平面机构运动简图及自由度

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1、Exit第三章平面机构运动简图及其自由度第三章　平面机构运动简图及其自由度§3.1机构的组成及其运动副§3.2机构运动简图§3.3平面机构的自由度教学重点1.平面机构运动简图的绘制；2.计算平面机构自由度应注意的事项。教学目标教学难点1.了解运动副及其分类；2.掌握平面机构运动简图的绘制方法;3.掌握平面机构自由度计算方法。第三章　平面机构运动简图及其自由度1.平面机构运动简图的绘制;2.自由度计算方法。引入案例12345,67§3-1机构的组成及运动副平面机构与空间机构：一、机构的组成构件是机构中的

2、运动单元体。机构中的构件分为三类：1.固定件（机架）3.从动件（含输出构件）2.原动件二、几个重要概念1.自由度：构件所具有的独立运动。一个作平面运动的自由构件有三个自由度。§3.1机构的组成及其运动副2.运动副：两构件直接接触并形成的可动联接。3.约束：对独立运动所加的限制称为约束。转动副运动副高副低副移动副平面运动副§3.1机构的组成及其运动副螺旋副：——螺旋运动球面副：——球面运动空间运动副§3.1机构的组成及其运动副①转动副：两个构件间只能作相对转动的运动副低副——两运动副元素形成面接触②移动

3、副：两个构件间只能作动相对移动的运动副。低副：a.面接触；b.有一个自由度，转动或移动。（约束了二个自由度）§3.1机构的组成及其运动副高副——两运动副元素形成点或线接触高副：a.点或线接触；b.有两个自由度，移动+转动,产生一个约束§3.1机构的组成及其运动副4.运动链由若干个构件通过运动副联接组成相对可动的构件系统。如果运动链中的各构件构成首末封闭的系统则称为闭式链，否则称为开式链。§3.1机构的组成及其运动副§3-2机构运动简图机构运动简图为什么要画机构运动简图？机构的真实运动仅与机构中的运动副

4、的机构情况（转动副、移动副及高副等）和机构的运动尺寸（由各运动副的相对位置确定的尺寸）有关，而与机构的外形尺寸等因素无关。一、常见运动副符号的表示:国标GB4460－84§3.2机构运动简图二、构件的表示方法§3.2机构运动简图三、常用机构运动简图符号§3.2机构运动简图四、机构运动简图的绘制步骤(1)分析机构，明确构件的类型和数目；(2)分析各构件之间相对运动的性质，确定运动副的类型、位置和数目；(3)选择视图（运动平面）；(4)确定比例尺，以机架为参考系，用构件和运动副符号绘图；(5)注入构件编号

5、和原动件的转向箭头。1.内燃机机构运动简图的绘制由7个构件组成，4个转动副，3个移动副；3个高副§3.2机构运动简图12345,67五、实例2.颚式破碎机机构运动简图的绘制§3.2机构运动简图3.牛头刨床的机构运动简图的绘制§3.2机构运动简图1326745§3.2机构运动简图一、自由度的计算F=3n-2Pl-Ph活动构件数低副数高副数§3-3平面机构的自由度例1:§3.3平面机构的自由度n=6,PL=8,PH=1F=3n－2PL－PH=3×6－2×8－1=1例2:§3.3平面机构的自由度五杆机构二、

6、机构具有确定运动的条件四杆机构机构有确定运动的条件:自由度数>0，且=机构原动件数§3.3平面机构的自由度三、计算平面机构自由度时应注意的问题1、复合铰链：结论：k个构件在同一处汇交形成复合铰链，实际上构成了(k-1)个转动副。§3.3平面机构的自由度2、局部自由度：经常发生在将滑动摩擦变为滚动摩擦的场合。解决方案:假想滚子和安装滚子的构件固接为一个整体§3.3平面机构的自由度常见的虚约束有以下几种情况:１）两构件之间形成多个导路互相平行的移动副3、虚约束:§3.3平面机构的自由度２）当两构件之间构成

7、多个轴线重合的转动副§3.3平面机构的自由度3）两构件上某两点之间的距离在运动中始终保持不变§3.3平面机构的自由度AB=BC=BD∠CAD=90°C点轨迹是沿纵轴的直线4）轨迹重合的情况（转动副联接的是两构件上运动轨迹重合的点）F=3n－2PL－PH=3×3－2×4=1§3.3平面机构的自由度5）机构中对传递运动不起独立作用的对称部分F=3n－2PL－PH=3×3－2×3-2=1§3.3平面机构的自由度6）若两构件在多处相接触构成平面高副，且各接触点处的公法线重合,则只能算一个平面高副—即存在虚约束

8、若公法线方向不重合，构成复合高副将提供各2个约束，相当于一个低副。有一处为虚约束此两种情况没有虚约束§3.3平面机构的自由度虚约束的本质是什么?1）从运动的角度看,是“重复的”或“多余的”约束；2）从受力角度，非重复和多余。§3.3平面机构的自由度F=3n-2PL-Ph=37-29-1=2例1：§3.3平面机构的自由度21345678ABCDEFGHI局部自由度虚约束复合铰链F=3×6-2×7-2=2例2：AB//EF//CD且AB=EF=CD，计算