单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,课程的内容,常用机构和通用零部件的工作原理，运动特点、结构特点、基本的设计理论和计算方法,。,课程的性质,性质：专业技术基础课,作用：承上启下,特点：科学性，综合性，实践性,课程的任务,1.了解常用机构的结构，运动特性，初步具有分析和设计常用机构的能力。2.掌握通用零件的工作原理、结构特点、设计计算和维护等知识。并初步具有设计简单机械传动装置的能力。3.具有运用标准，规范，手册，查阅相关技术资料能力。,4.获得本学科实验技能的初步训练。,5.通过本课程的学习为后续专业课程打好基础。,11/18/2024,1,课程的内容9/16/20231,第一章 平面机构的运动简图及自由度,4.平面机构具有确定相对运动的条件,3.平面机构运动简图及绘制画法,2.平面机构自由度及其计算,1.平面机构的组成,11/18/2024,2,第一章 平面机构的运动简图及自由度4.平面机构具有确定相对运,1-1 平面机构的组成,平面机构,：,各构件在同一平面或相互平行的平面内运动,蜗杆传动,曲柄滑块机构,空间机构,：,各构件不完全在同一平面或相互平行的平面内运动,11/18/2024,3,1-1 平面机构的组成 平面机构：各构件在同一平面或,1,、概念：,机构,：是具有确定相对运动的构件的组合,动画,演示,构件,：,机构中的（最小）运动单元;,由一个或若干个零件刚性联接而成,2、组成：,机架,：固定不动的构件,原动件,：输入运动规律的构件,从动件,：其它的活动构件,一、机构的组成与分类,11/18/2024,4,1、概念：机构：是具有确定相对运动的构件的组合,当这些构件之间以一定的方式联接起来成为机构时，各个构件不再是自由构件。两相互接触的构件间只能作一定的相对运动，自由度减少。这种,对构件独立运动所施加的限制称为,约束,。,一个作平面运动的,自由构件,有,三个,独立运动的可能性。,构件,所具有的这种,独立运动的数目,称为,构件的,自由度,。所以一个作平面运动的自由构件有 自由度,二、自由度,6个,作空间运动的自由构件有自由度。,3个,11/18/2024,5,当这些构件之间以一定的方式联接起来成为机构时，各个构件不,三、运动副及其分类,（一）低副,两构件通过,面接触,而构成的运动副称为,低副,。,根据两构件间的相对运动形式，低副又可分为,转动副,和,移动副,。,限制两个自由度：（两个移动）,保留一个自由度（转动）,概念：两构件直接接触又存在一定相对运动的可动联接。,类型：低副和高副,1.转动副,（或铰链）,两构件只能在一个平面内作相对转动,11/18/2024,6,三、运动副及其分类（一）低副限制两个自由度：（两个移动）概,2.移动副,两构件只能沿某一方向线作相对移动的运动副称为移动副。,限制两个自由度：（一个移动，一个转动）,保留一个自由度（移动）,11/18/2024,7,2.移动副限制两个自由度：（一个移动，一个转动）9/16/2,（二）高副,两构件通过,点,或,线接触,组成的运动副称为,高副,。,限制一个自由度：（一个移动）,保留两个自由度（一个移动，一个转动）,11/18/2024,8,（二）高副限制一个自由度：（一个移动）9/16/20238,1-2 平面机构运动简图,机构示意图：,只需表明机构运动传递情况和构造特征，不必按严格比例所画的图形,1、机构运动简图：,简明表示机构中各构件之间相对运动关系,的图形。,运动副的类型、数目、相对位置、构件数目,构件外形、截面尺寸、组成构件的零件数目、运动副的具体构造,和运动有关的：,和运动无关的：,用简单线条表示构件,规定符号代表运动副,按比例,定出运动副的相对位置,与原机械具有完全相同的运动特性,基本要求：,11/18/2024,9,1-2 平面机构运动简图 