机械设计基础课件---平面机构

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1、机器都具有的三个特征：（1）是一种人为的实物的组合；（2）各部分之间形成各个运动单元，且各单元之间具有确定的相对运动；（3）在生产过程中能完成有用的机械功或转换机械能。机器机构构件零件运动单元制造单元机械刚性联结确定的相对运动一个或多个做功或实现能量转换总称1平面机构及其自由度1.1运动副及其分类1.2平面机构运动简图1.3平面机构的自由度及其计算1.4速度瞬心及其在机构速度分析上的应用本章的重点是运动副的概念，机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及平面机构自由度的计算。1.1运动副及其分类1.1.1

2、自由度1.1.2运动副1.1.1自由度构件的自由度：构件所具有的独立运动的数目（或确定构件位置的独立参变量的数目）。一个作平面运动的自由构件具有三个独立运动数。如图所示，在Oxy坐标系中，构件S可随其上任一点A沿x轴、y轴方向移动和绕A点转动。即一个作平面运动的自由构件具有三个自由度。约　束：是对独立运动所加的限制。每加上一个约束，构件便失去一个自由度。1.1.2运动副运动副：在机构中由两构件直接接触形成的一种可动联接。构件之间接触部分的点、线、面称为运动副元素。运动副对构件产生约束，约束的多少和特点取决于运动副型

3、式。运动副分类：★按照运动副元素可分为低副和高副。面接触的运动副称为低副；点接触或线接触的运动副称为高副；★按照组成运动副两构件的相对运动是平面运动还是空间运动，可以把运动副分为平面运动副和空间运动副。1低副（转动副、移动副）转动副：是使两个构件的相对移动受到约束，而只有一个独立相对转动自由度的运动副。也称为回转副或铰链。如铰链、轴与轴承等。移动副：是使构件的一个相对移动和相对转动受到约束，而只有一个方向独立相对移动自由度的运动副。也称为棱柱副。如汽缸与活塞、滑块与导轨等。2高副（平面高副）平面高副：构件间

4、沿公法线方向的移动受到约束，但可以沿接触点切线的方向独立移动，还可以同时绕点独立转动，是具有一个约束而相对自由度等于２的平面运动副。如齿轮副、凸轮副等，如图1-4所示。3空间副如图1-5a)所示的球面副和图1-5b)所示的螺旋副。这些运动副两构件之间的相对运动是空间运动，所以这些运动副称为空间运动副。运动副分类转动副移动副平面运动副空间运动副低副面接触引入两个约束，一个独立运动高副点接触或线接触引入一个约束，两个独立运动1.2平面机构运动简图1.2.1机构运动简图及作用1.2.2构件的分类1.2.3绘制机构运动简图

5、的步骤1.2.1机构运动简图及作用★机构运动简图:用简单线条和规定的符号来表示构件和运动副，并按比例表示各运动副的相对位置。这种能准确表达机构运动特性的简单图形称为机构运动简图。★机构示意图：仅以构件和运动副的符号表示机构而不按精确比例绘制的简图称为机构示意图。机构运动简图可以对机构进行结构、运动和动力等的分析，是研究机构的重要工具。★常用运动副运动简图符号的有转动副符号、移动副符号、平面高副（图1-6)。★常用构件运动简图符号。（图1-7)1.2.2构件的分类机构中的构件可分为三类：★固定件（机架）研究机构运动

6、时作为参考坐标系的构件；★原动件是运动规律已知的活动构件。它的运动是由外界输入的，所以又称为输入件；★从动件是机构中随着原动件运动而运动的其余活动构件。其中输出机构预期运动的从动件称为输出件。1.2.3绘制机构运动简图的步骤1分析清楚所要绘制机械的结构和动作原理。2从原动件开始，按照运动传递的顺序，仔细分析各构件相对运动的性质，确定运动副的类型和数目。3合理选择视图平面，通常选择与大多数构件的运动平面相平行的平面为视图平面。4选取适当的长度比例尺，按一定的顺序进行绘图，并将比例尺标注图上。★绘制机构示意图的方法与上

7、述类似，但不需要按比例绘制。例题1-1颚式破碎机及其机构运动简图绘制3例题1-2活塞泵及其机构运动简图绘制1.3平面机构的自由度及其计算1.3.1平面机构的自由度1.3.2机构具有确定运动的条件1.3.3计算机构自由度时应注意的事项例题1计算机构的自由度1.3.1平面机构的自由度机构的自由度:机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目称为机构的自由度。一个作平面运动的自由构件具有三个自由度。因此，平面机构中的每个活动构件，在未用运动副联结之前，都有三个自由度。★每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度；★每个高

8、副引入一个约束，使构件失去一个自由度。1）转动副：转动副的约束，使构件失去了沿ｘ、ｙ两个方向的移动自由度，构件仅剩下绕垂直于ｘｏｙ平面的轴转动这一个自由度。2）移动副：由于移动副限制了构件沿ｙ方向的移动和绕垂直于ｘｏｙ平面的轴转动，构件仅剩下了沿ｘ方向的移动这一个自由度。3）平面高副：平面高副仅限制了两构件沿其接触点公法线ｎ-ｎ方向的移动，构件还有沿其接触点