平面机构运动简图及自由度

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1、第3章平面机构运动简图及自由度3.1运动副3.2平面运动机构简图3.3平面机构的自由度基本概念机构:构件（杆）+可动联接（运动副）构件：独立运动的单元体零件:制造单元体！！构件可为单一零件，也可以是几个零件的刚性联接3.1运动副运动副—两构件之间直接接触并能作相对运动的可动联接。分类—按照接触特性，通常把运动副分为低副和高副两类。1．低副－两构件通过面接触构成的运动副根据两构件间的相对运动形式，分为移动副和转动副。移动副－两构件间的相对运动为直线运动转动副－两构件间的相对运动为转动1.凸轮高副2．

2、高副－两构件通过点或线接触构成的运动副2.齿轮高副3.轮轨高副空间运动副实际构件的外形和结构往往很复杂。为了突出与运动有关的因素，将那些无关的因素删减掉、注意保留与运动有关的外形，用规定的符号来代表构件和运动副，并按一定的比例表示各种运动副的相对位置。这种表示机构各构件之间相对运动的简化图形，称为机构运动简图。3.2平面机构运动简图补充：运动链与机构◆运动链:杆副连成的相对可动系统。★闭链:首尾相接的运动链。★开链:运动链的各构件未构成首尾封闭的系统。★平面运动链:各构件间的相对运动为平面运动的运

3、动链。★空间运动链:各构件间的相对运动为空间运动的运动链。空间运动链◆机构:在运动链中将一构件加以固定,而其余构件都具有确定的运动，则运动链便成为机构。◆固定件(机架)：固定不动构件。机架主动件◆主动件(原动件):机构中按给定的运动规律独立运动的构件。◆从动件:机构其余活动构件。机构的组成：机架、主动件、从动件一个运动链，可通过取不同构件为机架，或采用不同的主动件和输入运动，不同的输出构件将得到不同的输出运动，从而生成不同运动功能的机构。绘制牛头刨床机构的运动简图绘制十字滑块联轴节的运动简图阴影线

4、焊接符号例3-1试绘制下图所示颚式破碎机的机构运动简图。图3-5颚式破碎机及其机构简图ABCD12341ABCD2341机架的不同表示方法分析：该机构有6个构件和7个转动副。23451另外一种破碎机机构运动简图绘制方法找准构件（机架）每个构件上有哪些运动副？特别注意伸缩杆的画法主要机架的表示方法、焊接符号的使用练习练习练习练习练习练习自由度是构件可能出现的独立运动。任何一个构件在空间自由运动时皆有六个自由度。3.3平面机构的自由度它可表达为在直角坐标系内沿着三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转动。而

5、对于一个作平面运动的构件，则只有三个自由度，如图3-7所示。即沿x轴和y轴移动，以及在Oxy平面内的转动。图3-73.3.1平面机构自由度计算公式一个作平面运动的自由构件有三个自由度(两个平动，一个转动)。当两个构件组成运动副之后，它们的相对运动就受到约束，使得某些独立的相对运动受到限制。对独立的相对运动的限制，称为约束。约束增多，自由度就相应减少。由于不同种类的运动副引入的约束不同，所以保留的自由度也不同。1． 低副如图3-8所示，约束了沿Y轴方向的移动和在平面内转动两个自由度，只保留沿X轴方向

6、移动的自由度。（1）移动副图3-8移动副约束如图3-9所示，约束了沿X、Y轴移动的自由度，只保留一个转动的自由度。（2）转动副图3-9回转副约束如图3-10所示，只约束了沿接触处公法线n-n方向移动的自由度，保留绕接触处的转动和沿接触处公切线t-t方向移动的两个自由度。2．高副图3-10高副约束结论:①每个低副引入两个约束，使机构失去两个自由度；②每个高副引入一个约束，使机构失去一个自由度。如一个平面机构中有n个活动构件（机架不计在内）；其中有PL个低副和PH个高副。这些活动构件在未用运动副联接之

7、前的自由度总数为3n。联接成机构之后，全部运动副所引入的约束为2PL+PH机构的自由度数：F=3n-2PL-PH（3-1）机构的自由度必须大于零，机构才能够运动，否则成为桁架。(三角形、高压线塔)3.3.2机构具有确定运动的条件机构的自由度也即是机构所具有的独立运动的个数。从动件是不能独立运动的，只有原动件才能独立运动。通常每个原动件只具有一个独立运动，因此，机构自由度必定与原动件的数目相等。如图3-11(a)的五杆机构中，原动件数等于1，机构自由度F=34-25=2。由于原动件数

8、运动是不确定的。图3-11a动定机构如图3-11(b)的四杆机构中，原动件数等于2，构件自由度F=33-23=1。由于原动件数>F，因此无法运动。图3-11b冗余驱动机构原动件如图3-11(c)的机构中，原动件数等于0，构件自由度F=34-26=0。由于F=0，机构无法运动。图3-11c12345机构自由度必须大于零，且原动件数与其自由度必须相等。因此,机构具有确定运动的条件是：如何理解机构的自由度1、机构具有确定运动的原动件(输入构件)数目。如：门、四杆机构、五杆机构2、