动副逐一联接各个构件组成的。二、运动副的分类机构中运动副的类型决定着机构的运动形式。组成元素组成元素xyM(x，y)Nj1.根据运动副所引入的约束数分类表2-1常用运动副及其简图名称图形简图符号副级自由度名称图形简图符号副级自由度球面高副I5圆柱套筒副IV2柱面高副II4转动副V1球面低副III3移动副V1球销副IV2螺旋副V12.根据组成运动副两个运动副元素的

3、接触情况分类柱面高副★运动副元素以点或线接触的运动副称为高副。球面高副★运动副元素以面接触的运动副称为低副。球面低副移动副回转副3.根据组成运动副两个构件的相对运动形式分类★空间运动副球销副螺旋副圆柱套筒副★平面运动副A.低副B.高副移动副转动副齿轮副凸轮副三、运动链与机构开式运动链闭式运动链机构运动链的类型：平面运动链空间运动链空间运动链开式运动链闭式运动链简单运动链复杂运动链平面运动链复杂运动链简单运动链特点：每个构件最多与两个构件形成运动副特点：至少有一个构件与两个以上构件形成运动副特点：至少有一个构件只与一个构件形成运动副特点：每个构件均与两个构件形成运动副闭式运动链(

4、闭式链)开式运动链(开式链)四、机构运动简图的绘制1.定义为了便于研究机构的运动，可以撇开构件、运动副的外形和具体构造，而只用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动情况。——这样绘制出能够准确表达机构运动特性的最简明图形就称为机构运动简图。只是为了表明机构的运动状态或各构件的相互关系，可以不按比例来绘制运动简图，通常把这样的简图称为机构示意图。2.常用机构构件、运动副的代表符号≠?×3.绘制机构运动简图的步骤2)选择合适的投影面一般选择与多数构件的运动平面相平行的面为投影面，必要时也可以就机械的不同部分选择两个或两个以上的投影面，然后展

5、开到同一平面上。3)保证运动副之间的相对位置——准确性选择适当的比例尺，根据机构的运动尺寸定出各运动副之间的相对位置，然后用规定的符号画出各类运动副，并将同一构件上的运动副符号用简单线条连接起来——机构的运动简图。1)分析机构的运动路线在绘制机构运动简图时，首先确定机构的原动件和执行件，两者之间为传动部份，由此确定出组成机构的所有构件；构件之间的是联接，即运动副，从而确定构件间运动副的类型。4.运动简图绘制举例1)绘制牛头刨床主运动机构的运动简图选取比例尺ml=m/mm选取比例尺ml=0.001m/mmml=0.002m/mm选取比例尺ml2)绘制破碎机的机构运动简图3)绘制图

6、示机构的运动简图一、平面机构自由度的计算公式1.构件的自由度与约束§2-3机构自由度的计算对构件运动的限制作用称为约束。xyzxyz构件独立运动的数目称为自由度；2.机构自由度a.定义机构具有独立运动的数目称为机构的自由度。什么是独立运动?什么是机构的独立运动?l4l1l2l3w1j1j2j3什么是机构的自由度?★机构的自由度=机构的独立运动数目b.机构自由度的计算式★平面机构独立运动的数目为：所有活动构件的自由状态下自由度的和减去所有运动副引入约束数目的和。——对于具有n个活动构件的平面机构，若各构件之间共构成了Pl个低副和Ph个高副，则它们共引入(2Pl+Ph)个约束。平面

7、机构的自由度F显然应为：F=3n－(2Pl+Ph)=3n－2Pl－Ph平面机构自由度的计算公式对于空间机构其自由度F为：F=6n－5PⅤ－4PⅣ－3PⅢ－2PⅡ－1PⅠ公共约束c.机构自由度计算式的验证F=3n－(2Pl+Ph)=3×3－2×3－1=2F=3n－(2Pl+Ph)=3×3－0－0=9F=3×3－2×1－0=7F=3×3－2×2－0=5F=3×3－2×3－0=31234二、机构自由度的意义及机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件：机构原动件数目（独立运动件数）等于机构的自由