1、甘肅工業(yè)大學(xué)專用,名詞術(shù)語(yǔ)解釋: 1.構(gòu)件 獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元,內(nèi)燃機(jī)中的連桿,運(yùn)動(dòng)副及其分類,內(nèi)燃機(jī)連桿,零件 獨(dú)立的制造單元,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,2.運(yùn)動(dòng)副,a)兩個(gè)構(gòu)件、b) 直接接觸、c) 有相對(duì)運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)副元素直接接觸的部分（點(diǎn)、線、面） 例如：滾子凸輪、齒輪齒廓、活塞與缸套等。,定義：運(yùn)動(dòng)副兩個(gè)構(gòu)件直接接觸組成的仍能產(chǎn)生某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。,三個(gè)條件，缺一不可,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,運(yùn)動(dòng)副的分類： 1)按引入的約束數(shù)分有：,III級(jí)副,I級(jí)副、II級(jí)副、III級(jí)副、IV級(jí)副、V級(jí)副。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,2)按相對(duì)運(yùn)動(dòng)范圍分有： 平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng),平面機(jī)構(gòu)全部由平面運(yùn)動(dòng)副組成的機(jī)構(gòu)。,IV級(jí)

2、副,例如：球鉸鏈、拉桿天線、螺旋、生物關(guān)節(jié)。,空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng),V級(jí)副1,V級(jí)副2,V級(jí)副3,空間機(jī)構(gòu)至少含有一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)副的機(jī)構(gòu)。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,3)按運(yùn)動(dòng)副元素分有： 高副點(diǎn)、線接觸，應(yīng)力高。,低副面接觸，應(yīng)力低,例如：滾動(dòng)副、凸輪副、齒輪副等。,例如：轉(zhuǎn)動(dòng)副（回轉(zhuǎn)副）、移動(dòng)副 。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,常見運(yùn)動(dòng)副符號(hào)的表示: 國(guó)標(biāo)GB446084,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào),運(yùn)動(dòng)副 名稱,運(yùn)動(dòng)副符號(hào),兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副,轉(zhuǎn)動(dòng)副,移動(dòng)副,兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副,平面運(yùn)動(dòng)副,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,平面高副,螺旋副,空間運(yùn)動(dòng)副,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,構(gòu)件的表示方法:,甘肅工業(yè)大學(xué)專用

3、,一般構(gòu)件的表示方法,桿、軸構(gòu)件,固定構(gòu)件,同一構(gòu)件,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,三副構(gòu)件,兩副構(gòu)件,一般構(gòu)件的表示方法,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,運(yùn)動(dòng)鏈兩個(gè)以上的構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副的聯(lián)接而構(gòu)成的系統(tǒng)。,注意事項(xiàng):,畫構(gòu)件時(shí)應(yīng)撇開構(gòu)件的實(shí)際外形，而只考慮運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)。,閉式鏈、開式鏈,3. 運(yùn)動(dòng)鏈,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,4. 機(jī)構(gòu),定義：具有確定運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈稱為機(jī)構(gòu) 。,機(jī)架作為參考系的構(gòu)件，如機(jī)床床身、車輛底盤、飛機(jī)機(jī)身。,機(jī)構(gòu)的組成： 機(jī)構(gòu)機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件,機(jī)構(gòu)是由若干構(gòu)件經(jīng)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而成的，很顯然，機(jī)構(gòu)歸屬于運(yùn)動(dòng)鏈，那么，運(yùn)動(dòng)鏈在什么條件下就能稱為機(jī)構(gòu)呢？即各部分運(yùn)動(dòng)確定。分別用四桿機(jī)構(gòu)和五桿機(jī)構(gòu)模型演示得出如下

4、結(jié)論： 在運(yùn)動(dòng)鏈中，如果以某一個(gè)構(gòu)件作為參考坐標(biāo)系，當(dāng)其中另一個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）構(gòu)件相對(duì)于該坐標(biāo)系按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，其余所有的構(gòu)件都能得到確定的運(yùn)動(dòng)，那么，該運(yùn)動(dòng)鏈便成為機(jī)構(gòu)。,原（主）動(dòng)件按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。 從動(dòng)件其余可動(dòng)構(gòu)件。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖用以說明機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件之間的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形。,作用： 1.表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況。,機(jī)動(dòng)示意圖不按比例繪制的簡(jiǎn)圖 現(xiàn)摘錄了部分GB446084機(jī)構(gòu)示意圖如下表。,2.作為運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析的依據(jù)。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào),甘肅工業(yè)大學(xué)專用,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖應(yīng)滿足的條件

