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第五章机构的型综合(TypeSynthesisofMechanisms)本章内容第一节概述第二节机构型综合的连杆组合法及其分类*第三节机构型综合的基本机构分类法第一节概述促进机构的型综合独创性的辅助方法:机构结构分类法基本机构分类法*基本机构分类法将已有基本机构根据其运动转换、运动性能以及使用范围进行分类,并以工艺要求为依据选择合适的基本机构后进行排列组合,从而得到最佳的机构形式。取决于实际设计经验*机构结构分类法研究由多少个构件、运动副能构成给定自由度的结构类型不同的多少个机构,再从这些机构中选择出最佳满足工艺要求的机构的一种型综合方法。第二节机构型综合的连杆组合法及其分类机构自由度F:F=3(N-1)-2p*探讨运动链F、N、p间的关系一.连杆组合分类4123567841235678现研究运动链的一些概念此为3环运动链L=p-N+1L—表示运动链的环数*运动链的环—由构件和运动副构成的独立封闭系统。41235678现研究运动链的一些概念N=8p=10L=3N=8p=10L=3二元连杆三元连杆四元连杆构件简图构件简图构件简图多元连杆N4Ni表示i元连杆代号及其在运动链中的个数N3N2机构自由度F:F=3(N-1)-2p)23(23FNp当F=1时pN342当F=2时pN352F=1F=2N468...579...p4710...5811...L123...123...连杆组合分类当F=1时pN342当F=2时pN352L=p-N+1组合序号特性N31N32N33N41N42备注In=4,L=1N40=,N30=IIn=6,L=2N25=,N31=,N40=均为四杆运动链III-1III-2n=6,L=2NNN234420===,,022112022112IV-1IV-2n=8,L=3NNN234602===,,0222112202221122V-1V-2V-3V-4V-5n=8,L=3NNN234521===,,01201201211101201200211111101100220122011211111112VI-1VI-2VI-3VI-4VI-5VI-6VI-7n=8,L=3NNN234440===,,002011000001011001002002011011011011001001002002012011011012011002002012111011012012F=1的运动链,共六类17种。N34类别代号NPLN2N3N4N31N32N33N34N41N42AA551500BB7826013333C-1023023CC-2782520113113C-3122122D-102230223DD-2911370211231123D-312221222E-10020130123E-20020220222E-30030120123E-40120121122E-50110131113E-60110221122EE-791136210120130023E-80121120122E-90131110113E-100220220022E-110221120112F=2的运动链,共六类35种。组合序号特性N31N32N33N32N41N42备注In=4,L=1N40=,N30=IIn=6,L=2N25=,N31=,N40=均为四杆运动链III-1III-2n=6,L=2NNN234420===,,022112022112IV-1IV-2n=8,L=3NNN234602===,,0222112202221122V-1V-2V-3V-4V-5n=8,L=3NNN234521===,,01201201211101201200211111101100220122011211111112VI-1VI-2VI-3VI-4VI-5VI-6VI-7n=8,L=3NNN234440===,,002011000001011001002002011011011011001001002002012011011012011002002012111011012012F=1的运动链,共六类17种。运动链表示符号的意义?以此为例说明用代表符号如何画出其结构图?运动链代号:01213N11123N01124NN4N4代表符号的确定运动链代号:01213N11123N01124NN4运动链代号:01213N11123N01124N运动链代号:01213N11123N01124NN4两个二元连杆2!运动链代号:01213N11123N01124NN4两个二元连杆无二元连杆2!N4两个二元连杆无二元连杆一个二元连杆2!0!运动链代号:01213N11123N01124NN4两个二元连杆无二元连杆一个二元连杆一个二元连杆2!1!0!运动链代号:01213N11123N01124NN4两个二元连杆无二元连杆一个二元连杆一个二元连杆2!1!1!0!运动链代号:01213N11123N01124NN42!1!1!0!运动链代号:01213N11123N01124N运动链代号:01213N11123N01124NN4-20112!1!1!0!N4-2011运动链代号:01213N11123N01124NN4-2011运动链代号:01213N11123N01124N01213NN4-201101213N11113N运动链代号:01213N11123N01124NN4-2011运动链代号:01213N11123N01124N01213N11113N两个多元连杆直接相连时,用数值“0”表示用数组表示多元连杆与二元连杆间的连接方式的规则:1)数组的个数与该运动链中多元连杆数相等。2)数组中数的个数与多元连杆的元数相等。N4-××××N3-×××3)数组中某数的值表示该副元素上串联的二元连杆的个数。如何绘制运动链结构图?运动链代号:01213N11123N01124N?运动链代号:01213N11123N01124N01213N11123N01124N运动链代号:01213N11123N01124N01213N11123N01124N01213N11123N01124N01213N11123N01124N二.