机构的结构分析
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第二章机构的结构分析§2-1 机构结构分析的内容及目的1、研究机构的组成及其具有确定运动的条件目的是弄清机构包含哪几个部分,各部分如何相联,以及怎样的结构才能保证机构中各构件具有确定的相对运动。
2、按结构特点对机构进行分类不同的机构有各自的特点,把各种机构按结构加以分类,其目的是按其分类建立运动分析和动力分析的一般方法。
3、绘制机构运动简图研究机构特性的工具。
4.研究机构的组成原理研究按何种规律组成的机构能满足运动确定性的要求。
§2-2 机构的组成一、构件与运动副1、构件(Link) -独立的运动单元。
零件(part)-独立的制造单元,如齿轮。
如图2—1,连杆是由多个零件组成,即一个构件可是一个零件,也可是由多个构件组成的。
2、运动副运动副-两个构件直接接触组成的能产生某些相对运动的联接。
三个条件,缺一不可,如图2—2所示。
a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动运动副元素—直接接触的部分(点、线、面)图2—2运动副例如:滚动轴承(图2—3)、齿轮齿廓(图2—4)、活塞与缸套(图2—5)等。
图2—3滑动轴承图2—4齿轮齿廓图2—5活塞与缸套二、运动副的分类:1.按引入的约束数分类:I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副如图2—6所示。
图2—6按引入的约束数对运动副分类2.按相对运动范围分类:平面运动副-平面运动,空间运动副-空间运动。
例如:球铰链(图2—7)、拉杆天线、螺旋(图2—8)、动物关节。
图2—7球铰链图2—8螺旋平面机构-全部由平面运动副组成的机构,如图2—9。
空间机构-至少含有一个空间运动副的机构如图2—10。
3.按运动副元素分类:①高副—点、线接触(应力高),例如:滚动副、凸轮副、齿轮副等,如图2—11所示。
图2—11高副②低副—面接触,应力低,例如:转动副(回转副)通过柱面接触、移动副通过平面接触,如图2—12所示。
常用构件和运动副的表示符号如下:图2—12低副图2—9平面机构图2—10空间机构图2—12运动副符号图2—13构件表示方法注意:如图画构件时应撇开构件的实际外形,而只考虑运动副的性质。
一、机构结构分析的内容及目的(1) 研究机构的组成及机构具有确定运动的条件。
目的是弄清机构包含哪几个部分,各部分如何相联?以及怎样的结构才能保证具有确定的相对运动?这对于设计新的机构显得尤其重要。
(2) 研究机构运动简图的绘制方法。
如何用简单的图形表示机构的结构和运动状况,目的是为机构的运动分析和动力分析作准备。
一、机构结构分析的内容及目的(3) 研究机构的组成原理并按结构特点对机构进行分类。
把各种机构按结构加以分类,其目的是搞清楚按何种规律组成的机构能满足运动确定性的要求,并按其分类建立运动分析和动力分析的一般方法。
机构有简有繁,构件有多有少,不同的机构都有各自的特点,而运动确定是它们的共同特征。
名词术语:构件−独立运动的最小单元体组成机构的基本要素,本课程研究的基本单元单一零件或多个零件刚性联接而成的一个独立运动单元零件−加工制造的最小单元体运动副运动副元素a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 − 两个构件之间接触式的可动联接 三个条件,缺一不可 − 两构件直接接触的点、线、面 部分 名词术语:运动副作用是限制构件间的相对运动,使相对运动自由度的数目减少,这种限制作用称为约束运动副分类 (2)按相对运动的范围分−平面运动副、空间运动副凡是以面接触的运动副称为低副,而以点或线相接触的运动副称为高副(3)按运动副引入的约束数分 (4)按运动副接触部分的几何形状分如果运动副元素间只能相互作平面平行运动,则称之为平面运动副,否则称为空间运动副将引入一个约束数的运动副称为I 级副,引入两个约束数的运动副称为Ⅱ级副,依此类推点接触高副 线接触高副 球面副 球销副 圆柱副 螺旋副 平面高副 转动副 移动副 等2-1I 级副、II 级副、III 级副、IV 级副、V 级副机构的结构分析 2-1-1 二 机构的组成 (1)按运动副的接触方式分 − 高副、低副运动副是约束运动的,故一个运动副至少引入一个约束,也至少保留一个自由度常见运动副符号的表示:国标GB4460-84 (表2-1)2-2一般构件的表示方法杆、轴构件固定构件同一构件一般构件的表示方法两副构件三副构件一般构件的表示方法注意事项:画构件时,构件上与运动无关的因素(复杂形状等)应略去,只考虑与运动有关的因素。