高职《机械设计基础》平面机构运动简图及自由度课件.ppt

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1、第3章平面机构运动简图及自由度§3-1平面运动副及其分类§3-2平面机构运动简图§3-3平面机构的自由度及其有确定运动的条件目的要求：（1）掌握运动副的概念及表示方法；（2）能绘制机构的运动简图；（3）掌握自由度的概念及其计算；（4）能判定机构运动是否确定。教学重点：（1）运动副的概念及分类；（2）自由度的概念及计算；（3）机构运动是否确定的判定。教学难点：（1）机构运动简图的绘制；（2）计算自由度时要注意的问题。平面机构：各构件都在同一平面内或几个相互平行的平面内运动。空间机构：各构件不完全在同一平面或几个相互平行的平面内运动。§3-1平

2、面运动副及其分类运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。按两构件的接触形式，平面运动副可分为：低副和高副一、低副：两构件之间以面接触的运动副。根据两构件间的相对运动情况，低副又可分为回转副和移动副两种。固定铰链1.回转副：两构件在接触处只允许做相对转动的运动副。2.移动副：两构件在接触处只允许做相对移动的运动副。二、高副：两构件之间以点或线接触的运动副。§3-2平面机构运动简图机构运动简图：机构各构件间相对运动关系的简化图形。一、构件的表示方法机构运动简图中的构件，可用直线或曲线表示，将构件上的运动副元素连接起来。运动副元素：两构

3、件上直接参加接触构成运动副的部分。二、机构中构件的分类组成机构的构件，根据运动副性质可分为3类：（1）固定构件（机架）：用来支承活动构件的构件。（2）原动件（主动件、输入构件）：机构中作用有驱动力或力矩的构件（或运动规律已知的构件）。（3）从动件：除主动件以外，随着主动件的运动而运动的其余可动件。输出预期运动的从动件称为输出构件，其他从动件起传递运动的作用。三、机构运动简图绘制的步骤（1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；（2）找出固定件（机架）、原动件、从动件；（3）选择视图平面；（4）选取合适的比例尺，确定各运动副之间的相对位

4、置，从原动件开始用简单的线条和规定的运动副符号画出机构运动简图；注：机架画上斜线，原动件用箭头表示出运动方向例3-1试绘制图2-9（a）所示的颚式破碎机主体机构的运动简图。§3-3平面机构的自由度及其有确定运动的条件一、平面运动副对构件的约束1.自由度：构件的独立运动数目。一个做平面运动的自由构件具有3个自由度。2.约束：运动副对构件的运动所加的限制。每引入一个约束，构件就减少一个自由度。运动副的类型不同，引入的约束数目也不同。低副约束了2个自由度高副约束了1个自由度二、平面机构的自由度计算1.机构的自由度（F）：机构具有确定运动时所必须

5、给定的独立运动的数目。平面机构自由度的计算公式：F=3n-2PL-PHF-机构的自由度，n-活动构件的数目（不包括机架），PL-低副的数目，PH-高副的数目。例3-2试计算图2-11所示平面机构的自由度。三、平面机构具有确定运动的条件机构原动件个数应等于机构的自由度数目,且大于零。四、计算平面自由度时应注意的事项1.复合铰链：3个或3个以上的构件在同一处以回转副相连接所构成的运动副。3个构件组成2个回转副，k个构件组合成的复合铰链共有（k-1）个回转副。例3-3试计算图2-16所示机构的自由度。F=3n-2PL-PH=3×7-2×10-0=

6、12.局部自由度：机构中一种与整个机构主运动无关的自由度，在计算机构自由度时，需要预先排除。F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1=13.虚约束：在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束；在计算自由度时应除去不计。注意：虚约束，从机构的运动观点看是多余的，但在工程实际中，从增加构件的刚度、改善机构受力状况等方面看，却是必须的。平面机构的虚约束常出现在下列场合：（1）两构件组成多个导路平行的移动副时，只有一个移动副起作用，其余都是虚约束。（2）两构件之间构成多个轴线重合的回转副时，只有一个回转副起作用，其余都是虚约束。（3）轨迹重合

7、。（4）机构中对运动不起独立作用的对称部分。(d)F=3n-2PL-PH=3×3-2×3-2=1例3-5计算图2-19（a）所示机构的自由度。F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2