测控装置结构设计课件(1).ppt

CHL,测控装置结构设计课件,1,第三章平面机构的结构分析,3.1概述3.2平面副及其分类3.3平面机构的运动简图3.4平面机构的自由度,CHL,测控装置结构设计课件,2,,,,,小型压力机小型压力机示意图,CHL,测控装置结构设计课件,3,3.1概述,一、机构和构件构件构件是机器或仪器中独立运动的单元体。机构构件是按一定方式联结的构件组合体，用来传递运动和力，或改变运动形式。机构必须具有确定的运动。二、研究机构结构的目的探讨机构运动的可能性及其具有确定运动的条件正确绘制机构运动简图研究机构组成原理返回本章目录,CHL,测控装置结构设计课件,4,机架（或固定构件）,,,,,活动构件,运动规律已知的活动构件称为原动件。,作用有驱动力或驱动力矩的活动构件称为主动件。,输出运动或动力的从动件称为输出件。,,内燃机,CHL,测控装置结构设计课件,5,3.2运动副及其分类,一、运动副和运动副要素运动副运动副是使两构件直接联结,而又能产生一定相对运动的可动联结。运动副要素运动副要素是构件上参加接触而构成运动副的点、线、面。平面运动副如果组成运动副的两构件之间的相对运动是平面运动，该运动副称为平面运动副。,CHL,测控装置结构设计课件,6,二、自由度和约束自由度自由度是确定机构位置的独立参数数，也就是机构具有确定运动时必须给出的独立运动参数数。作平面运动的构件具有三个自由度。约束约束是对独立运动所加的限制。增加一个约束就是减少一个自由度。,CHL,测控装置结构设计课件,7,（1）根据运动副对被联结的两个构件相对运动约束数的不同，可将运动副分为I至V级副,球面副（III级副）,球销副（Ⅳ）,转动副（V）,球销副,转动副,,CHL,测控装置结构设计课件,8,三、平面运动副的分类转动副和移动副转动副是具有独立相对转动的运动副。例如铰链联结。移动副是具有独立相对移动的运动副。例如导轨联结。高副和低副高副是具有点接触或线接触的运动副，例如齿轮接触副或凸轮副。平面高副具有1个约束。低副是具有面接触的运动副，例如铰链或导轨副。平面低副具有2个约束。返回本章目录,CHL,测控装置结构设计课件,9,常用的运动副,移动副,CHL,测控装置结构设计课件,10,3.3平面机构的运动简图p66,一、机构运动简图和机构运动示意图运动简图用线条和符号来代表构件和运动副，并按一定的比例表示各运动副间的相对位置，称为运动简图。运动简图可用来对机构进行运动和动力分析。运动示意图不按比例绘制的运动简图称为运动示意图。运动示意图只表示机构的结构状况，用来定性地分析机构运动。,CHL,测控装置结构设计课件,11,二、“运动副、构件的表示法”说明,用线条和简单图形代表构件，用规定符号代表运动副，按比例作出的图形。,转动副,移动副,CHL,测控装置结构设计课件,12,直齿轮的啮合,球顶凸轮副,CHL,测控装置结构设计课件,13,三、机构运动示意图的绘制分析机构结构和动作原理确定机架、原动件和工作构件机构中固定不动的构件称为机架。机架一般相对于大地固定不动。其他构件相对于机架运动。机构中按已知运动规律独立运动的构件称为原动件。其他构件称为从动件。直接执行工作任务或输出运动的构件称为工作构件。确定运动传递路线机构中的运动总是从原动件经过有关从动构件和运动副一步步传递到工作构件。小型压力机,CHL,测控装置结构设计课件,14,绘制简图或示意图按运动传递先后，依次按规定用线条和符号逐个绘制构件和运动副。同一个构件或运动副可能有几种画法，应根据国家标准和运动副运动特征来绘制。返回本章目录,CHL,测控装置结构设计课件,15,插齿机,绘图步骤了解机构组成固定、活动构件，运动流向分析构件间相对运动运动副类型、数目确定与运动有关的尺寸回转中心、导路中心位置，高副接触点位置选择适当视图全面反映机构运动关系定长度比例μl实际尺寸/图形尺寸,四、例（p67图4-4，小型压力机）,CHL,测控装置结构设计课件,16,,,内燃机,CHL,测控装置结构设计课件,17,3.4平面机构的自由度,一、机构的自由度运动链运动链是若干构件以运动副联接而成的系统。具有机架，并具有确定运动的运动链就是机构。机构的自由度的概念机构中各构件相对于机架所能有的独立运动数称为机构的自由度。,CHL,测控装置结构设计课件,18,（三）运动链,用运动副联结而成的相对可动的构件系统称为运动链,机械手运动链,CHL,测控装置结构设计课件,19,一.机构的组成,（一）构件,（二）运动副,（三）运动链,（四）机构,机构的形成,CHL,测控装置结构设计课件,20,能动吗,二.平面机构自由度的计算,机构自由度机构中各活动构件相对于机架的可能独立运动的数目。,两构件以运动副相联后自由度,,单个活动构件的自由度F3,低副（以转动副为例）,联接前F326,联接后F32－214,高副（以凸轮副为例）,联接前F326,联接后F32－115,CHL,测控装置结构设计课件,21,推广,作平面运动的运动链自由度F3N－2Pl－Ph,平面机构自由度计算式（只含一个固定构件）,,N------构件数,Pl------低副数,Ph------高副数,n------活动构件数n＝N－1,分析,两杆（如门、风扇）,,,,,,,,,,,,F＝31－21＝1,F原动件数，∴运动确定,CHL,测控装置结构设计课件,22,Pl4,,Ph1,,F0,n3,,,四.机构具有确定运动的条件,两杆；,n2,,Pl3,,F0,n3,,Pl4,,F1,n4,,Pl5,,F2,,1.机构可能运动的条件是,2.机构具有确定运动的条件是,即主动件数等于机构自由度数F。,输入的独立运动数目等于机构自由度数F。,机构自由度数F1。,分析,三杆；,四杆；,五杆。,例,CHL,测控装置结构设计课件,23,五.计算机构自由度时应注意的问题,（一）虚约束,虚约束机构中那些对构件间的相对运动不起独立限制作用的重复约束。或称消极约束。,,,,,,机构的虚约束,机构的虚约束2,CHL,测控装置结构设计课件,24,常见的虚约束,1.机构中联结构件与被联结构件的轨迹重合,,,,二维移动副虚约束,CHL,测控装置结构设计课件,25,常见的虚约束,4.在机构整个运动过程中，其中某两构件上两点之间的距离始终不变。,5.机构中，不影响运动的对称部分。,,,二维2Kh行星轮系,CHL,测控装置结构设计课件,26,虚约束的一些实例。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,返回本章目录,,,CHL,测控装置结构设计课件,27,（二）局部自由度,局部自由度机构中个别构件所具有的不影响其它构件运动，即与整个机构运动无关的自由度。,,,CHL,测控装置结构设计课件,28,,（三）正确确定运动副的数目,,,,复合铰链由个m构件在一处组成轴线重合的转动副。,,实际有m-1个转动副。,[例],如图所示F、B、D、C处是复合铰链,,二维直线运动机构,CHL,测控装置结构设计课件,29,,,,机构具有确定运动,因为主动件数等于机构自由度数F。,,,CHL,测控装置结构设计课件,30,图（a）F35－26－12＝1,图（b）F＝35－27－10＝1,返回,