机械学基础电子教案-第2章

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1、第2章平面机构的运动简图及自由度分析§2-1运动副及其分类§2-2平面机构运动简图§2-3平面机构的自由度重点运动副概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。1§2-1运动副及其分类在三维空间内自由运动的构件具有六个自由度。作平面运动的构件(如图所示)则只有三个自由度，这三个自由度可以用三个独立的参数x、y和角度θ表示。构件的自由度——构件所具有的独立运动数目。约束——对构件的独立运动所加的限制。2运动副是使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接。是由两构件组成的可动联接。运动副是约束运动的，

2、构件组成运动副后，其独立运动受到约束，自由度便随之减少。由运动副的定义可知：构成机构的两个基本要素是构件和运动副。运动副的基本特征是：①具有一定的接触形式，并把两构件上直接参与接触而构成运动副的部分称为运动副元素；②能产生一定形式的相对运动。按运动副元素接触形式可将运动副分为低副和高副。a)两个构件、b)直接接触、c)有相对运动三个条件，缺一不可3运动副按其所能产生相对运动形式分为转动副、移动副、螺旋副和球面副等。如果构成运动副的两构件间相对运动是平面运动，则称为平面运动副；如果构成运动副的两构件间相对运动是空间运动，则

3、称为空间运动副；如图所示。1.低副——两运动副元素通过面接触所构成的运动副。转动副和移动副都属于低副。⑴转动副——两构件间只能作相对转动的低副称为转动副或铰链。转动副及其简图符号表示如下图所示。如果转动副中的一个构件为固定构件，则该转动副又称为固定铰链，否则称为活动铰链。4转动副5转动副的表示方法6⑵移动副——两构件间只能作相对移动的低副称为移动副，移动副及其简图符号表示如下图所示。移动副移动副的表示方法72.高副——两运动副元素通过点或线接触所构成的运动副。如图所示。用简图表示高副时，应将两构件接触处的几何形状绘出。对

4、于齿轮与齿轮啮合及齿轮与齿条啮合的高副，可按规定的简图表示。8910§2-2平面机构运动简图平面机构——组成机构的所有构件都在同一平面或平行平面内运动的机构。1.机构运动简图——根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，再用规定的运动副代表符号和简单的线条或几何图形表示机构各构件间相对运动关系的一种简化图形。各运动副间的相对位置尺寸称为运动特征尺寸。在绘制机构运动简图时，运动特征尺寸应准确地表示出来。112.绘制机构运动简图的目的：机构运动简图与真实机构具有完全相同的运动特性，主要用于简明地表达机构的组成情况

5、和运动情况，进行运动分析，作为运动设计的目标和构造设计的依据。也可对机构进行力分析并作为专利性质的判据。3.机构运动简图中运动副的表示方法机构运动简图中运动副(转动副、移动副)的表示方法如前面所述。需要注意的是：移动副的导路必须与相对移动方向一致。表示机架的构件需画上阴影线。124.机构运动简图中构件的表示方法机构中构件的相对运动是由运动副的类型及同一构件上各运动副的相对位置决定的。因此，在绘制机构运动简图时，要表示参与构成不同类型的若干运动副的构件，应按其运动副的类别，用规定的符号画在相应的位置上，再用简单的线条将这些

6、符号联成一体即可。右图所示为参与构成不同类型的两个运动副的构件的表示方法。13参与构成n个运动副的构件，可以用n边形表示，并在相交的部位涂上焊缝标记或在几何图形中间画上剖面线。下图所示为参与构成三个运动副的构件。14常见运动副符号的表示:国标GB4460－8415常用运动副的符号运动副名称运动副符号两运动构件构成的运动副转动副移动副12121212121212121212121212两构件之一为固定时的运动副122121平面运动副16平面高副螺旋副21121221211212球面副球销副121212空间运动副121212

7、17构件的表示方法:18一般构件的表示方法杆、轴构件固定构件同一构件19三副构件两副构件一般构件的表示方法20运动链－两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。注意事项:画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。闭式链、开式链3.运动链21任何机构都包含机架、原动件和从动件3个部分。⑴固定构件(机架)是用来支承活动构件的构件。⑵原动件(主动件)是运动规律已知的活动构件。它的运动是由外界输入的，又称为输入构件。⑶从动件是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。相对于机架有确定的相对运动。从动件的运动规律取决

8、于原动件的运动规律和机构的结构。当机构的结构确定之后，从动件的运动规律完全取决于原动件的运动规律。225.绘制机构运动简图的方法及步骤顺口溜：先两头，后中间，从头至尾走一遍，数数构件是多少，再看它们怎相联。步骤：1.运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目；4.检验机构是否满足运动确定的条件。2.测量各运动副之间