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机构及机构运动简图ppt课件

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机械设计基础第1章运动简图ppt课件

机械设计基础第1章运动简图ppt课件

运动简图绘制原则
简化原则
在保证能够准确表达机构运动情况的前提下， 尽量简化图形，突出重点。
清晰原则
图形应清晰易懂，符号、线条和标注应符合规 范。
完整性原则
应完整地表达机构的组成、运动传递关系和运动特性，不遗漏任何重要信息。
运动简图在机械设计中的应用
机构运动分析
通过运动简图可以直观地了解机 构的运动情况，包括速度、加速 度、位移等运动参数的变化规律。
凸轮机构运动简图绘制方法
选择视图平面 一般选择垂直于凸轮回转轴线的平面 作为视图平面
绘制凸轮轮廓线
根据凸轮的实际尺寸和形状，用实线 绘制出凸轮的注出 从动件的长度和位置
标注尺寸和参数
标注出凸轮的回转半径、基圆半径、 偏距等关键尺寸，以及从动件的位移、 速度、加速度等运动参数
机构运动简图绘制方
02
法
机构组成及运动副类型
机构组成
机构是由刚性构件通过运动副连接而成的系统。构件是机构 中的运动单元，可以是单一的整体，也可以是几个零件组成 的刚体。
低副
两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件的相对运动 形式，低副可分为转动副和移动副两种。
运动副类型
运动副是两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接。根 据接触形式的不同，运动副可分为低副和高副两大类。
高副的表示
高副用一条通过接触点的公法线来表示，并在公法线上标注出接触点 的位置。
机构运动简图绘制步骤与实例
绘制步骤
1. 分析机构的组成和运动情况，确定机构的类型 和运动副的性质。
2. 选择适当的比例尺，绘制机构示意图，表示出 各构件的相对位置和尺寸关系。
机构运动简图绘制步骤与实例
3. 根据机构示意图，用规定的符号绘制机构运动简图，表示出各构件间的连接关系和相对运动情况。

机构及机构运动简图

机构及机构运动简图

• 两构件之间构成多个运动副时
• 两构件某两点之间的距离在运动过程中始终保持不 变时
• 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合时
• 机构中对运动不起作用的对称部分
– 虚约束的处理方法
• 计算自由度时将虚约束排除
– 虚约束的作用
• 改善构件的受力情况
6/5/2020 4:1•4 A传M 递较大功率 机械基础——第一章
– 实例一——内燃机
+
6/5/2020 4:14 AM
6
+
5'
6
= 5'
5
机械基础——第一章
1
2
1
3
4' 4
15
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
– 实例二——颚式破碎机
1. 机架 2. 偏心轴
5. 带轮
3. 动颚板
6/5/2020 4:14 AM
4.肘板机械基础——第一章
16
2 机构及机构运动简图
能量转换
机械
总称
运动单元 固定件：机架
制造单元
原动件：主动件
从动件：随原动件运动的其余构件
– 机构中构件的分类 6/5/2020 4:14 AM
机械基础——第一章
4
2 机构及机构运动简图
2.3 运动副
– 构件的自由度
构件所具有的独立运动的数目（或确定构件位置的 独立参变量的数目）
– 一个作平面运动的自由构件具有 三个独立运动数
D5
F n= 7
46 1E 7 C
PL= 6 PH= 0
因为存在复 合铰链！！
2
3
B
8A
F=3n － 2PL － PH =9

机构及机构运动简图精选课件

机构及机构运动简图精选课件

7/12/2020
.
6
2 机构及机构运动简图
2.3 运动副
典型运动副
转动副和移动副分别 转动副和移动
是低副还是高副？
副都是低副
转动副
使两个构件的相对移动受到约束， 而只有一个独立相对转动自由度 的运动副。也称为回转副或铰链。 如铰链、轴与轴承等。
移动副
使构件的一个相对移动和相对转 动受到约束，而只有一个方向独 立相对移动自由度的运动副。也 称为棱柱副。如汽缸与活塞、滑 块与导轨等。
.
4
2 机构及机构运动简图
2.3 运动副
构件的自由度
构件所具有的独立运动的数目（或确定构件位置的独立参变量 的数目）
一个作平面运动的自由构件具有 三个独立运动数
如图所示，在 Oxy坐标系中，构件S 可随其上任一点A沿x轴、y轴方向移 动和绕A点转动。即一个作平面运动 的自由构件具有三个自由度。
图2-5 构件的平面运动
6
= 5'
5
1
2
1
3
4 4'
15
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
实例二——颚式破碎机
2. 偏心轴
1. 机架
5. 带轮
3. 动颚板
4.肘板
7/12/2020
.
16
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
实例二——颚式破碎机
2. 偏心轴
1. 机架
5. 带轮
A
B
A
2
1
B
C
D C
3. 动颚板
2 机构及机构运动简图
2.1 机构
概念
用于传递运动或改变运动形式的用各种机件组合而成的组合体。

