平面机构运动简图及自由度1

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1、引入案例第三章平面机构运动简图及其自由度教学目标:1、了解运动副及其分类；2、掌握平面机构运动简图的绘制方法;3、掌握平面机构自由度计算方法。教学重点：1、平面机构运动简图的绘制;2、自由度计算方法。教学难点：1、平面机构运动简图的绘制；2、计算平面机构自由度应注意的事项。第二篇执行机构§3-1机构的组成§3-2平面机构运动简图§3-3平面机构的自由度§3-1机构的组成平面机构与空间机构：一、机构的组成构件是机构中的运动单元体。机构中的构件分为三类：1.固定件（机架）：是用来支撑活动构件的构件。3.从动件:随着原动件的运动而

2、运动的其余活动构件。其中输出机构预期运动的从动件称为输出构件。2.原动件：是运动规律已知的构件。又称输入构件。二、几个重要概念1.自由度：构件所具有的独立运动。一个作平面运动的自由构件有三个自由度。2.运动副：两构件直接接触并形成的可动联接。3.约束：对独立运动所加的限制称为约束。转动副运动副高副低副移动副平面运动副螺旋副：——螺旋运动球面副：——球面运动空间运动副①转动副：两个构件间只能作相对转动的运动副低副——两运动副元素形成面接触②移动副：两个构件间只能作动相对移动的运动副。低副：a.面接触；b.有一个自由度，转动或移

3、动。（约束了二个自由度）高副——两运动副元素形成点或线接触高副：a.点或线接触；b.有两个自由度，移动+转动,产生一个约束4.运动链由若干个构件通过运动副联接组成相对可动的构件系统。如果运动链中的各构件构成首末封闭的系统则称为闭式链，否则称为开式链。§3-2机构运动简图机构运动简图为什么要画机构运动简图？机构的真实运动仅与机构中的运动副的机构情况（转动副、移动副及高副等）和机构的运动尺寸（由各运动副的相对位置确定的尺寸）有关，而与构件的外部形状及截面尺寸等因素无关。机构运动简图：反映各构件间相对运动关系的简单图形一、常见运动

4、副符号的表示:国标GB4460－84二、构件的表示方法三、常用机构运动简图符号四、机构运动简图的绘制步骤1）分析机构运动，定出原动部分、工作部分，搞清运动的传递路线。2）恰当选择投影面，判断构件间的连接关系3）适当选择比例尺◆机构运动简图应满足的条件：1）构件数目与实际相同2）运动副的性质、数目与实际相符3）运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。4）画图。1.内燃机机构运动简图的绘制由7个构件组成，4个转动副，3个移动副；3个高副2.颚式破碎机机构运动简图的绘制3.牛头刨床的机构运动简图的绘制1326745一、自

5、由度的计算F=3n-2Pl-Ph活动构件数低副数高副数§3-3平面机构的自由度例1:n=6,PL=8,PH=1F=3n－2PL－PH=3×6－2×8－1=1例2:五杆机构二、机构具有确定运动的条件四杆机构机构有确定运动的条件:自由度数>0，且=机构原动件数三、计算平面机构自由度时应注意的问题1、复合铰链：结论：k个构件在同一处汇交形成复合铰链，实际上构成了(k-1)个转动副。2、局部自由度：经常发生在将滑动摩擦变为滚动摩擦的场合。解决方案:假想滚子和安装滚子的构件固接为一个整体常见的虚约束有以下几种情况:１）两构件之间形成多

6、个导路互相平行的移动副3、虚约束:２）当两构件之间构成多个轴线重合的转动副3）两构件上某两点之间的距离在运动中始终保持不变AB=BC=BD∠CAD=90°C点轨迹是沿纵轴的直线4）轨迹重合的情况（转动副联接的是两构件上运动轨迹重合的点）F=3n－2PL－PH=3×3－2×4=15）机构中对传递运动不起独立作用的对称部分F=3n－2PL－PH=3×3－2×3-2=16）若两构件在多处相接触构成平面高副，且各接触点处的公法线重合,则只能算一个平面高副—即存在虚约束若公法线方向不重合，构成复合高副将提供各2个约束，相当于一个低副。

7、有一处为虚约束此两种情况没有虚约束虚约束的本质是什么?1）从运动的角度看,是“重复的”或“多余的”约束；2）从受力角度，非重复和多余。F=3n-2PL-Ph=37-29-1=2例1：21345678ABCDEFGHI局部自由度虚约束复合铰链F=3×6-2×7-2=2例2：AB//EF//CD且AB=EF=CD，计算其自由度。局部自由度复合铰链虚约束例3：F=3×8-2×11-1=1局部自由度复合铰链虚约束F=3×9-2×12-2=1例4F=3×9-2×12-2=1冲床机构例5：F=3n-2PL-Ph=3×5-2×7-0=

8、14个低副练习题F=3×5－２×7＝１4个低副4个低副三个二级杆组组成,是二级机构去掉6、7在图中去掉任何一个构件，都不会影响机构的运动如去掉2F=3×7-2×10=1也可对称去掉左或右侧的一半，如去掉1、4、5件，则F=3×5-2×7=1b图F=3n-2Pl-Ph=3×4-2×4-2=2