机构的结构分析.ppt

机构的结构分析
第一页，共81页
第一章 平面机构的结构分析
本章教学内容
1-1 平面机构的组成
1-2 平面机构的运动简图
1-3 平面机构自由度
1-4 机构的组成原理及结构分析
1-5 平面机构中的高副低代
第二页，共81页
1. 构件(Link)
机械的独立运动单元，传递运动和力的载体。
　　实例：内燃机中的缸体、活塞、连杆、曲轴等。
§1-2 平面机构的组成
内燃机连杆
第三页，共81页
构件可以是一个零件,也可以由几个零件刚性连接组成。
　　实例：连杆由连杆体、轴瓦、连杆盖、螺栓、垫圈、螺母、连杆衬套等相互刚性连接组成。
零件(Part)是机械的制造单元。
连杆体
连杆盖
螺栓
垫圈
螺母
连杆衬套
轴瓦
内燃机连杆
第四页，共81页
2. 运动副
两个构件以一定几何形状和尺寸的表面相互直接接触所形成的可动连接。
　　运动副元素—两个构件上相互接触的表面。
第五页，共81页
运动副元素不外乎为点、线、面。
第六页，共81页
1. 构件的自由度：指一个构件相对另一个构件可能出现的独立运动。一个自由构件在空间具有6个自由度。
2. 约束：指通过运动副连接的两构件之间的某些相对独立运动所受到的限制。
运动副引入的约束数等于两构件相对自由度减少的数目。
运动副引入的约束数：最多为5个。
◆ 构件自由度与约束
第七页，共81页
O
x
z
y
sx
sz
sy
y
x
z
空间运动刚体的自由度
一个完全独立的刚体在空间直角坐标系下的自由度为sx，sy，sz，x，y，z ，即自由度数 F 6。
平面运动刚体的自由度为sx，sy，z，即自由度数 F3。
y
x
z
O
y
z
(x , y)
x
O
平面运动刚体的自由度
sx
sy
刚体的自由度
第八页，共81页
观察图示两构件组成的圆柱副
两构件保留的相对运动
sz和z，即自由度数 F 2。
　　两构件之间受限制的相对运动
sx，sy ，x和y，即约束数 s  4。
z
x
y
O
z
sz
第九页，共81页
运动副的分类
● 按运动副引入的约束数分类
I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。
● 按运动副的接触形式分类
点、线接触的运动副—高副
面与面接触的运动副—低副　
● 按两构件相对运动的形式分类
平面运动副
空间运动副
● 按接触部分的几何形状分类
圆柱副、球面副、螺旋副、球面–平面副、平面–平面副、球面–圆柱副、圆柱–平面副等等。
第十页，共81页