平面机构的自由度ppt课件.ppt

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1、所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构。工程中常见的机构大多数属于平面机构，因此，本章只讨论平面机构。主要内容：§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（重点）§1-4速度瞬心及其在机构速度分析上的应用第1章平面机构的自由度和速度分析§1-1运动副及其分类一、运动副：使两构件直接接触而保留一定相对运动的连接称为运动副。二、运动副元素：运动副中两构件上直接参与接触的部分称为运动副元素。运动副元素不外乎为点、线、面。§1-1运动副及其分类三、运动副的类型：低副高副1、按运动副元素接触形式两构件通过面接触组成的运动副两构件

2、通过点或线接触组成的运动副2、按运动副能产生相对运动形式分低副空间运动副转动副移动副螺旋副球面副§1-2平面机构运动简图动画§1-2平面机构运动简图一、机构运动简图按一定的比例尺，用规定的运动副及构件符号来表示机构各运动副及构件之间的位置关系、各构件间的相对运动关系的简化图形。从定义可以看出：绘制机构运动简图的关键是正确表示各运动副和构件之间的位置关系和运动关系。二、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传动原理，主要用于设计初期的方案对比，对机构上有关点的位移、速度和加速度分析求解，以对所要设计的机构

3、有清晰的认识，做到心中有数、胸有成竹。三、运动副的表示方法机构运动简图中运动副的表示方法如下图所示。§1-2平面机构运动简图需要注意的是：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。用简图表示高副时，应将两构件接触处的几何形状绘出。§1-2平面机构运动简图四、构件的表示方法§1-2平面机构运动简图其它常用构件的表示方法可以查阅国家标准GB4460-84中“机构运动简图符号”。⑴机架(固定构件)：是用来支承活动构件的构件。⑵主动件(原动件)，又称为输入构件：是运动规律已知的活动构件。它的运动是由外界输入的。⑶从动件：是机构中随着原动件的运动

4、而运动的其余活动构件。相对于机架有确定的相对运动。§1-2平面机构运动简图构件的分类五、绘制机构运动简图的方法及步骤选定比例尺，要恰当；选定投影面，投影面要易于表达机构各运动副和构件之间的位置关系。根据机构结构，确定各运动副位置及类型，用规定的符号表示，并用字母标记。分清机架、主动件和从动件，按规定符号表示，机架添加阴影线。§1-2平面机构运动简图例绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图。§1-2平面机构运动简图例绘制如图所示游梁抽油机主体机构的运动简图。§1-2平面机构运动简图ABCD1234§1-2平面机构运动简图动画§1-2平面机构运动简图动画一、

5、基本概念自由度：相对于参考坐标系，构件所具有的独立运动数目称为构件的自由度。或者说：自由度指的是描述运动的独立参数。约束：对构件的独立运动所加的限制称为约束。约束是由运动副提供的。机构的自由度：在指定的参考坐标系内机构所具有的独立运动数目。我们重点讨论平面机构的自由度问题。§1-3平面机构的自由度（重点）空间的运动：在三维空间内自由运动的构件具有六个自由度，即沿三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转动.二、平面机构自由度计算公式xzy§1-3平面机构的自由度（重点）§1-3平面机构的自由度（重点）平面运动：作平面运动的构件则只有三个自由度，即沿x轴和y轴的移动及

6、在xOy平面内的转动。这三个自由度可以用三个独立的参数x、y和角度θ表示。下面，只就作平面运动的构件进行分析。动画§1-3平面机构的自由度（重点）运动副的作用：是约束构件间的某些运动，而保留另外一些运动。一个运动副至少引入一个约束，也至少保留一个自由度。转动副：沿轴向和垂直于轴向的移动均受到约束，它只能绕其轴线作转动。所以，平面运动的一个转动副引入两个约束，保留一个自由度。§1-3平面机构的自由度（重点）移动副：限制了构件一个移动和绕平面的轴转动，保留了沿移动副方向的相对移动，所以平面运动的一个移动副也引入两个约束，保留一个自由度。§1-3平面机构的自由度（

7、重点）一个平面高副引入一个约束，保留两个自由度。动画综上所述，平面机构中，每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。§1-3平面机构的自由度（重点）4、平面机构自由度计算公式由前面的分析可知，在机构中，若共有K个构件，除去机架外，其活动构件数为n=K-1。显然，这些活动构件在未组成运动副之前，其自由度总数为3n，当它们用PL个低副和PH个高副连接组成机构后，因为每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，所以，总共引入(2PL+PH)个约束。故整个机构的自由度应为活动构件的自由度总数与全部运动副引入的约束总数之差

8、，用F表示，即F=3n-2PL-PH由上式可知：机构