机构示意图：只需表明机,杆、轴类构件,机架,同一构件,两副构件,三副构件,（1）构件（杆）：,2、常用构件和运动副的表示方法：,11/18/2024,10,杆、轴类构件（1）构件（杆）：2、常用构件和运动副的表示方法,（2）运动副的符号,转动副：,移动副：,11/18/2024,11,（2）运动副的符号转动副：移动副：9/16/202311,凸轮副：,齿轮副,：,11/18/2024,12,凸轮副：齿轮副：9/16/202312,常用构件和运动副的表示方法,11/18/2024,13,常用构件和运动副的表示方法9/16/202313,3、绘制机构运动简图的步骤,1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；,2）确定所有运动副的类型和数目，测量各运动副之间位置；,3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性），确定视图方向；,4）确定比例；,5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）,原动件用箭头标出运动方向,分清原动件、机架和从动件,(或者mm/mm),11/18/2024,14,3、绘制机构运动简图的步骤 1）分析机构，观察相对运动，数清,例：试绘制内燃机的机构运动简图,11/18/2024,15,例：试绘制内燃机的机构运动简图9/16/202315,例题1：,内燃机,11/18/2024,16,例题1：内燃机9/16/202316,A,B,C,E,F,D,G,例题2：,破碎机,11/18/2024,17,ABCEFDG例题2：破碎机9/16/202317,偏心轮机构,绘制运动副时注意事项,1)绘制转动副时，转动副的位置是关键,：,代表转动副小圆的圆心必须与回转中心重合；两个转动副中心连线的长度一定要精确。,偏心轮和圆弧形滑块是转动副的特殊形式。它们的绘制是易错点。绘制时关键是要找出相对转动中心。,11/18/2024,18,偏心轮机构绘制运动副时注意事项1)绘制转动副时，转动副的位置,2)绘制移动副时，导路的方向和位置是关键,。,必须注意：代表移动副的滑块，其导路的方向必须与相对移动的方向一致；转动副到移动副导路间的距离要精确。,11/18/2024,19,2)绘制移动副时，导路的方向和位置是关键。必须注意：代表移动,:,1.分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机架、原动部分、传动部分和执行部分，以确定运动副的数目。,2.循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，确定运动副的类型和数目;,3.恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件的运动平面相平行的平面作为投影面。,4.,选择适当的比例尺,定出各运动副之间的相对位置，,用规定的简单线条和各种运动副符号,将机构运动简图画出来。,小结：,11/18/2024,20,:1.分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机架、原动部,11/18/2024,21,9/16/202321,1-3 平面机构的自由度,一、平面机构的自由度计算,机构的自由度,：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目。（与构件数目，运动副的类型和数目有关）,如果：,活动构件数：,n,低副数：,p,l,高副数：,p,h,联接前，总自由度：,3n,联接后，引入的总约束数：,2p,l,+p,h,F=3n-,(,2p,l,+p,h,),=3n-2p,l,-p,h,机构自由度F：,11/18/2024,22,1-3 平面机构的自由度 一、平面机构的自由度计算机构的自,机构自由度计算举例：,1,2,3,4,F=3n2p,l,p,h,=3,2,3,4,0,=,1,1,2,3,4,5,F=3n2p,l,p,h,=3,2,4,5,0,=,2,F=3n2p,l,p,h,=3,2,2,2,1,=,1,B,C,A,F=3n2p,l,p,h,=3,2,3,4,0,=,1,F=3n2p,l,p,h,=3,2,4,5,1,=,1,11/18/2024,23,机构自由度计算举例：1234F=3n2plph 340,机构自由度计算举例：,牛头刨床,F=3n-2P,L,-P,h,=36-28-1=1,解：n=6,P,L,=8,P,h,=1,11/18/2024,24,机构自由度计算举例：牛头刨床 F=3n-2PL-Ph=3,二、平面机构具有确定相对运动的条件,机构要能运动，它的自由度必须大于零。