平面机构的运动简

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1、第2章平面机构的运动简图及自由度（时间：2次课，4学时）第2章平面机构的运动简图及自由度本章要点及学习指导：本章首先介绍组成机构最基本的环节——运动副及其类型；然后介绍工程中常用的机构运动简图的画法；最后重点讨论机构自由度的计算方法、机构具有确定运动的条件及其计算机构自由度时应注意的复合铰链、局部自由度和虚约束事项。通过本章的学习，要求学习者了解运动副及其分类，熟识各种平面运动副的一般表达方法；熟练看懂教材中各种平面机构的运动简图；能够正确判断和处理平面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和常见的虚约束，综合运用公式F=3n-2PL-PH，进行平面机构自由度的计算，并能判断机构是否具有

2、确定的运动。第2章平面机构的运动简图及自由度案例导入：绘制和阅读平面机构运动简图是机械类工程技术人员的基本能力之一，是进行机械产品的设计、分析的基础。冲床是机械产品中常见的一种机械装置。学习者可以通过冲床机构运动简图的测绘，学习机构自由度的计算方法、及其计算机构自由度时应注意的复合铰链、局部自由度和虚约束事项，以及机构运动简图测绘的基本步骤。第2章平面机构的运动简图及自由度在进行机构运动简图的测绘时，须解决以下问题：(1)机构运动简图测绘的步骤是什么？一个正确的平面机构运动简图应能说明哪些内容？原动件的位置对机构运动简图有何影响？为什么？(2)平面机构自由度的计算，对测绘机构的运动简图

3、有何帮助？自由度大于或小于原动件的数目时，会产生什么结果？(3)计算机构自由度应注意哪些问题？第2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平面机构的自由度实训一机构运动简图的测绘习题与练习2.1运动副及其分类2.1.1低副2.1.2高副2.1运动副及其分类一个作平面运动的自由构件具有三个独立运动，如图2.1所示，在xoy坐标中构件可随其上任一点A沿x、y轴移动和绕A点转动。这种相对于参考系构件所具有的独立运动称为构件的自由度，所以一个作平面运动的自由构件有三个自由度。当构件组成机构时，每个构件都以一定的型式与其他构件相互联接，且相互联接的两构件间保留

4、着一定的相对运动。这种使两构件直接接触而又彼此有一定的相对运动的联接称为运动副。如齿轮间的啮合、轴与轴承的联接和活塞与气缸的联接等都构成运动副。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。根据组成运动副两构件之间的接触特性，运动副可分为低副和高副。2.1运动副及其分类图2.1作平面运动的自由构件具有三个独立运动2.1.1低副两构件通过面接触形成的运动副称为低副。根据它们之间的相对运动是转动还是移动，又可分为转动副和移动副。1.转动副若组成运动副的两构件之间只能绕某一轴线作相对转动，这种运动副称为转动副或铰链。如图2.2所示，它又可分为固定铰链和活动铰链。2.移动副若组成运动副

5、的两构件只能沿某一轴线相对直线移动，这种运动副称为移动副。如图2.3所示。2.1.1低副图2.2转动副2.1.1低副图2.3移动副2.1.2高副两构件间通过点或线接触组成的运动副，称为高副。如图2.4所示，它们的相对运动是沿切线t-t和绕A点的转动。此外，常见的运动副还有螺旋副、球面副。它们皆属空间运动副。2.1.2高副图2.4高副2.2平面机构运动简图2.2.1运动副的符号2.2.2机构中构件的分类2.2.3机构运动简图的绘制2.2平面机构运动简图实际机构一般由外形和结构都较复杂的构件组成，为便于分析和研究机构有必要撇开那些与运动无关的构件外形和运动副具体构造，仅用简单的线条和符号来表

6、示构件和运动副，并按此比例定出各运动副的位置，这种说明机构各构件间相对运动关系的简化图形，称为机构运动简图。机构运动简图保持其实际机构的运动特征，它不仅简明地表达了实际机构的运动情况，且还可通过该图进行运动分析及动力分析。2.2.1运动副的符号图2.5(a)，(b)，(c)是两个构件组成转动副的表示方法，用圆圈表示转动副，其圆心代表相对转动轴线。(a)表示两个构件均为活动构件，(b)、(c)表示一个构件为机架，应把代表机架的构件1画上斜线。图2.6(a)、(b)、(c)是两个构件组成移动副的方法，移动副的导路必须与相对移动方向一致，与上述相同，应把代表机架的构件画上斜线。2.2.1运动副

7、的符号图2.5两个构件组成的转动副的符号2.2.1运动副的符号图2.6两个构件组成的移动副的符号2.2.1运动副的符号图2.7表示高副。画高副时，应将接触部分的外形画出。对于凸轮、滚子，习惯上画出其全部轮廓；对于齿轮，常用点画线画出其节圆。图2.8为构件的表示方法。图2.8(a)表示参与构成两个转动副的构件。图2.8(b)、图2.8(c)表示参与构成三个转动副的构件，为了说明三个转动副是在同一构件上，可在三角形内画上剖面线如图2.8