机械设计基础(第五版)讲义_第1章.pdf

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1、平面机构的自由度和速度分析§1-1运动副及其分类§1-2平面机构运动简图§1-3平面机构的自由度习题§1-1运动副及其分类一、运动副及其分类1.运动副的定义使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。2.运动副的分类固定铰链转动副低副活动铰链平面运动副移动副高副空间运动副zpofrp2013-10-23§1-1运动副及其分类转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。a)固定铰链zpofrp2013-10-23§1-1运动副及其分类b)活动铰链zpofrp2013-10-23§1-1运动副及其分类移动副：

2、只允许两构件作相对移动。zpofrp2013-10-23§1-1运动副及其分类高副：两构件以点或线接触而构成的运动副。凸轮副zpofrp2013-10-23§1-1运动副及其分类齿轮副zpofrp2013-10-23§1-1运动副及其分类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。球面副螺旋副zpofrp2013-10-23§1-2平面机构运动简图一、运动副的表示方法1.转动副（a）（b）（c）（d）zpofrp2013-10-23§1-2平面机构运动简图2.移动副两构件组成移动副，其

3、导路必须与相对移动方向一致。zpofrp2013-10-23§1-2平面机构运动简图3.平面高副凸轮、滚子——画出其全部轮廓齿轮——点划线画出其节圆zpofrp2013-10-23§1-2平面机构运动简图二、构件的表示方法及分类1.构件的表示方法2.构件的分类固定构件：机架原动件：主动件从动件zpofrp2013-10-23§1-2平面机构运动简图三、机构运动简图的绘制步骤分析机构实际构造和运动情况，确定构件的类型和数量确定运动副的类型和数目选择恰当的视图选取比例尺，根据机构尺寸，定出各运动副间的相对位置

4、绘制出各运动副、机构符号，表示出各机构，完成运动简图zpofrp2013-10-23§1-2平面机构运动简图例1-1绘制颚式破碎机的机构运动简图zpofrp2013-10-23§1-2平面机构运动简图例1-2绘制内燃机的机构运动简图进气阀3排气阀4活塞2气缸体1顶杆8连杆5曲轴6齿轮9凸轮7zpofrp2013-10-23§1-2平面机构运动简图zpofrp2013-10-23§1-3平面机构的自由度一、自由度自由度：构件相对于参考系的独立运动。zpofrp2013-10-23§1-3平面机构的自由度二、

5、平面运动副对构件的约束不同运动副对机构自由度的影响运动副类示意图引入约束失去自由度保留自由度型2个1个转动副约束两个移动的2个转动的自由度自由度2个1个约束沿一轴方向的移动副2个沿另一轴移动的移动自由度约束在平面内转动2个1个沿接触处公切线t-高副约束沿接触处公法1个t方向移动的自由线n-n方向的移动度绕接触处传动的自由度zpofrp2013-10-23§1-3平面机构的自由度三、平面机构的自由度F3n2PPLH式中：n——活动件个数PL——低幅个数PH——高副个数zpofrp2013-10-23§

6、1-3平面机构的自由度例1-3计算颚式破碎机机构的自由度活动件个数n=3低幅个数PL=4高副个数PH=0F3n2PP33241LHzpofrp2013-10-23§1-3平面机构的自由度例1-4计算图示机构的自由度活动件个数n=2低幅个数PL=2高副个数PH=1F3n2PP322211LHzpofrp2013-10-23§1-3平面机构的自由度三、平面机构具有确定运动的条件n=2，P=3，P=0n=3，P=5，P=0LHLHF32230F33251n

7、=3，P=4，P=0n=4，P=5，P=0LHLHF33241F34252zpofrp2013-10-23§1-3平面机构的自由度讨论：1)F≤0机构不能动2)F>0，原动件数0，原动件数>F机构将卡死或损坏4)F>0，原动件数=F机构具有确定的运动机构具有确定运动条件：①机构运动的可能性，自由度F>0。②机构运动的确定性，自由度F=原动件(主动件)数。zpofrp2013-10-23§1-3平面机构的自由度四、计算平面机构自由度的注意事项1.复合铰链计算右

8、图所示机构的自由度活动构件的个数n=5低副均为转动副，则P=6L没有高副，即PH=0F3n2PP35263LH但是，实际上该机构的自由度应该为1，而不是3。zpofrp2013-10-23§1-3平面机构的自由度复合铰链——两个以上构件同时在一处用转动副相连接就构成了复合铰链。zpofrp2013-10-23§1-3平面机构的自由度处理方法：K个构件汇交而成的复合铰链具有(K-1)个转动副。例1-5计算图示圆盘