凸轮直线运动机构构的运动简图

现在我们可以通过精密导轨实現精确的直线运动。但是在十七世纪末期,在刨床及铣床发明之前很难加工笔直的、平坦的表面。因此很难生产良好的没有背隙的迻动副(Prismatic Joint)。此时有许多工程师设法用只有转动副的连杆机构产生直线运动这类的机构称为直线运动机构(Straight Line Mechanism)。其中最为人所知的可能昰瓦特在早期蒸汽机上导引活塞的近似直线机构

维基百科上将直线运动机构分为两类:近似直线连杆机构和精确直线连杆机构。现在讓我们一起来欣赏一下这些直线运动机构的动态图:

来源:维基百科,网络

【精品课件】平面机构的运动简圖及自由度

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  实验一 综合机构运动简图的測绘和分析

使用的机器的用途、工作原理、运动传递过程、机构组成情况和机构的结构分类

  2、初步掌握根据实际使用的机器进行机構运动简图测绘的基本方法、步骤和注意事项。

  3、加强理论实际的联系验算机构自由度、进一步了解机构具有确定运动的条件和有關机构结构分析的知识。

  1、缝纫机、摆式飞剪模型、发动机等模型、教具模型等

  2、钢板尺、卷尺、卡尺、角度尺。

  3、铅笔、橡皮、三角板、圆规及草稿纸(此项自带)

  从运动学观点来看机构的运动仅与组成机构的构件和运动副的数目、种类以及它们之间的楿互位置有关,而与构件的复杂外形、断面大小、运动副的构造无关为了简单明了的表示一个机构的运动情况、可以不考虑那些与运动無关的因素(机构外形,断面尺寸、运动副的结构)而用一些简单的线条和所规定的符号表示构件和运动副(规定符号见表1-1)并按一定的比例表礻各运动副的相对位置,以表明机构的运动特性

  1、缓慢转动被测机构的原动件、找出从原动件到工作部分的机构传动路线。

  2、甴机构的传动路线找出构件数目、运动副的种类和数目

  3、合理选择投影平面,选择原则:对平面机构运动平面即为投影平面对其咜机构选择大多数构件运动的平面作为投影平面。

  4、在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接顺序 逐步画出机构运动简图的草图,然后用数字标注各构件的序号用英文字母标注各运动副。

  5、仔细测量机构的运动学尺寸、如回转副的中心距和移动副导路间的相對位置、标注在草图上

  6、在图纸上任意确定原动件的位置、选择合适的比例尺把草图画成正规的运动简图。比例尺的选定如下:

  式中 ——比例尺(单位:米/毫米)

  ——构件的实际长度(单位:米)

  ——图纸上表示构件的长度(单位:毫米)

  试绘出图1-1(a)所示偏心轮機构的运动简图:

  原动件2(偏心轮)运动时可以看出机构有四个构件:

  机架1——相对静止(固定构件)

  偏心轮2——相对机架作回转运动

  连杆3——相对机架作复杂的平面运动

  滑块4——相对机架作直线运动

  所以该机构有3个活动构件。

  1、据观察可知该机构共有四个运动副,且均为低副构件2相对机架1绕O点转动:组成回转副,轴心在O点;构件3相对于构件2绕A点转动组成第二个回转副轴心在A点;构件4相对构件3绕B点转动组成第三个回转副,轴心在B点;构件4相对于机架1沿直线OB作直线运动组成一个移动副。

  2、画机构艹图画此机构草图时应注意偏心轮的画法。由于偏心轮2只与构件3和构件1联接偏心轮2与连杆3组成回转副,其相对转动中心在A点我们可鉯设想在偏心轮圆心A处插一根销钉,把构件3的大孔缩小改为在A处通过销钉与构件2铰接这时构件3与构件2的相对回转中心也在A点,与替换前嘚相对运动状况是一样的所以我们可以将原转动副缩小用铰链A表示,另外偏心轮2又与构件1组成回转副,其回转中心在O点用铰链O表示。因此偏心轮只含有两个回转副(或铰链)根据构件表示法可知:此种构件可用联接两回转副中心的直线来表示,即偏心轮2可以用偏心矩AO来表示

  3、据草图验算机构的自由度。

  活动构件数目 n=3

  低副(或V级副)数目 PL=4

  高副(或VI级副)数目 PH=0

  所以该机构嘚自由度 F=3n-2PL-PH=3×3-2×4=1

  这与实际机构的运动情况是符合的

  4、 量尺寸,定长度比例尺然后按比例尺依次确定运动副相对于機架的位置,将草图画成正规的运动简图如图1-1(b)

  1、一个正确的“机构运动简图”应能说明哪些内容?

  2、绘制机构运动简图时原动件的位置为什么可以任意确定?会不会影响简图的正确性

  3、什么可以用简略的符号来表示机构的运动特征?

  4、机构自由喥的计算对测绘机构运动简图有何帮助

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