汽车机械基础 教学课件 作者 徐晓昂 项目四 平面机构运动的基本知识.ppt

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1、项目四平面机构运动的基本知识情景一平面机构所谓平面机构，是指组成机构的所有构件均在同一平面或相互平行的平面内运动的机构；否则就称为空间机构。一、运动副1、运动副的概念两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接方式称为运动副。2、运动副的分类两个构件组成的运动副，通常用3种接触形式联接起来，即点接触、线接触、和面接触。按照接触的特性，通常把平面运动副分为低副和高副两大类。（1）低副两构件通过面接触组成的运动副称为低副。低副又可分为转动副和移动副。1）转动副。组成运动副的两构件只能绕某一轴线在某一平面内做相对转动的运动副称为转动副，又称为铰链。如图4-1（a）所示。2）移动副。组成运动副的两个构件只

2、能沿某一方向做相对直线运动，这种运动副称为移动副。如图4-1（b）所示（2）平面高副如图4-1（c）所示的齿轮副和如图4-1(d)所示的凸轮副都是高副。除上述常见的平面运动副外，常用的运动副还有螺旋副（如图4-1(e)所示）和球面副，称为空间运动副。图4-1平面运动副a）转动副b）移动副c）平面高副d）平面高副e)螺旋副二、平面机构运动简图1、机构运动简图及分类表示机构各构件之间相对运动关系的简单图形，称为机构运动简图。机构中的构件可分为以下3类：（1）机架机构中的固定构架称为机架，它的作用是支撑运动构件。（2）主动件由外界给定运动规律的构件称为主动件，一般主动件与机架相连。（3）从动件除主动

3、件以外的全部活动构件称为从动件。2、机构运动简图的符号见附录1。3、平面机构运动简图的绘制绘制平面机构运动简图按下述步骤进行：1）分析机构的结构和运动情况。2）确定构件、运动副的类型和数目。3）选择视图平面。4）选定适当的比例尺。5）绘制机构运动简图。情景二计算平面机构的自由度一个作平面运动的自由构件可以产生三个独立运动，即构件随任一点A沿x轴方向和y轴方向的两个位移以及绕A点的转动。构件的这种独立运动称为自由度，所以作平面运动的构件具有三个自由度。当构件2与固连在坐标轴上的构件1在A点铰链而形成运动副时，构件2沿x轴方向和y轴方向的独立运动将受到限制。这种将连接对独立运动的限制称为约束。由此

4、可见，平面机构中低副引入两个约束，仅保留一个自由度；高副引入一个约束，而保留两个自由度。如图4-4所示。图4-4平面运动构件的自由度一、平面机构自由度的计算设一个平面机构中共有N个构件，其中一个构件是机架，故活动构件件数n=N-2，再假设该机构中共有P1个低副和P2个高副。由于一个活动构件有三个3个自由度，在没有用运动副相连之前，n个活动构件共有3n个自由度。每一个低副引入2个约束，使构件失去2个自由度；每一个高副引入1个约束，使构件失去1个自由度。当用P1个低副和P2个高副连接起来后，共引入（2P1+P2）个约束，也就失去了（2P1+P2）个自由度。所以该机构的自由度为:F=3n-2P1-P

5、2计算平面机构自由度时，要注意三种特种情况。1、复合铰链两个以上的构件共用同一个转动轴线所构成的转动副称复合铰链。2、局部自由度在机构中不影响运动输出与输入关系的个别构件的独立运动自由度称为局部自由度。3、虚约束在机构中与其他约束重复而对运动不起独立限制作用的约束称为虚约束。在计算自由度应先去除虚约束。二、平面机构具有确定运动的条件机构是具有确定的相对运动的构件组合体，无相对运动的构件组合或无规则乱动的构件组合都不能实现预期的运动传递和变换。当机构中一个或几个主动件位置确定时，其余从动件的位置也随之确定，则称机构具有确定的相对运动。平面机构具有确定的相对运动。平面机构具有确定运动的充分必要条件

6、为：机构自由度大于0，且主动件数目等于机构的自由度。