《機(jī)械原理 機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用 教學(xué)講義.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械原理 機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用 教學(xué)講義.ppt（82頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、,機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用,機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 機(jī)構(gòu)的基本概念 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 機(jī)構(gòu)自由度及計算,,機(jī)構(gòu)的基本概念,機(jī)械(Machinery)：機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱,機(jī)構(gòu),單元體（構(gòu)件）組合體 具有相對的確定運(yùn)動,機(jī)器,完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能,,,,機(jī)構(gòu)的基本概念,機(jī)器(Machine)：由若干個機(jī)構(gòu)組成 機(jī)構(gòu)(Mechanism)：由若干個構(gòu)件組成 構(gòu)件(Link) ：由一個或幾個零件組成,,機(jī)構(gòu)的基本概念,機(jī)器的功能組成,,機(jī)構(gòu)的基本概念,機(jī)構(gòu)是如何組成的？,運(yùn)動單元（構(gòu)件）+聯(lián)接（運(yùn)動副） 運(yùn)動鏈 運(yùn)動鏈 +機(jī)架 機(jī)構(gòu),,,,機(jī)構(gòu)的基本概念,構(gòu)件 (link),組成機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動單元 由一個或幾
2、個零件組成,零件：制造單元 構(gòu)件：運(yùn)動單元,,,機(jī)構(gòu)的基本概念,運(yùn)動副 (Joint 、 Kinematic pair),兩個構(gòu)件直接接觸形成的可動連接,,機(jī)構(gòu)的基本概念,,機(jī)構(gòu)的基本概念,運(yùn)動副分類：根據(jù)運(yùn)動副引入的約束數(shù)分類,,機(jī)構(gòu)的基本概念,運(yùn)動副分類：根據(jù)運(yùn)動副引入的約束數(shù)分類,,機(jī)構(gòu)的基本概念,運(yùn)動副分類： 相對運(yùn)動形式,,空間運(yùn)動副：相對運(yùn)動為空間運(yùn)動 平面運(yùn)動副：相對運(yùn)動為平面運(yùn)動,Spatial kinematic pair,Planar kinematic pair,,機(jī)構(gòu)的基本概念,運(yùn)動副分類： 相對運(yùn)動形式,,轉(zhuǎn)動副：相對運(yùn)動為轉(zhuǎn)動 移動副：相對運(yùn)動為移動,,機(jī)構(gòu)的基本概
3、念,運(yùn)動副分類： 運(yùn)動副的接觸形式,,低副(Lower pair) ：面與面接觸 高副(Higher pair) ：點(diǎn)、線相接觸,,機(jī)構(gòu)的基本概念,運(yùn)動副分類：, 按運(yùn)動副引入的約束數(shù)分類 I級副、II級副、III級副、IV級副、V級副 按兩構(gòu)件相對運(yùn)動的形式分類 平面運(yùn)動副 轉(zhuǎn)動副 空間運(yùn)動副 移動副 按運(yùn)動副的接觸形式分類 低副面與面接觸的運(yùn)動副 高副點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動副,,機(jī)構(gòu)的基本概念,閉式鏈,,組成的各構(gòu)件構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng),開式鏈,,組成的各構(gòu)件未構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng),運(yùn)動鏈 (Kinematic chain),多個構(gòu)件用運(yùn)動副聯(lián)接構(gòu)成的系統(tǒng),,機(jī)構(gòu)的基本概念,機(jī)
4、構(gòu) (Mechanism),將運(yùn)動鏈中某一構(gòu)件加以固定，則此運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu),,原動件 (driving link) 從動件(driven link) 機(jī)架 (frame),,傳動構(gòu)件 執(zhí)行構(gòu)件,,機(jī)構(gòu)的基本概念,平面機(jī)構(gòu) 空間機(jī)構(gòu),Planar mechanism,Spatial mechanism,,機(jī)構(gòu)的基本概念,,問題：平面機(jī)構(gòu) ？空間機(jī)構(gòu) ？,,機(jī)構(gòu)的基本概念,機(jī)構(gòu)的組成,構(gòu)件運(yùn)動副運(yùn)動鏈機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu),,原動件 (driving link) 從動件(driven link) 機(jī)架 (frame),,傳動構(gòu)件 執(zhí)行構(gòu)件,,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖(Kinematic sketc
