《机构自由度计算》PPT课件

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1、1机械学基础课程电子教案机械与电子工程学院闫锋欣西北农林科技大学2第1章机构的组成及平面连杆机构1.零件－螺钉、轴2.构件－刚性组合3.机构－确定的运动一.基本定义1.1平面机构的运动简图和自由度4.自由度第2章平面连杆机构2-1平面机构的运动简图和自由度2-2平面四杆机构的基本类型2-3平面四杆机构的特点及设计基本要求:掌握基本概念熟练掌握机构运动简图的绘制熟练掌握机构自由度的计算方法掌握平面连杆机构的类型、特点、演化方法掌握平面四杆机构的工作特性2-1平面机构的运动简图和自由度一、构件二、运动副三、机构四、平面机构的运动简图五、平面机构的自由度一

2、、构件构件：独立影响机构功能并能独立运动的单元体（实物、刚体、运动的整体）机架、原动构件、从动构件零件：单独加工的制造单元体通用零件、专用零件构件可以由一个零件组成也可以由几个零件组成原动件1234从动件机架与动力源组合机器的组成(从运动观点看)由构件组成(从制造观点看)由零件组成机械机器机构构件零件通用零件专用零件原动构件从动构件机架零件构件机构机器静联接动联接(运动副)xyo二、运动副运动副:两构件直接接触而形成的可动联接运动副元素：构成运动副时直接接触的点、线、面部分接触形式:点、线、面运动副分类按接触形式分类按相对运动分类按接触形式分类：接触

3、形式:点、线、面低副：面接触高副：点、线接触平面低副空间低副xyo高副高副空间低副平面低副平面低副按相对运动分类：运动副的性质（即运动副引入的约束）确定了两构件的相对运动按相对运动分类：转动副：相对转动——回转副、铰链移动副：相对移动螺旋副：螺旋运动球面副：球面运动运动副类型小结平面低副:转动副、移动副（面接触）平面高副:齿轮副、凸轮副（点、线接触）空间低副:螺旋副、球面副、圆柱副（面接触）空间高副:球和圆柱与平面、球与圆柱副(点、线接触)运动副特性:运动副一经形成,组成它的两个构件间的可能的相对运动就确定。而且这种可能的相对运动,只与运动副类型有关

4、,而与运动副的具体结构无关。工程上常用一些规定的符号代表运动副平面副低副：转动副、移动副(面接触)高副：齿轮副、凸轮副(点、线接触)xyoxyottnnnt空间副高副：点、线接触球面副螺旋副了解机构是由构件通过运动副连接而成的原动件：按给定运动规律独立运动的构件从动件：其余的活动构件机架：固定不动的构件原动件1234从动件机架闭链开链机构三、机构1概述2构件的表示方法3运动副的表示方法4运动简图的绘制方法5例题四、平面机构的运动简图1概述机构各部分的运动，取决于：原动件的运动规律、各运动副的类型、机构的运动尺寸(确定各运动副相对位置的尺寸)机构运动简

5、图:（表示机构运动特征的一种工程用图）用简单线条表示构件规定符号代表运动副按比例定出运动副的相对位置与原机械具有完全相同的运动特性比较：机构示意图：没严格按照比例绘制的机构运动简图用途：分析现有机械，构思设计新机械2构件的表示方法杆、轴类构件机架同一构件两副构件三副构件3运动副的表示方法转动副移动副高副（齿轮副、凸轮副）２4运动简图的绘制方法步骤：确定构件数目及原动件、输出构件各构件间构成何种运动副？（注意微动部分）选定比例尺、投影面，确定原动件某一位置，按规定符号绘制运动简图标明机架、原动件和作图比例尺绘制路线：原动件中间传动件输出构件观察重点

6、：各构件间构成的运动副类型良好习惯：各种运动副和构件用规定符号表达误区：构件外形5例题：内燃机ABCEFDG例题：破碎机1234ABC141223A14B12C23432414例题：1平面机构自由度的计算2机构具有确定运动的条件3几种特殊结构的处理复合铰链局部自由度虚约束4小结五、平面机构的自由度1平面机构自由度的计算(1)平面运动构件的自由度(构件可能出现的独立运动)(2)平面运动副引入的约束R(对独立的运动所加的限制)xyＯ21与其它构件未连之前：3用运动副与其它构件连接后,运动副引入约束,原自由度减少xyoxyottnnR=2R=2R=1结论：

7、平面低副引入2个约束平面高副引入1个约束(3)平面机构自由度计算公式如果：活动构件数：n低副数：pl高副数：phxyＯ21未连接前总自由度：3n连接后引入的总约束数：2pl+phF=3n-(2pl+ph)机构自由度F：F=3n-2pl-ph机构自由度举例：1234F=3n－2pl－ph=3－2－340=112345F=3n－2pl－ph=3－2－450=2F=3n－2pl－ph=3－2－221=1BCAF=3n－2pl－ph=3－2－340=1F=3n－2pl－ph=3－2－451=1F=3n－2pl－ph=34－25－0=2

8、F=3n－2pl－ph=33－25－0=-1F=3n－2pl－ph=32－23－0=02机构具有确定