机械设计基础（第2版）高教社第2章 平面机构的结构分析

§2.1 机器的组成及特征 §2.2 机构的组成 §2.3 平面机构的运动简图 §2.4 平面机构的自由度 第2章 平面机构的结构分析 导 言 早年的杠杆、滑轮，近代的汽车、轮船，到现代的机器人、 航天器，机械不断更新换代，发展日新月异，在生产力发展中 一直扮演着重要角色。 不论传统产业还是新兴产业，其进步与发展都离不开机械技 术的支持。机械是国民经济发展的基础技术，是衡量国家经 济实力和科技水平的重要标志。 机械设计是一种创造性思维活动。按照设计目标，进行分析、 计算、决策，并通过文字、数据、图形等信息形成机械产品的 设计方案。 素质教育是现代教育的目标，创新能力是素质教育的核心。机械科学博大精深，应扎实掌握基本原理、技能和方法，要努力培养机械设计创新能力。 2.1 机器的组成及特征 两个机器实例： 1.内燃机 功用：内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器 组成：见右图 气缸体1 活塞2 进气阀3 排气阀4 连杆5 曲轴6 凸轮7 顶杆8 齿轮9 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2.1机器的组成及特征 活塞下行，进气阀打开，燃气被 吸入汽缸 活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气 点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞 下行，经连杆带动曲轴输出转动 活塞上行，排气阀打开，排出废气 工作过程： 点击图片看动画 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2.1机器的组成及特征 2.颚式破碎机 功用： 压碎物料 组成：见右图 大带轮4 电动机1 V带3 小带轮2 轴板7 定颚板8 动颚板6 偏心轴5 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2.1机器的组成及特征 电动机 带传动 偏心轴转动 动颚板摆动，与定 颚板一起压碎物料 工作过程： 点击图片看动画 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2.1机器的组成及特征 机器：既能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功，或者能传递或转换能量、物料、信息等。如 半自动钻床——实现确定的机械运动，又作有用的机械功 内燃机——转换能量 机械手——传递物料 照相机——传递信息 机构：仅能传递或转换运动。如 齿轮机构——传递运动 凸轮机构——转换运动 机械：是机器和机构的总称。 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2.1机器的组成及特征 构件：组成机械的各个相对运动的实物。 零件：机械中不可拆的制造单元体。 单一零件——曲轴 多个零件的刚性组合——连杆 构件是机械中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2.1机器的组成及特征 通用零件： 专用零件： 例如：齿轮、链传动、带传动、蜗杆传动、螺旋传动；轴、联 轴器、离合器、滚动轴承、滑动轴承、螺栓、键、花键、销；铆、焊、胶结构件；弹簧、机架、箱体等。 例如：叶片、犁铧、枪栓等。 零件可分为两类： 部件：若干个零件的装配体 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 机械手 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 齿轮机构 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2.2 机构的组成 构件和构件之间既要相互连接（接触）在一起，又要有相对运动。而两构件之间这种可动的连接（接触）就称为运动副。 运动副元素：两构件上直接参加接触构成运动副的部分。 2.2.1 运动副 运动副： 2.2 机构的组成 2.2.2 构件的自由度和运动副约束 自由度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。 1.低副 两构件以面接触而形成的运动副。 (1) 转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。 a)固定铰链 2.2 机构的组成 一、平面运动副 b)活动铰链转动副 2.2 机构的组成 (2) 移动副：只允许两构件作相对移动。 移动副 2.2 机构的组成 2.高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。 凸轮副 2.2 机构的组成 齿轮副 2.2 机构的组成 二、空间运动副 若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空间运动副。 螺旋副 球面副 2.2 机构的组成 2.3 平面机构的运动简图 2.3.1 运动副及构件的表示方法 1.构件 构件均用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。 2.3 平面机构的运动简图 2.转动副 构件组成转动副时，如下图表示。 图垂直于回转轴线时用图a表示； 图面不垂直于回转轴线时用图b表示。 表示转动副的圆圈，其圆心必须与回转轴线重合。 一个构