机械原理第一章(杨家军版)

第二章机构的结构分析§2-1机构结构分析的内容及目的§2-2机构的组成§2-3机构运动简图§2-4机构具有确定运动的条件§2-5机构自由度的计算§2-6计算平面机构自由度时应注意的事项§2-7虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计§2-8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析§2-9平面机构中的高副低代返回§2-1机构结构分析的内容及目的主要内容及目的是：研究机构的组成及机构运动简图的画法；了解机构具有确定运动的条件；研究机构的组成原理及结构分类。§2-1概述平面机构：机构中所有构件均在一个或几个平面运动。12341234另有空间机构概念。(avi)§2-2机构的组成1.构件零件是机器中的一个独立制造单元体；构件是机器中的一个独立运动单元体。从运动来看，任何机器都是由若干个构件组合而成的。任何机器都是由许多零件组合而成的。气缸体连杆体连杆头曲轴齿轮活塞构件往往是由若干零件刚性地联接在一起的独立运动的整体真实连杆连杆体连杆头螺栓螺母垫圈1--连杆体2--螺栓3--螺母4--连杆盖由若干零件组成的构件——连杆1234一、机构的组成要素1.构件(Component，Link)定义：机器中每个独立的运动单元体特点：一个构件，可以是一个零件，也可能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由三个零件组成的构件构件零件1零件2零件3为两构件参与接触而构成运动副的表面。是两构件直接接触而构成的可动联接。2.运动副运动副运动副元素例轴与轴承、圆柱面与圆孔面棱柱面与棱孔面两轮轮齿曲面空间两构件构成的运动副，其自由度f和约束数s满足f+s=6滑块与导轨、两轮齿啮合。特点：(１)运动副是一种联接；(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。运动副元素：两构件上能够参加接触而构成运动副的部分运动副元素(avi)机构是由运动副逐一联接各个构件组成的。(avi)(avi)二、运动副的分类机构的运动副的类型决定机构的运动形式。1.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.根据组成运动副的两个运动副元素的接触情况分类★运动副元素以点或线接触的运动副称为高副。球面高副(avi)柱面高副(avi)★运动副元素以面接触的运动副称为低副。球面副转动副移动副3.根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类★空间运动副圆柱套筒副(avi)球销副(avi)螺旋副根据运动副的接触形式，运动副归为两类1）低副：面接触的运动副。如:移动副转动副4.平面运动副2）高副：点或线接触的运动副。如:齿轮副凸轮副三、运动链(KinematicalChain)与机构开式运动链(avi)机构(avi)闭式运动链(avi)3）按其相对运动形式分转动副（回转副或铰链）移动副螺旋副球面副还可分为平面运动副与空间运动副两类。2）按其接触形式分高副：点、线接触的运动副低副：面接触的运动副（1）运动副的分类1）按其引入的约束数目分：Ⅰ级副、Ⅱ级副、……Ⅴ级副。机构的组成(2/4)3.运动链构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统。闭式运动链（简称闭链）开式运动链（简称开链）1234平面闭式运动链1234空间闭式运动链1234平面开式运动链12345空间开式运动链（2）运动副符号运动副常用规定的简单符号来表达（GB4460－84）。各种常用运动副模型常用运动副的符号表机构的组成(3/4)1234但当机构安装在运动的机械上时则是运动的。——按给定已知运动规律独立运动的构件；4.机构具有固定构件的运动链称为机构。机架原动件从动件——机构中的固定构件；——机构中其余活动构件。1234平面铰链四杆机构机构常分为平面机构和空间机构两类，其中平面机构应用最为广泛。空间铰链四杆机构一般机架相对地面固定不动，常以转向箭头表示。其运动规律决定于原动件的运动规律和机构的结构及构件的尺寸。机架原动件从动件机架从动件原动件机构的组成(4/4)不严格按比例绘出的，只表示机械结构状况的简图。根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，§2-3机构运动简图在对现有机械进行分析或设计新机器时，都需要绘出其机构运动简图。1.何谓机构运动简图？例内燃机机构运动简图。机构运动简图采用运动副及常用机构运动简图符号和构件的表示方法，将机构运动传递情况表示出来的简化图形。机构示意图常用机构构件、运动副代表符号举例：（2）选定视图平面；（3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画出各运动副和机构的符号，最后用简单线条连接，即得机构运动简图。机构运动简图(2/2)2.机构运动简图的绘制绘制方法及步骤：（1）搞清机械的构造及运动情况，沿着运动传递路线，查明组成机构的构件数目、运动副的类别及其位置；常用符号凸轮机构齿轮机构1212移动副转动副运动简图的绘制1确定原动件2确定输出件3确定传动件4确定构件数量及各构件间的运动副5选择投影面6选择比例尺7以线条和运动副规定符号表示构件和运动副机构运动简图是用规定的运动副符号及代表构件的线条来表示机构的运动特性，并根据运动学尺寸，按一定的比例画成的简单图形。内燃机绘制牛头刨床机构的运动简图(avi)(avi)试绘制该机构运动简图(avi)齿轮机构凸轮机构曲柄滑块机构绘制内燃机的机构运动简图内燃机134789101118ABCD,内燃机及其机构运动简图