机构的自由度表明机构具有的独立运动数。由于每一个原动件只可从外界接受一个独立运动规律（如内燃机的活塞具有一个独立的移动）因此：,当机构的自由度为1时，只需有一个原动件；,当机构的自由度为2时，则需有2个原动件。,F=3n2p,l,p,h,=3,4,2,5,0,=,2,F=3n2p,l,p,h,=3,3,2,5,0,=,-1,F=3n2p,l,p,h,=3,2,2,3,0,=,0,B,C,A,B,C,A,D,E,A,E,B,C,D,11/18/2024,25,二、平面机构具有确定相对运动的条件机构要能运动，它的自,F0，构件间无相对运动，不成为机构。,(F=0,刚性桁架),F0,原动件数=F，运动确定,原动件数F，机构破坏,故,机构具有确定相对运动的必要条件是,：,原动件数目应等于机构的自由度数目,。,结论：,机构具有确定相对运动的充要条件：,1.机构自由度 0,2.原动件数 机构自由度数,11/18/2024,26,F0，构件间无相对运动，不成为机构。F0,原动件数=F，,缝纫机刺布机构,油泵,11/18/2024,27,缝纫机刺布机构 油泵9/16/202327,F=3n-2P,L,-P,h,=3*5-2*6-0,=3,F=3n-2P,L,-P,h,=3*5-2*7-0,=1,1.复合铰链,：,两个以上个构件在同一条轴线上形成的转动副。,由K个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应为（K-1）个,。,三、注意事项,11/18/2024,28,F=3n-2PL-PhF=3n-2PL-Ph1.复合铰链,F=3n-2P,L,-P,h,=3*3-2*3-1,=2,F=3n-2P,L,-P,h,=3*2-2*2-1,=1,2、局部自由度,在机构中，某些构件具有不影响其它构件运动的自由度,局部自由度经常发生的场合：,滑动摩擦变为滚动摩擦时添加的滚子、轴承中的滚珠,解决的方法：,计算机构自由度时，设想将滚子与安装滚子的构件固结在一起，视作一个构件,排除,11/18/2024,29,F=3n-2PL-PhF=3n-2PL-Ph2、局部自由,3、虚约束,重复而不起独立限制作用的约束称为,虚约束,。,计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。,排除,虚约束经常发生的场合:,A,两构件之间构成多个运动副时,B,两构件某两点之间的距离在运动过程中始终保持不变时,C,联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合时,D,机构中对运动不起作用的对称部分,11/18/2024,30,3、虚约束排除虚约束经常发生的场合:A 两构件之间构成多个,A、两构件之间构成多个运动副时,两构件组合成多个,转动副,，,且其,轴线重合,两构件组合成多个,移动副,，,其,导路平行或重合,两构件组合成若干个,高副,，,但接触点之间的,距离为常数,1,2,3,1,2,3,目的：,为了改善构件的受力情况,F3n2P,L,P,H,3,2,2,2,1,1,11/18/2024,31,A、两构件之间构成多个运动副时两构件组合成多个转动副，且其,讨论：两构件构成多个导路平行的移动副,F=3n-2P,L,-P,h,=3*3-2*5-0,=-1,F=3n-2P,L,-P,h,=3*3-2*4-0,=1,例子分析：,11/18/2024,32,讨论：两构件构成多个导路平行的移动副F=3n-2PL-,B、两构件某两点之间的距离在运动中保持不变时,在这两个例子中，加与不加红色构件MN效果完全一样，为,虚约束,解决方法：,计算时应将构件MN及其引入的约束去掉,F3n2P,L,P,H,3,2,3,4,0,F3n2P,L,P,H,3,2,4,6,0,0,N,M,错,对,1,F3n2P,L,P,H,3,2,3,4,0,1,11/18/2024,33,B、两构件某两点之间的距离在运动中保持不变时在这两个例子中,C、两构件上联接