机械设计平面机构的运动简图及自由度ppt课件

机械设计平面机构的运动简图及自由度ppt课件

寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
处理方法：
应除去局部自由度，即把滚 子和从动件看作一个构件。
N = 2, Pl = 2, Ph = 1, F = 3×2 - 2×2 – 1 = 1
与实际相符
一、平面机构的自由度
• 构件未用运动副与其他构件联接前，有 3个自由度
低副使构件失去 2个自由度 高副使构件失去 1个自由度
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
平面机构自由度的计算公式
• 平面机构的自由度：指机构中各活动构件相对机 架的可能独立运动数目；
给定构件1运动参数 1 = 1 (t)，构
件2、3、4的运动是不确定的
再给定构件4运动参数 4 = 4 (t)，
构件2、3的运动是确定的
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
结论：
•构件系统具有确定运动的条件为：
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
内燃机的机构运动简图：
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
§1-3 平面机构的自由度
• 机构的构件之间应具有确定的相对运动，不能产 生相对运动或无规则乱动的一堆构件是不能成为 机构的。要判断构件系统是否为机构，就必须研 究平面机构自由度的计算。

机构及机构运动简图

机构及机构运动简图

D C
4.肘板
D
C
1
17
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
思考——如图所示的破碎机应如何绘制运动简图？？
A B
E
4/15/2020
DC
FG
18
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
练习
4/15/2020
19
练习1解答
3
C23 4
2
B12
1
A14
C234
3
2
4
B12
1
4
A14
低副约束数
3×n
2 × PL
=>
F=3n-2PL-PH
高副约束数 1 × Ph
4/15/2020
21
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
实例一：铰链四杆机构
n=3 pL=4 ph=0 F=3n-2pL-ph=1
4/15/2020
22
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
实例二——颚式破碎机
2
＝-1 错！
1
实际自由度 为1，为什
么？？
存在虚约束！！
4/15/2020
32
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
虚约束定义
对机构的运动实际不起作用的约束
B 2E
C
1
4
3
A
F
D
3 2
1
A
B
4/15/2020
33
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
虚约束出现场合
两构件之间构成多个运动副时 两构件某两点之间的距离在运动过程中始终保持不变时 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合时 机构中对运动不起作用的对称部分

机构及机构运动简图

机构及机构运动简图
▪ 零件
每一个单独加工的单元体(独立的加工单元)
▪ 构件
• 有相对运动的各个单元体(独立的运动单元)。可以是 单一的零件，也可以是多个零件固联成的内部没有相 对运动的刚性结构。
• 特点
– 不同构件间有相对运动 – 单一构件内部没有相对运动 – 可以是单一零件（如曲轴），也可以是多个零件组成（如
连杆）
机械
2
基
8/16/2020 3:04 PM
2 机构及机构运动简图
2.2 零件与构件
螺栓 垫圈 螺母
套 筒
连杆体 轴瓦
实体
机械
3
基
连杆盖 零件
8/16/2020 3:04 PM
构件
2 机构及机构运动简图
2.2 零件与构件 ▪ 零件、构件、机构与机器的联系
机器
一个或多个
做功或实现 能量转换
机构
确定的 相对运动
刚性联结 构件
零件
机械 总称
▪ 机构中构件的分类
运动单元
制造单元
固定件：机架 原动件：主动件 从动件：随原动件运动的其余构件
机械
4
基
8/16/2020 3:04 PM
2 机构及机构运动简图
2.3 运动副
▪ 构件的自由度
构件所具有的独立运动的数目（或确定构件位置的 独立参变量的数目）
▪ 一个作平面运动的自由构件具有 三个独立运动数
▪ 运动副
• 使构件直接接触又能保持一定形式的相对运动的连接
点接触——高副(1个约束，2个自由度)
• 按接触方式分类 线接触——高副(1个约束，2个自由度)
面接触——低副(2个约束，1个自由度)
机械
6
基

