第二章 机械系统及机械运动简图.ppt

第一章  机械系统及运动简图

,搞清运动副、运动链、
约束和自由度的概念;
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1)机构的运动简图的绘制
2)平面机构的自由度的计算。
3)机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理。
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第一节机构的组成

我们曾经说过,机构是由具有确定运动的单元体组成的,是用于传递运动和力或改变运动形式的机械传动系统,这些运动单元体称为构件。而组成构件的制造单元体称为零件。
如图2-1所示。
其中内燃机的曲轴4为一个构件,连杆3也是一个构件。但曲轴只有一个零件,而连杆则包括多个零件,其各个零件之间没有相对运动,在机构运动过程中是一个整体。
图2-1
所以,构件可以由一个或多个零件组成,是由若干个零件相互固结在一起的运动单元体。
从机构运动学的观点来看,构件是机构的基本组成单元,而机构则可以看作是由若干个构件组合而成的构件组合体。
在本学科中,一般认为构件是刚体或柔勒体(如皮带、钢丝绳等),而不是液体或气体。


我们已经看到,在机构中每一构件都以一定方式与其它构件相互联接,这种使两构件直接接触的可动联接称为运动副。如图2-2
图2-2
如图中轴与轴承、滑块与导轨、轮齿与轮齿等都构成运动副。而两构件直接接触构成运动副的部分称为运动副元素。
为保证两构件恒处于接触状态,运动副应是结构封闭或力封闭。至于组成运动副后,两构件能产生哪些相对运动,与该运动副性质或该运动副所引入的约束有关
图 2-2

由理论力学知识可以知道,作平面运动的构件可有三个独立运动,既x、y轴方向的移动和绕z轴的转动。而作空间运动的构件有六个独立运动,即三个方向的移动和三个转动。在本课程中,我们把构件的独立运动数目称为构件的自由度。这样,我们可以得到结论:平面运动的构件有三个自由度,空间运动的构件有六个自由度。
当一个构件与另一个构件组成运动副以后,由于构件间的直接接触,使构件的某些独立运动受到限制,构件的自由度便随之减少。这种对构件独立运动的限制称为约束。十分明显,作平面运动或空间运动的构件其约束不能超过2个或5个,否则构件就不可能产生相对运动。
不同的运动副对构件的自由度的约束是不同的,按不同的分类方法有以下几种:
:引进一个约束的运动副称为Ⅰ级副,引进两个约束的运动副称为Ⅱ级副,依次我们有Ⅲ级副、Ⅳ级副、Ⅴ级副。
图1-2