5、h),用規(guī)定簡單符號和線條代表運(yùn)動副和構(gòu)件，并按比例表達(dá)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸，繪制出的表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動的簡明圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖與機(jī)械結(jié)構(gòu)圖的區(qū)別 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖作用 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖畫法,,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,規(guī)定畫法,運(yùn)動副畫法,轉(zhuǎn)動副,移動副,,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,規(guī)定畫法,運(yùn)動副畫法,轉(zhuǎn)動副,移動副,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu),機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,移動副結(jié)構(gòu),機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,構(gòu)件的表示方法,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,三副構(gòu)件表達(dá),機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,構(gòu)件的固定連結(jié),,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,特殊構(gòu)件規(guī)定畫法,齒輪傳動,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,特殊構(gòu)件規(guī)定畫法,蝸桿蝸輪傳動,齒輪齒條傳動,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,特殊構(gòu)件規(guī)定畫法,凸輪傳動,棘輪機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)運(yùn)
6、動簡圖,特殊構(gòu)件規(guī)定畫法,在機(jī)架上的電機(jī),液壓馬達(dá),機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制,1. 分析機(jī)械工作原理，確定其組成構(gòu)件 2. 沿運(yùn)動傳遞路線，逐一分析每兩個構(gòu)件間 相對運(yùn)動情況，已確定運(yùn)動副的類型 3. 恰當(dāng)選擇視圖平面 4. 按規(guī)定表示方法選擇適當(dāng)?shù)谋壤呃L圖,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,課堂練習(xí),機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,課堂練習(xí),機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,課堂練習(xí),機(jī)構(gòu)的自由度 (degree of freedom),構(gòu)件自由度 : 構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)的數(shù)目,機(jī)構(gòu)自由度 : 機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)的數(shù)目,位置確定所需的獨(dú)立參數(shù)數(shù)目,機(jī)構(gòu)的自由度,約束 (constraint)
7、 對獨(dú)立運(yùn)動的限制（自由度減少）,平面運(yùn)動副與約束,機(jī)構(gòu)的自由度,運(yùn)動副與約束,組成平面低副的兩構(gòu)件有1個相對自由度相互受到2個約束 組成平面高副的兩構(gòu)件有2個相對自由度，相互受到1個約束,機(jī)構(gòu)的自由度,機(jī)構(gòu)自由度計算,n ：活動構(gòu)件數(shù) pl ：低副數(shù)目 ph ：高副數(shù)目,機(jī)構(gòu)自由度計算,三桿結(jié)構(gòu),機(jī)構(gòu)自由度計算,四桿機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)自由度計算,五桿機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件,原動件數(shù) = 機(jī)構(gòu)的自由度,機(jī)構(gòu)自由度 0 機(jī)構(gòu)自由度 0 時： 機(jī)構(gòu)自由度原動件數(shù)目 機(jī)構(gòu)自由度= 原動件數(shù)目 機(jī)構(gòu)自由度原動件數(shù)目,思考？,機(jī)構(gòu)自由度計算,六桿機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,復(fù)合鉸鏈(comp
8、ound hinges),局部自由度(passive degree of freedom),虛約束(redundant constraint),機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,復(fù)合鉸鏈(compound hinges) 兩個以上構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相連所構(gòu)成的運(yùn)動副。M個構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈形成M-1個轉(zhuǎn)動副。,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,局部自由度(passive degree of freedom) 若機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自身的局部運(yùn)動有關(guān)，并不影響其它構(gòu)件的運(yùn)動，則稱這種自由度為局部自由度。,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,處理方法： 1）F = 3n 2Pl Ph F = 33 2
