平面机构的运动简图及自由度

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1、第一章平面机构的运动简图及自由度1-1平面机构的组成1-2平面结构运动简图1-3平面机构的自由度1-1.平面机构的组成1-1-1.构件及其自由度构件是机构中具有相对运动的单元体，因此它是组成机构的主要要素之-。自由度是构件可能出现的独立运动。任何-个构件在空间自由运动时皆有六个自由度。它可表达为在直角坐标系内沿着三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转动。而对于-个作平面运动的构件，则只有三个自由度，如图1-2所示，构件AB可以在x0y平面内绕任-点A转动，也可沿x轴或y轴方向移动1-1-2.约束与运动副对物体运动的限制称为约束。机构中的构件由于相互连接，其

2、独立运动受到约束,为此，必然失去-些自由度，但又保留-些自由度。构件失去的自由度与它受到的约束条件数下-页返回1-1.平面机构的组成相等。如:平面机构中的任-构件若都在图1-2中x0y,平面内运动，则这些构件皆失去三个自由度，即受到三个公共约束(沿垂直于运动平面轴线的移动和绕x轴、J轴的转动均被约束)。因此，当这些构件相互连接组成机构时，至少又要引入-个约束，但最多只能引入两个约束，这是因为这些构件的自由度皆为3的缘故.当构件组成机构时，每个构件都以-定的型式与其他构件相互连接，且相互连接的两构件间保留着-定的相对运动。这种使两构件直接接触而又彼此有-

3、定的相对运动的连接称为运动副。组成运动副的两构件在相对运动中可能参加接触的上-页下-页返回1-1.平面机构的组成接触的点、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.1-1-3运动副的分类根据组成运动副两构件之间的接触特性，运动副可分为低副和高副.1.低副两构件之间通过面接触形成的运动副称为低副。根据它们之间的相对运动是转动还是移动，又可分为转动副和移动副。上-页下-页返回1-1.平面机构的组成(1)转动副若组成运动副的两构件之间只能绕某-轴线作相对转动，这种运动副称为转动副。由圆柱销和销孔及其两端面所构成的转动副称为铰链，如图1-3所示

4、。图中有-构件(如构件1)是固定的，称为固定铰链。若没有构件固定，则称为活动铰链。(2)移动副若组成运动副的两构件只能沿某-轴线作相对直线移动，这种运动副称为移动副，如图1-4所示。由上述可知，平面机构中的低副引入两个约束，仅保留-个自由度.上-页下-页返回1-1.平面机构的组成2.高副两构件之间通过点或线接触组成的运动副称为高副。如图1-5(a)所示，凸轮1与从动件2，图1-5(b)所示轮齿1与轮齿2皆在其接触处分别组成高副.在平面机构中两构件组成高副后，保留的自由度为2。如图1-5(b)所示，轮齿1与轮齿2组成的高副中，轮齿1沿公法线n-n方向的移

5、动受到约束，而轮齿1相对于轮齿2则既可沿接触点C的切线t-t方向移动，同时还可绕C点转动。由此可知，平面机构中的高副引入-个约束，而保留两个自由度.上-页返回1-2平面结构运动简图实际构件的外形和结构很复杂，在研究机构运动时，为了使问题简化，有必要撇开那些与运动无关的构件外形和运动副具体构造，仅用简单线条和符号来表示构件和运动副，并按比例定出各运动副的位置。这种表明机构各构件间相对运动关系的简化图形，称为机构运动简图。机构运动简图中的运动副表示如下:图1-6(a),(b),(c)是两个构件组成转动副的表示方法。用圆圈表示转动副，其圆心代表相对转动轴线。

6、若组成转动副的两构件都是活动件，则用图(a)表示。若其中-个为机架，则在代表机架的构件上加阴影线，如图(b)、图(c)所示.下-页返回1-2平面结构运动简图两构件组成移动副的表示方法如图1-6(d),(e),(f)所示。移动副的导路必须与相对移动方向-致。同上所述，图中画阴影线的构件表示机架.机构中的构件可分为三类:(1)固定构件(机架)用来支承活动构件(运动构件)的构件(2)原动件(主动件)运动规律已知的活动构件它的运动是由外界输入的，故又称为输入构件。(3)从动件机构中随原动件运动而运动的其余活动构件其中输出预期运动的从动件称为输出构件，其他从动件

7、则起传递运动的作用。上-页下-页返回1-2平面结构运动简图图1-7为构件的表示方法。图(a)表示参与组成两个转动副的构件。图(b)表示参与组成-个转动副和-个移动副的构件。-般情况下，参与组成三个转动副的构件可用三角形表示。为了表明三角形是-个刚性整体，常在三角形内打剖面线或在三个角加上焊接标记，如图(c)所示，如果三个转动副中心在-条直线上，则用图(d)表示。超过三个运动副的构件的表示方法可依此类推。下面举例说明机构运动简图的绘制方法例1-1绘制图1-8(a)所示颚式破碎机的机构运动简图解:颚式破碎机的主体机构由机架1,偏心轴(又称曲轴)2、动颚3、

8、肘板4等四个构件组成。带轮与偏心轴固连成-整体，它是运动和动力输入构件，即原动件，其余构件都是