平面机构的运动简图及自由度

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1、机械设计基础何俊冯鉴范志勇西南交通大学机械工程系平面机构的运动简图及自由度第二章机械设计基础第二章平面机构的运动简图及自由度§2-1运动副及其分类§2-2平面机构运动简图§2-3平面机构的自由度机械设计基础第一节运动副及其分类一、平面运动构件的自由度自由度：构件具有独立运动的数目。平面运动构件具有三个自由度，有三个独立运动。约束：对独立运动的限制。二、运动副1、运动副：两构件间组成的可动联接（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动）。2、分类平面运动副低副（面接触）高副（点、线接触）转动副移动副空间运动副

2、：螺旋副、球面副机械设计基础第一节运动副及其分类低副两构件以面接触而形成的运动副。(1)转动副：只允许两构件作相对转动。(2)移动副：只允许两构件作相对移动。转动副转动副移动副机械设计基础第一节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。齿轮副凸轮副两构件间线接触——高副两构件间点接触——高副运动副元素不外乎为点、线、面。机械设计基础第一节运动副及其分类空间运动副螺旋副球面副环副机械设计基础第一节运动副及其分类运动副特点例：圆柱副（Ⅳ级）+圆柱-平面副低副：制造容易，承载能力强，摩擦阻力大。高副：

3、不能独立存在，制造困难，摩擦小。低级别运动副通过组合或加中间元件形成高级副。五级移动副机械设计基础机构运动简图的概念第二节平面机构运动简图的绘制用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构运动特征的简图。绘制步骤1、从原动件开始，按运动传递路线，分析各构件间的相对运动关系；2、确定各运动副的类型、个数；3、确定与运动有关的几何尺寸；4、选择一个能充分表现各构件运动情况的视图。5、选定恰当的长度比例尺机械设计基础运动副的表示转动副：移动副：平面高副：2112第二节平面机构运动简

4、图的绘制机械设计基础第二节平面机构运动简图的绘制23451分析：该机构有6个构件和7个转动副。例题1绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图机械设计基础例题二、图示为一冲床。绕固定中心A转动的菱形盘1为原动件，与滑块2在B点铰接，滑块2推动拨叉3绕固定轴C转动，拨叉3与圆盘4为同一构件，当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图。冲床动画ABCDE分析：绘制简图：123456第二节平面机构运动简图的绘制机械设计基础第三节平面机构自由度的计算自由度：把构件相对于参考系具有的独立运

5、动参数的数目称为自由度,作平面运动的自由构件有三个自由度。机构自由度的计算：机构相对于机架所具有的独立运动数目，称为机构的自由度。计算公式：F=3n-2PL-PH其中：n：在一个机构中除机架以外的所有构件的数目。PL：低副数PH：高副数机构具有确定运动的条件：原动件数>F，机构破坏原动件数

6、链处的转动副数应为（m－1）个两个低副例题计算图示圆盘锯机构的自由度。在B、C、D、E四处应各有2个运动副。1235678ACDEFCB4F点的轨迹为一直线解：活动构件数n=7低副数PL=10F=3n－2PL－PH=3×7－2×10－0=1机械设计基础第三节平面机构自由度的计算机构自由度计算的注意事项：2.局部自由度与机构运动无关的构件独立运动称为局部自由度对于含有局部自由度的机构在计算自由度时，不考虑局部自由度（如图2）实际结构中采用局部自由度是为了减小摩擦力，“除去”指计算中不计入，并非实际拆除223

7、A11312机械设计基础第三节平面机构自由度的计算机构自由度计算的注意事项：3.虚约束指机构在某些特定几何条件或结构条件下，有些运动副带入的约束对机构运动实际上起不到独立的约束作用。常见的虚约束：1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合将带入一个虚约束。右图机构的自由度是：F=3×3-2×4=1，如平行四边形机构，火车轮椭圆仪、椭圆仪等。机械设计基础第三节平面机构自由度的计算2.两个构件在各处接触构成多个移动副，且移动副方向彼此平行，只能算一个移动副。3.两个构件在多处配合构成多个转动副，且同轴，只能算一个转

8、动副机械设计基础4.机构运动过程中，如果两构件上某两点之间的距离始终保持不变，则若用双转动副杆将这两点相连，将带入一个虚约束。右图机构的自由度是：F=3×3-2×4=1机械设计基础第三节平面机构自由度的计算5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮机构的自由度F=3×3-2×3-2=16.两构件在多处接触构成平面高副，且各接触点处的公法线彼此重合，只能算一个平面高副如等宽凸轮W机械设计基础第三节平面机构自由度的计算注意：法线不