机械原理机构结构分析
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第一章平面机构的结构分析本章主要内容:1)平面机构运动简图的绘制2)平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件3)机构的组成原理及结构分析1-1. 研究机构结构的目的(1) 探讨机构运动的可能性及其具有确定运动的条件(2) 将各种机构按结构加以分类,并按分类建立运动分析和动力分析的一般方法(3) 了解机构的组成原理(4) 绘制机构运动简图1-2. 运动副、运动链和机构一、运动副基本概念:1运动副:两构件直接接触形成的可动联接运动副1 运动副2 运动副2运动副元素:参与接触而构成运动副的点、线、面。
3自由度:构件所具有的独立运动的数目4约束:对独立运动所加的限制运动副的分类:1根据运动副的接触形式,运动副归为两类:1)低副:面接触的运动副。
如转动副、移动副。
2)高副:点或线接触的运动副。
如齿轮副、凸轮副。
2根据两构件的空间运动形式,可将运动副分为平面运动副和空间运动副。
1)平面运动副:组成运动副两构件间作相对平面运动,如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。
2)空间运动副:组成运动副两构件间作相对空间运动。
如螺旋副,球面副运动副的约束特点:具有两个约束而相对自由度等于一的平面运动副:转动副和移动副。
具有一个约束而相对自由度等于二的运动副:高副约束一个相对转动而保留两个相对移动的运动副是不可能存在的。
二、运动链•运动链:两个以上构件以运动副联接而成的系统。
•闭链:组成运动链的每个构件至少包括两个运动副元素,该运动链为封闭系统。
•开链:运动链中有的构件只包含一个运动副元素。
三、机构从运动链的角度,机构需具有下列特点:•1) 运动链中有机架•2) 各构件间有确定的运动1-3.平面机构运动简图一、机构运动简图的定义及作用说明机构各构件间相对运动关系的简单图形.机构运动简图是用规定的运动副符号及代表构件的线条来表示构件和运动副,并按一定比例表示各运动副的相对位置.•组成:线条和符号•符号:表示运动副二、机构运动简图的绘制1.运动副的表示符号:1)两构件构成转动副2)两构件构成移动副3)两构件组成平面高副用两构件接触点(线)附近的两段轮廓表示2.构件的表示方法将该构件上的运动副元素按其位置表示出来,再用简单的线条将这些运动副联接起来,就可表示这个构件。
机械原理之平面机构的结构分析1. 引言平面机构是机械系统中广泛应用的一种结构类型,用于实现转动或传递运动的目的。
它由多个构件组成,通过铰链连接,并具有特定的运动机构。
本文将对平面机构的结构进行分析,包括构件、铰链以及运动机构的特点等。
2. 平面机构的构件平面机构的构件指的是组成机构的各个零件,包括连杆、链条、轴等。
这些构件不仅决定了机构的结构形式,还直接影响着机构的运动性能。
以下是平面机构常见的构件类型:连杆是平面机构中最常见的构件之一,通常由刚性材料制成。
根据连接方式的不同,连杆可以分为刚性连杆和柔性连杆。
刚性连杆由铰链连接,具有一定的长度和刚性,可以实现平面内的转动。
柔性连杆则由柔性材料制成,如弹簧钢,可以在一定程度上变形,用于实现特定的运动要求。
2.2 链条链条是平面机构中连接连杆的重要构件,其作用是通过链节的连接形成平面机构的运动链。
链条通常由多个链节组成,每个链节可以进行相对运动,从而实现机构的运动。
常见的链条类型有平面链条、滚子链条等。
轴是平面机构中支撑和固定构件的一种。
轴的材质可以是金属、合金等刚性材料,具有一定的强度和刚度,用于支撑和固定机构中的其他构件。
轴可以是定轴和动轴,定轴通常起到固定作用,动轴则能够实现旋转运动。
3. 平面机构的铰链连接平面机构中的铰链连接是实现构件之间相对运动的关键。
铰链连接是指通过固定在构件上的铰链来连接构件,使其可以相对旋转。
常见的铰链连接有以下几种形式:3.1 旋转铰链旋转铰链是最基本的铰链连接方式,它通过轴上的固定连接来实现构件的相对旋转。
旋转铰链具有结构简单、工作可靠的特点,广泛应用于机械系统中。
3.2 滑动铰链滑动铰链是一种通过滑动副实现构件间相对运动的铰链连接。
它通常由导向副和滑块副组成,通过滑块在导向副上的滑动来实现构件的相对运动。
3.3 规则铰链规则铰链是一种特殊的铰链连接方式,它通过杆与杆的端部连接来实现构件的相对运动。
规则铰链具有结构简单、工作平稳的特点,在机械系统中广泛应用。
(一)第1章机构的组成和结构机构:具有确定运动的实物组合体1.1 机构的组成及机构运动简图1.2 机构具有确定运动的条件1.3 机构的组成原理和结构分析1.1 机构的组成及运动简图在组成机构的构件中,必有且仅有一个构件是用于支持和安装其它构件的,称之为机架。
由于在分析机构运动时取机架为静参考系,常称之为固定杆。
每个机构必有且仅有一个机架。
输入运动的构件称原动件。
每个机构至少一件。
其余的构件为从动件。
运动副:两个构件之间直接接触所形成的可动联接两个相邻构件直接接触两者之间允许一定的相对运动每个构件至少和另外一个构件通过运动副联接机构简图:用简单的符号和线条表示机构的组成情况和运动情况构件间直接接触的点,线,面称运动副元素。
低副:面接触高副:点,线接触。
{移动副转动副运动副与构件运动简图:1.必要性为简明地表达机构的运动特性和工作原理,要去掉与运动无关的尺寸,外性等因素。
2。
用规定的符号表达构件和运动副的相对位置和性质。
构件表达中去除与运动传递无关的因素:B A AB(a)(b)B A A B (a)(b)常用平面运动副表示法v运动轨迹为直线移动副转动副平面高副齿轮副用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件,并按一定比例尺表示机构的运动尺寸,绘制出表示机构的简明图形。
机构运动简图与原机械具有完全相同运动特性。
例题规定符号构件的表达:用简单线条连接运动副运动简图的绘制1. 分析整个机构的工作原理2.沿着传动路线,分析相邻构件之间的相对运动关系,确定运动副的类型和数目3. 选择适当的视图平面例1:已知一机构如图所示,试绘制该机构的运动简图动画按钮1234ab c1234abca b c 141223344-----1-------2------3-----4例1:已知一机构如图所示,试绘制该机构的运动简图1234abc a b c 4-----1-------2------3-----4例1:已知一机构如图所示,试绘制该机构的运动简图B C1234A B C动画按钮A B CBC动画按钮2134移动副的演化包容面与被包容面可互换移动副可平移123123R转动副演化动画按钮动画按钮运动链:若干个构件和运动副所连接成的可动系统。