5、： 1.構(gòu)件數(shù)目與實(shí)際相同,2.運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)、數(shù)目與實(shí)際相符,3.運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置以及構(gòu)件尺寸與實(shí)際機(jī)構(gòu) 成比例。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,順口溜：先兩頭，后中間， 從頭至尾走一遍， 數(shù)數(shù)構(gòu)件是多少， 再看它們?cè)跸嗦?lián)。,步驟： 1.運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械，搞清楚運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)、數(shù)目和構(gòu)件數(shù)目；,4.檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)是否滿足運(yùn)動(dòng)確定的條件。,2.測(cè)量各運(yùn)動(dòng)副之間的尺寸，選投影面（運(yùn)動(dòng)平面）， 繪制示意圖。,3.按比例繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 簡(jiǎn)圖比例尺： l =實(shí)際尺寸 m / 圖上長(zhǎng)度mm,思路：先定原動(dòng)部分和工作部分（一般位于傳動(dòng)線路末端），弄清運(yùn)動(dòng)傳遞路線，確定構(gòu)件數(shù)目及運(yùn)動(dòng)副的類型，并用符號(hào)表示出來(lái)。,舉

6、例：繪制破碎機(jī)和偏心泵的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,繪制圖示鱷式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,繪制圖示偏心泵的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,偏心泵,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,計(jì)算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度。,解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=,3,低副數(shù)PL=,4,F=3n 2PL PH =33 24 =1,高副數(shù)PH=,0,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,計(jì)算五桿鉸鏈機(jī)構(gòu)的自由度,解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=,4,低副數(shù)PL=,5,F=3n 2PL PH =34 25 =2,高副數(shù)PH=,0,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,計(jì)算圖示凸輪機(jī)構(gòu)的自由度。,解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=,2,低副數(shù)PL=,2,F=3n 2PL PH =32 221 =1,高副數(shù)PH=,1,甘肅工業(yè)

7、大學(xué)專用,二、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng),計(jì)算圖示圓盤鋸機(jī)構(gòu)的自由度。,解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=,7,低副數(shù)PL=,6,F=3n 2PL PH,高副數(shù)PH=0,=37 26 0,=9,計(jì)算結(jié)果肯定不對(duì)！,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,1.復(fù)合鉸鏈 兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)。,計(jì)算：m個(gè)構(gòu)件,有m1轉(zhuǎn)動(dòng)副。,兩個(gè)低副,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,上例：在B、C、D、E四處應(yīng)各有 2 個(gè)運(yùn)動(dòng)副。,計(jì)算圖示圓盤鋸機(jī)構(gòu)的自由度。,解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=7,低副數(shù)PL=,10,F=3n 2PL PH =37 2100 =1,可以證明：F點(diǎn)的軌跡為一直線。,圓盤鋸機(jī)構(gòu),甘肅工業(yè)大學(xué)專用,計(jì)算圖示兩種凸輪機(jī)構(gòu)的自由度。,解：n

8、=,3，,PL=,3，,F=3n 2PL PH =33 23 1 =2,PH=1,對(duì)于右邊的機(jī)構(gòu)，有： F=32 22 1=1,事實(shí)上，兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)相同，且F=1,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,2.局部自由度,F=3n 2PL PH FP =33 23 1 1 =1,本例中局部自由度 FP=1,或計(jì)算時(shí)去掉滾子和鉸鏈： F=32 22 1 =1,定義：構(gòu)件局部運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的自由度。,出現(xiàn)在加裝滾子的場(chǎng)合，計(jì)算時(shí)應(yīng)去掉Fp。,滾子的作用：滑動(dòng)摩擦滾動(dòng)摩擦。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,解：n=,4，,PL=,6，,F=3n 2PL PH =34 26 =0,PH=0,3.虛約束 對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際不起作用的約束。 計(jì)算

9、自由度時(shí)應(yīng)去掉虛約束。, FEAB CD ，故增加構(gòu)件4前后E點(diǎn)的軌跡都是圓弧，。 增加的約束不起作用，應(yīng)去掉構(gòu)件4。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,重新計(jì)算：n=3, PL=4, PH=0,F=3n 2PL PH =33 24 =1,特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是：,1,2,3,4,A,B,C,D,E,F,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,出現(xiàn)虛約束的場(chǎng)合： 1.兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合，,2.兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副，且導(dǎo)路平行。,如平行四邊形機(jī)構(gòu)，火車輪,橢圓儀等。(需要證明),甘肅工業(yè)大學(xué)專用,4.運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩構(gòu)件上的兩點(diǎn)距離始終不變。,3.兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，且同軸。,5.對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分。如多個(gè)行星輪。,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,6.兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，且法線重合。,如等寬凸輪,注意： 法線不重合時(shí)，變成實(shí)際約束！,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,虛約束的作用： 改善構(gòu)件的受力情況，如多個(gè)行星輪。,增加機(jī)構(gòu)的剛度，如軸與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。,使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)順利，避免運(yùn)動(dòng)不確定，如車輪。,注意：各種出現(xiàn)虛約束的場(chǎng)合都是有條件的 !,甘肅工業(yè)大學(xué)專用,計(jì)算圖示大篩機(jī)構(gòu)的自由度。,位置C ，2個(gè)低副,復(fù)合鉸鏈:,局部自由度,1個(gè),虛約束,E,n=,7,PL =,9,PH