第9章 组合机构
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第一章绪论基本概念:机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。
第二章平面机构的结构分析机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。
1. 机构运动简图的绘制机构运动简图的绘制是本章的重点,也是一个难点。
为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性,对绘制好的简图需进一步检查与核对(运动副的性质和数目来检查)。
2. 运动链成为机构的条件判断所设计的运动链能否成为机构,是本章的重点。
运动链成为机构的条件是:原动件数目等于运动链的自由度数目。
机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断,从而影响机械设计工作的正常进行。
机构自由度计算是本章学习的重点。
准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束,并做出正确处理。
(1) 复合铰链复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。
正确处理方法:k个在同一处形成复合铰链的构件,其转动副的数目应为(k-1)个。
(2) 局部自由度局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。
局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。
正确处理方法:从机构自由度计算公式中将局部自由度减去,也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体,预先将滚子除去不计,然后再利用公式计算自由度。
(3) 虚约束虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。
正确处理方法:计算自由度时,首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计,然后用自由度公式进行计算。
虚约束都是在一定的几何条件下出现的,这些几何条件有些是暗含的,有些则是明确给定的。
对于暗含的几何条件,需通过直观判断来识别虚约束;对于明确给定的几何条件,则需通过严格的几何证明才能识别。
3. 机构的组成原理与结构分析机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反,前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上,以组成新的机构,它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径;后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架,以便对机构进行结构分类。
CB D BC平面机构结构分析专业———班级———学号———姓名——— 1.图示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是:动力由齿轮1 输入,使轴A连续回转;而固装在轴A 上的凸轮与杠杆3 组成的凸轮机构将使冲头4 上下运动以达到冲压目的。
试绘出其机构运动简图,分析其运动是否确定,并提出修改措施。
C B 35 A 24 1解:1)取比例尺μ1=1mm/mm 绘制机构运动简图2)分析是否能实现设计意图由图:n=3 pι=4 p h=1因为:F=3n-2pι-p h =3x3-2x4-1=0因此,此简易冲床不能运动。
因为由构件3,4,5 及运动副B,C,D 组成不能运动的刚性机架3)提出修改方案为了使此机构能运动,应增加机构的自由度。
修改方案:D(1 (2DG7D 64C EF9 38B 2 A122如图所示为一小型压力机。
图中齿轮 1与偏心轮 1’为同一构件,绕固定轴心 o 连续转动。
在齿轮 5上开有凸轮凹槽,摆杆 4上的滚子 6嵌在凹槽中,从而使摆杆 4 绕 C 轴上下摆动。
同时,又通过偏心轮 1’、连杆 2、滑杆 3使 C 轴上下移动。
最后通过在摆杆 4的叉槽中的滑块 7和铰链 G 使冲头 8实现冲压运动。
试绘制其机构运动简图,并计算自由度。
b)解:计算该机构的自由度n=7, p ι=9, p h =2 F=3n-2p e -p h =3x7-2x8-2=13. 试计算下列二图所示齿轮连杆组合机构的自由度。
图中相切的圆周表示一对齿轮传动的节圆;凡局部自由度、复合铰链和虚约束均需明确指出。
解:a )解n=4 P ι=5 Ph=1F=3x4-2x5-1=134 C A复合铰链1a)BD 5b)解:n=6 Pι=7 Ph=3F=3×6-2×7-3=14.试计算下列二图所示压榨机的自由度。
图a 中,左右两半完全对称;图b 中,CD = FI = KL = KM = FJ = CE,LI =KF = MJ = JE = FC = ID。