机构型综合一般原则首选运动链1)首先选取较简单的运动链,不能满足要求时再选取结构较复杂的运动链。2)将一个构件固定为机架,得到一个全转动副机构。F=1机架原动件得八杆全铰链机构F=37-210=1F=37-210=1TF=37-210=1将其换为T3)一个转动副可以直接变换为移动副。移动副用符号T表示F=37-210=14)包含两端运动副在内的一个二元连杆可用高副代替。高副用符号HS表示HSF=37-210=1HSF=36-(28+1)=1四杆运动链1234ABCD四杆运动链的机构型综合1234ABCD4为机架可得一机构四杆运动链4为机架可得一铰链四杆机构1234ABCD1234ABCD四杆运动链1234ABCD曲柄摇杆机构1234ABCDC1234ABD1为机架可得一机构曲柄摇杆机构1234ABCD1为机架可得一机构ABD曲柄摇杆机构1234ABCDC1234ABDC双曲柄机构1234C1234ABD1234ABDABD以3为机架双曲柄机构曲柄摇杆机构CC12433C1234ABD双曲柄机构曲柄摇杆机构ABDC1234ABDC1243双摇杆机构双曲柄机构曲柄摇杆机构C1234ABD1234ABDCABDC1243ABCD1234铰链四杆机构的变换双摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构四杆运动链一个移动副的机构1234ABCD4为机架,D为移动副1234ABDC曲柄滑块机构1234ABCD曲柄滑块机构的变换2为机架得一机构1234ABDC34曲柄滑块机构1234ABDCDCAB曲柄摆块机构431为机架可得一机构转动导杆机构34曲柄滑块机构1234ABDCDCAB曲柄摆块机构34曲柄摆块机构431为机架可得一机构曲柄滑块机构1234ABDCDCAB转动导杆机构*支承滑块的可动构件—导杆2341当机架1曲柄2时得摆动导杆机构341234ABDCDCAB2341转动导杆机构曲柄摆块机构曲柄滑块机构34ABDC3固定为机架得定块机构摆动导杆机构341234ABDCDCAB2341转动导杆机构曲柄摆块机构曲柄滑块机构构件3为机架摆动导杆机构341234ABDCDCAB2341转动导杆机构曲柄摆块机构曲柄滑块机构定块机构铰链四杆机构的变换双摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构四杆运动链一个移动副的机构曲柄滑块机构摆块机构摆动导杆机构转动导杆机构定块机构两个移动副的机构2134ABDCA为移动副2134ABDCA为移动副双滑块机构2134ABDC2134ABDC2134ABDC双滑块机构B为移动副D2134ABC导杆滑块机构2134ABDC2134ABDC双滑块机构B为移动副C为移动副2134ABDC正弦机构D2134ABC导杆滑块机构2134ABDC2134ABDC双滑块机构2134ABDC2134ABDC双滑块机构D2134ABC导杆滑块机构2134ABDC正弦机构B,C为移动副;A,D为转动副2134ABDC2134ABDC2134ABDC双滑块机构D2134ABC导杆滑块机构2134ABDC正弦机构B,C为移动副;A,D为转动副双导杆机构2134ABDC2134ABDC2134ABDC双滑块机构D2134ABC导杆滑块机构2134ABDC正弦机构铰链四杆机构的变换双摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构四杆运动链一个移动副的机构曲柄滑块机构摆块机构摆动导杆机构转动导杆机构定块机构两个移动副的机构双滑块机构导杆滑块机构双导杆机构正弦机构高副机构C1234ABD构件2变换为高副C1234ABDCBEAD高副机构高副机构AD摆动从动件凸轮机构D直动从动件凸轮机构CBEAD高副机构AD摆动从动件凸轮机构D直动从动件凸轮机构齿轮机构CBEAD铰链四杆机构的变换双摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构四杆运动链一个移动副的机构曲柄滑块机构摆块机构摆动导杆机构转动导杆机构定块机构两个移动副的机构双滑块机构导杆滑块机构双导杆机构正弦机构高副机构直动从动件凸轮机构齿轮机构摆动从动件凸轮机构15种机构三.机构型综合例*1.机构型综合的原则1)最简原则——应首先考虑最简单的运动链。2)不存在无功能结构原则——机构中不出现不起实际作用的结构部分。3)最易综合原则——以二元连杆为机架,易得到高级别机构。4)最低成本原则——运动副的加工成本按转动副、移动副、高副递增。5)最符合工艺要求原则1)最简原则2)不存在无功能结构原则3)最易综合原则2.举例Stephenson型运动链变换成带有一个滑块为执行构件的机构afedcb分别以对称构件之一为机架进行变换afedcb以a为机架进行变换afedcbafedcbaedcbf变为移动副,f为滑块afedcbafedcb1afedcb若以d代替f为滑块afedcb若以d代替f为滑块afedcbafedcbe,f为无功能部分。afedcbafedcbafedcbafedcb以f为机架进行变换e为滑块feafedcbfefefeef以f为机架进行变换以a代替e为移动副2feef以f为机架进行变换fe3feef2以f为机架进行变换fefe均为高级别机构!!Ⅲ级机构Ⅳ级机构32afedcb以c为机架进行变换以c为机架进行变换afedcbafedcb滑块afedcbafedcbafedcbafedcbe,f为无功能部分afedcbafedcbce,f为无功能部分afedcbafedcb以d为机架进行变换a为滑块afedcbafedcb无功能部分afedcb无功能部分afedcb432165HSHSV1运动链AEFDCBIHGT机架V1运动链将HS高副变换成凸轮和齿轮副,且执行构件为滑块的机构V1运动链432165H
本文标题:国家精品课程机械原理-05-机构的型综合
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