①转动副。两个构件之间只能做相对转动的运动副称为转动 副,又称为铰链。图1-3(a)所示的轴2和轴承1组成的转动副, 其中一个构件是固定的,称为固定铰链。图1-3(b)所示构件1 和构件2也组成转动副,两构件都是活动的,称为活动铰链。
机构运动简图保留了实际机构的运动特征,不仅简 明地表达了实际机构的运动情况,还能够最终靠该图进行 机构的运动分析和动力分析。
工程中,有时只需要表明机构运动的 传递情况和构造特征,而不需要机构的真 实运动情况,因此不必严格地按比例确定 机构中各运动副的相对位置。这种不按比 例所绘制的,只反映机构运动特征的图形 称为机构运动示意图,也称机构简图。
此外,常见的运动副还有图1-6所示的螺旋副和球面副 等,它们的运动情况都不能在一个平面内反映清楚,都属于 空间运动副,即两构件间的相对运动为空间运动。
在研究机构运动时,为了使问题简化,可不考虑构 件的复杂形状和结构,仅用简单的线条和规定的运动副 符号表示构件,并按一定的比例定出各运动副的相对位 置。这种反映机构各构件间相对运动关系的简单图形称 为机构运动简图。
颚式破碎机俗称颚破,又名老虎口。由动颚和静颚 两块颚板组成破碎腔,模拟动物的两颚运动而完成物料 破碎作业。颚式破碎机普遍的应用于矿山冶炼、建材、公 路、铁路、水利和化工等行业中各种矿石与大块物料的 破碎,如图1-1所示。本学习情境通过对颚式破碎机的结 构分析,理解运动副的概念和分类,解决机构的运动简 图绘制、判断机构有没有确定的相对运动、计算机构 的自由度、图解法设计平面连杆机构四个问题。
平面机构运动简图的绘制可按以下步骤进行: (1)观察机构的运动情况,分析机构的具体组成,确 定机架、原动件和从动件。机架即固定构件,任何一个机构 中必定只有一个构件为机架;原动件也称主动件,即运动规 律为已知的构件,通常是驱动力所作用的构件;其余构件是 从动件,从动件中还有工作构件和其他构件之分,工作构件 是指直接执行生产任务或最后输出运动的构件。 (2)由原动件开始,根据相连两构件间的相对运动性 质和Baidu Nhomakorabea动副元素情况,确定运动副的类型和数目。
②移动副。两个构件 只能做相对直线移动的运动 副称为移动副。图1-4中构 件1和构件2组成的就是移 动副。组成移动副的两个构 件可能都是活动的,也可能 有一个是固定的。
(2)高副。两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 如图1-5(a)所示的车轮1和钢轨2、图1-5(b)所示的凸轮1和从动 杆2、图1-5(c)所示的齿轮1和齿轮2等连接都是平面高副。高副 引入1个约束,保留了2个自由度。
两构件组成运动副后,就限制了两构件间的独立运动, 自由度便随之减少。运动副限制构件独立运动的作用称为约 束。运动副引入的约束数和构件失去的自由度数相等。
若组成运动副的两构件之间的相对运动是平面运动, 该运动副称为平面运动副,否则称为空间运动副。平面 机构只可能由平面运动副组成。根据组成运动副的两构 件间的接触情况,平面运动副又分为低副和高副。
机构中的每个构件都不是自由构件,而是以一定的方式 与其他构件相连。这种使两构件非间接接触并能产生一定相对 运动的连接称为运动副。例如,内燃机中活塞与连杆、活塞 与气缸体的连接都构成了运动副。组成运动副的两构件在相 对运动中可能参加接触的点、线、面称为运动副元素。显然, 运动副也是组成机构的主要要素。
图1-1 1—偏心轴; 2—机架; 3—皮带轮; 4—肘板; 5—动颚板
对颚式破碎机中平面连杆机构的结构可以进行分析,绘 制出机构的运动简图,并计算自由度,说明机构是否具 有确定的运动。
如图1-1所示,颚式破碎机运动由电动机通过皮带 轮输入,皮带轮和偏心轴固连在一起,偏心轴带动动颚 板和肘板运动,机架起支撑作用。工作时,电动机提供 了动颚板的动力,使动颚板可以在一定程度上完成往复的上下运动。
构件是机构中最小运动的单元, 所以它是组成机构的主要要素。一个 构件在平面内自由运动时,具有三个 独立的运动趋势。如图1-2所示,构 件2可以在xOy平面内绕任意一点A转 动,也可以沿x轴或y轴移动。构件具 有的这种独立运动称为构件的自由度, 构件的独立运动数目称为自由度数。 显然,一个在平面内自由运动的构件 有三个自由度。
(3)根据机构实际尺寸和图纸大小确定适 当的长度比例尺μl,按照各运动副间的距离和相 对位置,以与机构运动平面平行的平面为投影面, 用规定的线条和符号绘图。
若组成机构的所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动,则 称该机构为平面机构,否则称为空间机构。
实际机械的外形构造都很复杂。为便于分析和研究,在工程中, 常常采用简单线条和符号绘制机构运动简图来表示实际机械。作为工程 人员,应当能够看懂机构运动简图,并熟悉机构运动简图的绘制方法。
机构是用一定方式连接起来的构件系统,是用来传递运动和力的。 正常的情况下,机构各构件之间必须有确定的相对运动。然而,构件任意 拼凑起来是不一定具有确定运动的。那么,构件究竟应如何组合才能运 动?在什么样的条件下才具有确定的相对运动?这对分析现有机构或机构的 创新设计是很重要的。