数控分度转台或连续数控转台交换工作台等课件

机械设计基础机械设计基础第第1 1页页本章要点：本章要点：本章要点：本章要点：本章要点：本章要点：各种常用机构各种常用机构各种常用机构各种常用机构各种常用机构各种常用机构 运运运运运运动动动副的概念副的概念副的概念副的概念副的概念副的概念 机构自由度的概念机构自由度的概念机构自由度的概念机构自由度的概念机构自由度的概念机构自由度的概念 平面运动副平面运动副平面运动副平面运动副平面运动副平面运动副 平面机构的运平面机构的运平面机构的运平面机构的运平面机构的运平面机构的运动简图绘动简图绘动简图绘制制制制制制 平面机构的平面机构的平面机构的平面机构的平面机构的平面机构的自由度自由度自由度自由度自由度自由度计计计算算算算算算应应应掌握内容：掌握内容：掌握内容：掌握内容：掌握内容：掌握内容：机械设计基础机械设计基础第第2 2页页平面运动副平面运动副平面机构：指组成机构的各个构件均平行于同一固定平面平面机构：指组成机构的各个构件均平行于同一固定平面运动。运动。组成平面机构的构件称为平面运动构件。组成平面机构的构件称为平面运动构件。机械设计基础机械设计基础第第3 3页页一、平面运动构件的自由度一、平面运动构件的自由度一个作平面运动的自由构件有三个独立运动的可能性。构件所具有的这种独立运动的数目称为构件的自由度。所以一个作平面运动的自由构件有三个自由度。机械设计基础机械设计基础第第4 4页页使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。两构件只能在一个平面内作相对转动叫转动副。二、运动副的概念二、运动副的概念限制两个自由度：（两个移动）;保留一个自由度（转动）机械设计基础机械设计基础第第5 5页页两构件只能沿某一方向线作相对移动的运动副称为移动副。限制两个自由度：（一个移动，一个转动）保留一个自由度（移动）机械设计基础机械设计基础第第6 6页页三、运动副的分类三、运动副的分类两构件只能在同一平面作相对运动的运动副称为平面运动副。1 1、低副、低副两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。根据两构件间的相对运动形式，低副又可分为转动副和移动副。2 2、高副高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。机械设计基础机械设计基础第第7 7页页限制一个自由度：（一个移动）；保留两个自由度（一个移动，一个转动）机械设计基础机械设计基础第第8 8页页四、运动链和机构四、运动链和机构1、运动链、运动链若干构件通过运动副联接构成的系统。闭链：各构件构成封闭形式的运动链。开链：各构件不能构成封闭形式的运动链。机械设计基础机械设计基础第第9 9页页2、机构机构如将运动链中的一个构件固定，并使另一个或几个构件按给定的规律运动，而且其余构件都能随之作确定的相对运动，这种运动链就称机构。机架：固定不动的构件原动件：输入运动规律的构件从动件：其它的活动构件机械设计基础机械设计基础第第1010页页1 1、机构运动简图：、机构运动简图：根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，再用规定的运动副代表符号和简单的线条或几何图形表示机构各构件间相对运动关系的一种简化图形。和运动有关的：运动副的类型、数目、相对位置、构件数目和运动无关的：构件外形、截面尺寸、组成构件的零件数目、运动副的具体构造平面机构的运平面机构的运动简图 一、机构运动简图的概念一、机构运动简图的概念机械设计基础机械设计基础第第1111页页2 2、机构示意图：、机构示意图：只需表明机构运动传递情况和构造特征，不必按严格比例所画的图形。机械设计基础机械设计基础第第1212页页二、平面机构运动简图的绘制二、平面机构运动简图的绘制构件均用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。机械设计基础机械设计基础第第1313页页转动副：机械设计基础机械设计基础第第1414页页移动副：注意：移动副的导路必须与相对移动方向一致。机械设计基础机械设计基础第第1515页页平面高副：机械设计基础机械设计基础第第1616页页绘机构运动简图的步骤绘机构运动简图的步骤 1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；2）确定所有运动副的类型和数目；3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；4）确定比例尺；5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画）机械设计基础机械设计基础第第1717页页试绘制内燃机的机构运动简图机械设计基础机械设计基础第第1818页页气缸体气缸体1活塞活塞2进气阀进气阀3排气阀排气阀4连杆连杆5曲轴曲轴6凸轮凸轮7顶杆顶杆8齿轮齿轮10解：1）分析运动，确定构件的类型和数量2）确定运动副的类型和数目3）选择视图平面4）选取比例尺，根据机构运动尺寸，定出各运动副间的相对位置5）画出各运动副和机构符号，并表示出各构件机械设计基础机械设计基础第第1919页页机械设计基础机械设计基础第第2020页页机械设计基础机械设计基础第第2121页页平面机构的自由度平面机构的自由度一、平面机构的自由度的计算一、平面机构的自由度的计算 机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立 运动的数目。（与构件数目，运动副的类型和数目有关）n个活动构件：自由度为3n。PL个低副：限制 2PL个自由度 PH个高副：限制 PH 个自由度 因此，该机构相对于固定构件的自由度数应为活动构件的自由度数与引入运动副减少的自由度数之差，该差值称为机构的自由度，并以F表示 F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H机械设计基础机械设计基础第第2222页页F=3n-2PL-PH=37-28-4=1机械设计基础机械设计基础第第2323页页F=3n-2PL-PH=36-28-1=1机械设计基础机械设计基础第第2424页页二、自由度计算时应注意的几种情况二、自由度计算时应注意的几种情况 1 1、复合铰链、复合铰链F=3n-2PL-PH=35-26-0=3机械设计基础机械设计基础第第2525页页1 1、复合铰链：、复合铰链：两个以上个构件在同一条轴线上形成的转动副由K个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应为（K-1）个 F=3n-2PL-PH=35-27-0=1机械设计基础机械设计基础第第2626页页多余的自由度是滚子绕其中心转动带来的局部自由度，它并不影响整个机构的运动，在计算机构的自由度时，应该除掉。2 2、局部自由度、局部自由度 在机构中，某些构件具有不影响其它构件运动的自由度F=3n-2PL-PH=33-23-1=2F=3n-2PL-PH=32-22-1=1机械设计基础机械设计基础第第2727页页机构中存在对传递运动不起独立作用的对称部分3 3、虚约束、虚约束F=3n-2PL-PH=35-25-4=1F=3n-2PL-PH=34-24-2=2机械设计基础机械设计基础第第2828页页轨迹重合：在机构中，若被联接到机构上的构件，在联接点处的运动轨迹与机构上的该点的运动轨迹重合时，该联接引入的约束是虚约束 F=3n-2PL-PH=34-26-0=0F=3n-2PL-PH=33-24-0=1虚约束作用：对机构的运动无关，但可以改善机构的受力情况，增强机构工作的稳定性 机械设计基础机械设计基础第第2929页页平面机构具有确定相对运动的条件平面机构具有确定相对运动的条件 机构要能运动，它的自由度必须大于零。机构的自由度表明机构具有的独立运动数。由于每一个原动件只可从外界接受一个独立运动规律（如内燃机的活塞具有一个独立的移动）因此，当机构的自由度为1时，只需有一个原动件；当机构的自由度为2时，则需有两个原动件。故机构具有确定运动的条件是：原动件数目原动件数目W W应等于机构的自由度数目应等于机构的自由度数目F F。机械设计基础机械设计基础第第3030页页F0，构件间无相对运动，不成为机构。F0原动件数W=F，运动确定原动件数WF，运动不确定原动件数WF，机构破坏机械设计基础机械设计基础第第3131页页