第2章--机构运动简图

第2章--机构运动简图
2
C: 复合铰链 M 和 N 、 E 虚约束 和F: G: 局部自由度
小结：
1、运动副的定义和分类 运动副：由两构件直接接触形成的可动联接
分类：高副(点或线接触的运动副)和低副(面接触的运动副)
2、能绘制机构运动简图 3、重点掌握平面机构的自由度计算及注意事项，明确复合铰链 局部自由度、虚约束等
1）平面机构自由度的计算公式： F 3n 2PL PH
F 3n 2PL PH 34 24 2
2
n7 PL 10 PH 0
F 3n 2PL PH 3 7 210 0
1
n4 PL 4 PH 2
F 3n 2PL PH 34 24 2
2
n7 PL 10 PH 0
F 3n 2PL PH 3 7 210 0
1
n9
用图形符号表示高副时，一 般需把两构件在接触点处的 曲线轮廓画出(图a)，但对于 齿轮机构，习惯上只画出两 齿轮的节圆(见表1-1)。
二、 构件的分类及其表示符号
1. 构件的分类
机 架 —机构中的固定构件； 支撑活动件，只有一个
原动件 主动件
—按给定已知运动规律独立运 动的构件；一般机构有一个
常在其上给出表示其运动形式 的箭头。
1）平行四边形结构
A
2）两构件之间构成多个转动轴线 重合的转动副；
3）两构件之间构成多个导路平行 的移动副；
虚约束常出现在下列场合：
1）平行四边形结构 2）两构件之间构成多个转动轴线重合的转动副； 3）两构件之间构成多个导路平行的移动副；
4）机构中对传递运动不起独立作用的对称部分
5）两构件多点接触形成平面高副，
5、给各构件和运动副编号，并在 原动件上用箭头表示其运动形式和 方向

第三章-机构运动简图及平面机构自由度.ppt

第三章-机构运动简图及平面机构自由度.ppt
虚约束
• (2) 重复表示的运动副。
ko
虚约束
ko
虚约束
• (3) 对传递运动不起独立作用的对称部分。
B2
1 A
1
C C3' D
4 E
4
5 n=4, PL=5,F=2
ko
三、机构具有确定运动的条件
1.F>0; 2.原动件数等于机构自由度数。
ko
例子：试计算机构的自由度
ko
计算自由度时应注意的事项
• （1）复合铰链： • 定义：两个以上的构件同时在一处以铰链相联接，此种铰链
称为复合铰链。如下图：
为什么要研究平面机构 运动简图，它有什么意义？
ko
§3-2 平面机构运动简图
一、平面机构运动简图 用规定的符号和线条按一定的比例表
示构件和运动副间的相对位置，并能完 全反映机构运动特征的简图。
1
2
ko
二、构件和运动副的常用代表符号
1
1
2 2
1
2
11 2
2 1
2
移动副
1 1
2
2
1
1
2
2
ko
1 2
ko
第三章 平面机构的运动简图 和自由度
1.如何判定是机构？
机构的定义是？
ko
主要内容
机构的分类和组成 平面机构的运动简图 平面机构的自由度
ko
本章重要概念
• 机构 • 构件 • 运动副 • 低副 • 高副 • 自由度 • 约束 • 运动链
ko
3.1 机构的组成
组成要素
运动副 机构中的运动单元体，由 构 件 一个或若干个零件组成。
B2 A1
单个自由构件有3个自由度

运动简图设计(共39张PPT)