9、3 1 1 = 1,2）把滾子與推桿看作一體 F = 32 22 1 = 1,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,F = 34 26 = 0 ？,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,虛約束(redundant constraint) 在特定的條件下，某些運(yùn)動副所引入的約束可能與其它運(yùn)動副所起的限制作用是一致的。這種不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束稱為虛約束。,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：,相聯(lián)兩構(gòu)件在聯(lián)接點(diǎn)上的運(yùn)動軌跡相互重合時， 此種聯(lián)接（運(yùn)動副）帶入的約束為虛約束。 兩構(gòu)件某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動過程中始終不變 不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動的重復(fù)部分(兩個構(gòu)件構(gòu)成多個運(yùn)動副) 機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動不起作用的對稱
10、部分,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,1)相聯(lián)兩構(gòu)件在聯(lián)接點(diǎn)上的運(yùn)動軌跡相互重合時，此種聯(lián)接（運(yùn)動副）帶入的約束為虛約束。,處理方法：將被聯(lián)結(jié)構(gòu)件及形成的運(yùn)動副除去,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,F = 3n 2Pl Ph = 34 26 = 0,？,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,F = 3n 2Pl Ph = 33 24 = 1,處理方法：將被聯(lián)結(jié)構(gòu)件及形成的運(yùn)動副除去,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,2）兩構(gòu)件某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動過程中始終不變,處理方法：去掉聯(lián)結(jié)兩點(diǎn)的構(gòu)件及運(yùn)動副,F = 3n 2Pl Ph = 33 24 = 1,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,3）不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動的重復(fù)部分: 兩個構(gòu)件構(gòu)成多個運(yùn)動副,
11、轉(zhuǎn)動副,移動副,處理方法：只計算其中一個運(yùn)動副,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,4）機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動不起 作用的對稱部分,處理方法：去掉對稱部分,F = 3n 2Pl Ph = 37 210 = 1,機(jī)構(gòu)自由度計算注意問題,虛約束作用：,增加剛性 平衡作用力 增大功率,機(jī)構(gòu)自由度計算,例1,1. F = 3n 2Pl Ph F = 39 212 1 1 = 1,2. F = 3n 2Pl Ph F = 38 211 1 = 1,機(jī)構(gòu)自由度計算,撥車機(jī),機(jī)構(gòu)自由度計算,,,伸出（退回）動作階段機(jī)構(gòu)簡圖,扣鉤（脫鉤）動作階段機(jī)構(gòu)簡圖,例2,機(jī)構(gòu)自由度計算,機(jī)構(gòu)自由度計算,例3 圖示機(jī)構(gòu)設(shè)計是否合理,說明理由
12、,提出改正方案,機(jī)構(gòu)自由度計算,機(jī)構(gòu)自由度計算,,空間機(jī)構(gòu)（Spatial mechanism）簡介,空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制 空間機(jī)構(gòu)自由度計算,空間機(jī)構(gòu)簡介,空間機(jī)構(gòu)常用運(yùn)動副及符號,球面副 三級低副,圓柱副 四級低副,空間機(jī)構(gòu)簡介,空間機(jī)構(gòu)常用運(yùn)動副及符號,轉(zhuǎn)動副 五級低副,移動副 五級低副,螺旋副 五級低副,空間機(jī)構(gòu)簡介,空間機(jī)構(gòu)基本型式,球面4R機(jī)構(gòu),空間機(jī)構(gòu)簡介,空間機(jī)構(gòu)基本型式,RSSP機(jī)構(gòu),空間機(jī)構(gòu)簡介,空間機(jī)構(gòu)基本型式,RSSR機(jī)構(gòu),空間機(jī)構(gòu)簡介,空間機(jī)構(gòu)基本型式,RSRC機(jī)構(gòu),自動駕駛儀操縱裝置,空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制,,,空間機(jī)構(gòu)自由度計算,F=6n-5P5-4P4-3P3-2P2-P1,空間機(jī)構(gòu)的自由度計算公式,式中：n為活動構(gòu)件數(shù)； P1、P2、P3、P4、P5分別為1 5級運(yùn)動副的個數(shù),空間機(jī)構(gòu)自由度計算,自動駕駛儀操縱裝置,F=6n-5P5-4P4-3P3-2P2-P1,空間機(jī)構(gòu)自由度計算,計算圖示五軸立式加工中心機(jī)構(gòu)的自由度（主軸刀具回轉(zhuǎn)切削運(yùn)動不計）。,空間機(jī)構(gòu)自由度計算,割草機(jī),繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 計算機(jī)構(gòu)自由度,？,課堂練習(xí),空間機(jī)構(gòu)自由度計算,F=6n-5P5-4P4-3P3-2P2-P1,,機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用（小結(jié)）,熟練掌握平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 熟練掌握平面機(jī)構(gòu)自由度及計算,機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,,,,,,,自卸車液動六桿傾卸機(jī)構(gòu),
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