參賽課件 汽車機(jī)械基礎(chǔ)課件

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1、平面機(jī)構(gòu)參賽選手：*****第十三章平面機(jī)構(gòu)13.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析13.2平面連桿機(jī)構(gòu)13.3凸輪機(jī)構(gòu)13.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析13.1.1機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)是具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件組合體。構(gòu)件在機(jī)構(gòu)中具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的特性，它是機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)單元。構(gòu)件可以是一個(gè)零件，也可以是若干零件的剛性組合體。在組成機(jī)構(gòu)的所有構(gòu)件中，必須以一個(gè)相對(duì)固定的構(gòu)件作為支持，以便安裝其他活動(dòng)構(gòu)件，這個(gè)構(gòu)件稱為機(jī)架，一般以機(jī)架作為研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的靜參考系。在活動(dòng)構(gòu)件中輸人已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件稱為主動(dòng)件，其他的活動(dòng)構(gòu)件稱為從動(dòng)件。若機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌

2、跡都是平面軌跡，且各軌跡平面都與某固定平面平行，則稱該機(jī)構(gòu)為平面機(jī)構(gòu)。平面機(jī)構(gòu)應(yīng)用最廣泛，本章僅討論平面機(jī)構(gòu)。返回下一頁(yè)13.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析13.1.2運(yùn)動(dòng)副及分類機(jī)構(gòu)既然是具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件組合體，那么由構(gòu)件組成機(jī)構(gòu)時(shí)各構(gòu)件就不應(yīng)該再有各自獨(dú)立的自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然也不能連成剛體。為此必須以適當(dāng)?shù)姆绞较嗷ミB接，既對(duì)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)加以限制，又使彼此連接的兩構(gòu)件之間仍能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這種兩個(gè)構(gòu)件間的可動(dòng)連接稱為運(yùn)動(dòng)副。機(jī)構(gòu)中各個(gè)構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞都是通過(guò)運(yùn)動(dòng)副來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖13-1(a)所示，構(gòu)件1和構(gòu)件2用

3、鉸鏈連接成運(yùn)動(dòng)副后，兩構(gòu)件只能繞鉸鏈軸線在一個(gè)平面內(nèi)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖13-1(b)中，構(gòu)件1與構(gòu)件2連接成一個(gè)運(yùn)動(dòng)副后，它們之間只能沿某一軸線作相對(duì)移動(dòng)。這都是由連接而產(chǎn)生相互限制的結(jié)果。下一頁(yè)返回上一頁(yè)13.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析兩構(gòu)件通過(guò)面與面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副(如圖13-1所示)，低副又可分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副，兩構(gòu)件只能在平面內(nèi)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的稱為轉(zhuǎn)動(dòng)副(如圖13-1(a)所示)，兩構(gòu)件只能在平面內(nèi)作相對(duì)移動(dòng)的稱為移動(dòng)副(如圖13-1(b)所示)。兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱為高副，如圖13-2所示，構(gòu)件2可

4、以相對(duì)于構(gòu)件1繞接觸點(diǎn)A轉(zhuǎn)動(dòng)，又可以沿接觸點(diǎn)的切線方向移動(dòng)，只是沿公法線方向的運(yùn)動(dòng)受到限制。13.1.3自由度及約束一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件可以產(chǎn)生三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，如圖13-3(a)所示，即構(gòu)件隨任一點(diǎn)A沿x軸方向和)軸方向的兩個(gè)位移以及繞A點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回13.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析構(gòu)件的這種獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱為自由度，所以作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件具有三個(gè)自由度。如圖13-3(b)所示，當(dāng)構(gòu)件2與固連在坐標(biāo)軸上的構(gòu)件1在A點(diǎn)鉸接而形成運(yùn)動(dòng)副時(shí)，構(gòu)件2沿二軸方向和)軸方向的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)將受到限制。這種將連接對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制稱為約束。由此

5、可見(jiàn)，平面機(jī)構(gòu)中低副引入兩個(gè)約束，僅保留一個(gè)自由度;高副引入一個(gè)約束，而保留兩個(gè)自由度。13.1.4機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及繪制研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，為使問(wèn)題簡(jiǎn)化，可以不考慮那些與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的因素(如組成構(gòu)件的零件數(shù)目、零件的外形與截面尺寸、運(yùn)動(dòng)副的具體結(jié)構(gòu)等)，僅用一些規(guī)定的簡(jiǎn)單線條和符號(hào)，按比例作出相應(yīng)的圖形，以說(shuō)明機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況和受力分析。上一頁(yè)下一頁(yè)返回13.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析這種圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。研究已有的機(jī)械和設(shè)計(jì)新的機(jī)械時(shí)都需要畫(huà)出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，以便進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析。運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中一般應(yīng)包括下列信息:(1)構(gòu)件數(shù)目

6、。(2)運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目及類型。(3)構(gòu)件之間的連接關(guān)系。(4)與運(yùn)動(dòng)變換相關(guān)的構(gòu)件尺寸參數(shù)。(5)主動(dòng)件及其運(yùn)動(dòng)特性。運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示方法有如下幾種。轉(zhuǎn)動(dòng)副:車4動(dòng)副用小圓圈表示。兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，其表示方法如圖13-4所示。圖面垂直于回轉(zhuǎn)軸線時(shí)用圖13-4(a)表示;圖面不垂直于回轉(zhuǎn)軸線時(shí)用圖13-4(b)表示。一個(gè)構(gòu)件具有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)用圖13-4(c)表示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回13.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析移動(dòng)副:兩構(gòu)件組成移動(dòng)副時(shí)其表示方法如圖13-5所示。其中一個(gè)構(gòu)件一般都用小方塊表示，稱為滑塊，圖中的直線表示移動(dòng)導(dǎo)路，

7、其方向必須與相對(duì)移動(dòng)方向一致。高副:當(dāng)兩構(gòu)件組成高副時(shí)，通常用畫(huà)出兩構(gòu)件在接觸處的輪廓曲線的方法來(lái)表示。對(duì)于齒輪副，常用點(diǎn)畫(huà)線畫(huà)出其節(jié)圓，如圖13-6所示。對(duì)于凸輪副，應(yīng)畫(huà)出凸輪的輪廓曲線和從動(dòng)件在接觸處的形狀，如圖13-2(a)所示。構(gòu)件:先在構(gòu)件上組成運(yùn)動(dòng)副的地方以規(guī)定符號(hào)畫(huà)出運(yùn)動(dòng)副，再用簡(jiǎn)單線條把這些運(yùn)動(dòng)副連接起來(lái)，所得圖形即表示該構(gòu)件。機(jī)架的表示方法是在代表機(jī)架的構(gòu)件上均勻地畫(huà)出若干短斜線。上一頁(yè)下一頁(yè)返回13.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟:(1)認(rèn)真研究機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況，分清機(jī)構(gòu)中的固定件(機(jī)架

8、)，確定主動(dòng)件。(2)從主動(dòng)件開(kāi)始，循著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線，仔細(xì)分析各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，確定構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的類型及數(shù)目。(3)測(cè)量出運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置。(4)選擇能清楚地表達(dá)各構(gòu)件間運(yùn)動(dòng)關(guān)系的視圖平面，根據(jù)圖紙的幅面和構(gòu)件的實(shí)際尺寸，選擇適當(dāng)?shù)谋壤撸靡?guī)定的符號(hào)和線條繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。上一頁(yè)下一頁(yè)返回13.1