运动简图设计(共39张PPT)
运动副元素：两构件上直接参与接触构成运动副的部分。
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
3.1.2 自在度和运动副约束
自在度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自在度
2024年2月4日
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
一、平面运动副
按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。
螺旋副
球面副
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.2 平面机构的运动简图
《机械设计基础 》
2.转动副 构件组成转动副时，如以下图表示。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
图垂直于回转轴线时用图a表示；
图面不垂直于回转轴线时用图b表示。
表示转动副的圆圈，其圆心必需与回转轴线重合。
平面机构的构造分析
§3.1 机构的组成
§3.2 平面机构的运动简图
§3.3 平面机构的自在度
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.1.1 运动副
运动副： 构件和构件之间既要相互衔接〔接触〕在一同，又要有相 对运动。而两构件之间这种可动的衔接〔接触〕就称为运 动副。
说明
3.3 平面机构的自在度
《机械设计基础 》
三个构件在同一轴线处，两个转动副。
推理：m个构件时，有m – 1个转动副。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.3 平面机构的自在度
C处为复合铰链 n = 5, Pl = 7, Ph = 0
F = 3n - 2Pl – Ph

第2章 机构运动简图

第2章 机构运动简图
n＝F＝＝433n×－p4 L2－=pL25×－5pp－HH=00＝2
2
3 4
3
4 5
1 2
1
如果原动件数<=F, 如F =果12原动件数>F,
则机构的运动确定； 则会导致机构最薄弱环节的损坏。 则机构的运动不确定；
机构具有确定运动的条件
1、机构的自由度F>0。
2、机构原动件数目应等于机构的自由度的 数目。
分类：高副(点或线接触的运动副)和低副(面接触的运动副)
2、能绘制机构运动简图 3、重点掌握平面机构的自由度计算及注意事项，明确复合铰链 局部自由度、虚约束等
例 平行四边形机构
F＝3n － 2pL － pH ＝3×4 －2×6 －0 ＝0
虚约束！
计算自由度时，应将引入虚约束的构件和运动副去掉。
F＝3n － 2pL － pH
＝3×3－2×4－0＝1 虚约束常出现在下列场合：
1）平行四边形结构
A
2）两构件之间构成多个转动轴线 重合的转动副；
3）两构件之间构成多个导路平行 的移动副；
=3*3-2*4-0 =1
n＝3 pL =4
pH=0
二、机构具有确定运动的条件
1、自由度计算举例
n＝1）2 三p角L =架3 p超刚H=静性0定桁桁架架
F＝3n－2pL － pH
＝3×2 －2×3 －0 ＝0
nF＝＝233）n－铰p2链Lp=L四4－杆pp机HH=构0
＝3×3 －2×4 －0 ＝1 3）铰链五杆机构
先画运动副，再连线
机架
两副构件Βιβλιοθήκη 三副构件表示构件的常用图形符号
杆状
注：阴影线表示固定 注：涂黑是焊缝标记，表示的是一个构件 注：涂剖面线表示的是一个构件 注：绕过转动副的圆弧相连直线表示的是一个构件
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6
= 5'
5
1
2
1
3
4 4'
15
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
实例二——颚式破碎机
2. 偏心轴
1. 机架
5. 带轮
3. 动颚板
4.肘板
4/14/2020
.
16
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
实例二——颚式破碎机
2B
A
2
1
B
C
D C
3. 动颚板
图2-6 典型运动副
4/14/2020
.
7
2 机构及机构运动简图
2.4 运动链
定义
两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。
分类
开式链：运动链的各构件不构成首尾封闭的系统。 闭式链：运动链的各构件构成了首尾封闭的系统。
机构
将运动链的一个构件固定为机架，其中的一个或几个原动件作独 立运动时，其余从动件即随之作确定的运动
构件总自由度
低副约束数
3×n
2 × PL
=>
F=3n-2PL-PH
高副约束数 1 × Ph
4/14/2020
.
21
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
实例一：铰链四杆机构
n=3 pL=4 ph=0 F=3n-2pL-ph=1
4/14/2020
.
22
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
常用运动副的符号 一般构件的表示方法
如何用简单的 线条和符号表 示构件和运动
副？？？
常用机构运动简图符号
4/14/2020
.
9
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
绘图步骤
分析清楚所要绘制机械的结构和动作原理。 从原动件开始，按照运动传递的顺序，仔细分析各构件相对运 动的性质，确定运动副的类型和数目。 合理选择视图平面，通常选择与大多数构件的运动平面相平行 的平面为视图平面。 选取适当的长度比例尺，按一定的顺序进行绘图，并将比例尺 标注图上。
实例二——颚式破碎机
A
2
1
B
D
C
1
n=3 pL=4 ph=0 F=3n-2pL-ph) =1
4/14/2020
.
23
4/14/2020
.
6
2 机构及机构运动简图
2.3 运动副
典型运动副
转动副和移动副分别 转动副和移动
是低副还是高副？
副都是低副
转动副
使两个构件的相对移动受到约束， 而只有一个独立相对转动自由度 的运动副。也称为回转副或铰链。 如铰链、轴与轴承等。
移动副
使构件的一个相对移动和相对转 动受到约束，而只有一个方向独 立相对移动自由度的运动副。也 称为棱柱副。如汽缸与活塞、滑 块与导轨等。
.
4
2 机构及机构运动简图
2.3 运动副
构件的自由度
构件所具有的独立运动的数目（或确定构件位置的独立参变量 的数目）
一个作平面运动的自由构件具有 三个独立运动数
如图所示，在 Oxy坐标系中，构件S 可随其上任一点A沿x轴、y轴方向移 动和绕A点转动。即一个作平面运动 的自由构件具有三个自由度。
图2-5 构件的平面运动
4/14/2020
.
10
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
注意事项
画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。
图2-7 构件的表示方法
4/14/2020
.
11
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
实例一——内燃机
4/14/2020
图2-8 内燃机
.
曲柄滑块机构
12
2 机构及机构运动简图
B12
1
4
A14
4/14/2020
.
20
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构的自由度
运动链（或机构）的自由度
运动链（或机构）具有的独立运动的数目
运动链成为机构的条件
自由度大于0（保证运动链能运动） 自由度数等于原动件数（保证运动链具有确定的运动）
自由度的计算
设n个活动构件，PL个低副，PH个高副，自由度数为F
4.肘板
4/14/2020
.
D
1
17
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
思考——如图所示的破碎机应如何绘制运动简图？？
A B
E
4/14/2020
DC
FG
.
18
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
练习
4/14/2020
.
19
练习1解答
3
C23 4
2
B12
1
A14
C234
3
2
4
2.4 平面机构运动简图
实例一——内燃机
4/14/2020
图2-8 内燃机
.
齿轮机构
13
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
实例一——内燃机
4/14/2020
图2-8 内燃机
.
6
5'
凸轮机构
14
2 机构及机构运动简图
2.4 平面机构运动简图
实例一——内燃机
+
4/14/2020
6
+
5'
.
2 机构及机构运动简图
2.1 机构
概念
用于传递运动或改变运动形式的用各种机件组合而成的组合体。
实例——内燃机
齿轮机构 曲柄滑块机构 凸轮机构
可见，机构是一 个组合体，如何
进行细分？
图2-4 内燃机工作原理图
4/14/2020
.
1
2 机构及机构运动简图
2.2 零件与构件
零件
每一个单独加工的单元体(独立的加工单元)
构件
有相对运动的各个单元体(独立的运动单元)。可以是单一的零 件，也可以是多个零件固联成的内部没有相对运动的刚性结构。 特点
不同构件间有相对运动 单一构件内部没有相对运动 可以是单一零件（如曲轴），也可以是多个零件组成（如连杆）
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2 机构及机构运动简图
2.2 零件与构件
螺栓 垫圈 螺母
套 筒
连杆体 轴瓦
实体
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连杆盖 零件
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构件
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2.2 零件与构件
零件、构件、机构与机器的联系
确定的
一个或多个
相对运动
刚性联结
机器
机构 做功或实现
构件
零件
能量转换
机械 总称
机构中构件的分类
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运动单元
制造单元
固定件：机架
原动件：主动件
从动件：随原动件运动的其余构件
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2 机构及机构运动简图
2.3 运动副
约束
对独立运动所加的限制。每加上一个约束，构件便失去一个自由 度。
运动副
使构件直接接触又能保持一定形式的相对运动的连接
按接触方式分类
点接触——高副(1个约束，2个自由度) 线接触——高副(1个约束，2个自由度) 面接触——低副(2个约束，1个自由度)
注：不能运动或无规则乱动的运动链不能成为机构
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2.4 平面机构运动简图
定义
不考虑与运动无关的因素而仅用简单的线条和符号代表构件与运 动副，并按一定比例表示各构件间的相对运动关系的简单图形。
作用
表示机构的组成和运动情况 作为运动分析和动力分析的依据
构件与运动副的表示