机械设计基础1平面机构的自由度和运动分析.ppt

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1、本章主要内容运动副及其分类(平面)如何表示机构→绘运动简图机构具有确定运动的条件机构速度瞬心及分析第一章平面机构的自由度和运动分析§1-1运动副及其分类(平面)机构←构件通过联接运动副－构件之间直接接触并能产生一定形式相对运动的联接。→运动副两构件接触形式点、线接触→高副面接触→低副1.低副两构件通过面接触组成的运动副①转动副(铰链):②移动副：固定铰链：两构件中有一个是固定的。活动铰链：两构件都不固定。两构件在接触处只允许相对移动。2.高副：两构件通过点或线接触组成的运动副。凸轮副齿轮副3.其它：球面副；螺旋副(空间运动副)111运动副表示方法：

2、图1－6(书P.8)转动副移动副高副二.机构运动简图：§1－2平面机构的运动简图p.8(平面)机构←(具有确定运动)构件组成2.构件的表示方法：固定件(机架):原动件(输入构件):从动件:(线条)图1－7p.8→一个构件可有若干个运动副元素描述运动的参考系:运动规律已知的构件其余活动构件要研究机构首先要表达机构一.构件的分类及表示法：1.分类：P.8倒3表达各构件相对运动关系的简单图形(表达机构运动的语言)与运动有关的因素：1.构件数目2.运动副数目及类型3.运动副之间的相对位置表达方式：1.线条代表构件2.符号代表运动副3.按比例作图（区别“机构

3、示意图”）作图步骤：1.分析结构和相对运动动作原理、构件数(固定、活动)、运动副数及类型)2.选择视图平面和比例尺3.选择原动件的一个位置4.按表达方式作图(机构演示)二.机构运动简图：转动副机架移动副凸轮副齿轮副运动副用符号代表机架→原动件→从动件例2:作图步骤：1.分析结构和相对运动2.选择视图平面和比例尺3.选择原动件的一个位置4.按表达方式作图例1:图1-9活塞泵p.10图(1－8)颚式破碎机p.91.找固定件(1个）原动件(≥1个）从动件2.找运动副作业：p.171-1，1-3主要内容：1.运动副及其分类2.平面机构运动简图的绘制§1－3

4、平面机构的自由度P10一.自由构件的自由度自由构件作平面运动二.运动副引入的约束→三个自由度(三个独立运动的可能性)自由构件作空间运动→六个自由度→引入两个约束→引入一个约束┌低副(转动副、移动副）└高副三.平面机构的自由度（Ｆ）(F＞0)当Ｆ＝原动件的数目→机构有确定运动(F=0不动；多于不确定;少于破坏）(1)计算式：Ｆ＝３ｎ－２ＰＬ－ＰＨ（1－1）ｎ－活动构件数（原动件＋从动件）ＰＬ－低副数目ＰＨ－高副数目(2)机构具有确定运动的条件:(3)计算平面机构自由度的注意事项:K=4;n=3;pL=4;pH=0F=3×3－2×4－0=1有一个机架、

5、自由度F0、原动件数目＝机构自由度数目例7:有确定运动K=7,n=7－1=6,PL=8,PH=1(3与5同一构件)F=3n－2PL－PH=3×6－2×8－1=1Ｆ＝原动件→机构有确定运动3例6:(2)机构具有确定运动的条件:p.11(F=0不动；多于不确定;少于破坏）1.例图(1－10)p.11K=5,n=K－1=4,PL=5,原动件数=1→F=3n－2PL－PH=3×4－2×5=2→F＞原动件数→机构运动不确定2.例图(1－11)→F＜原动件数→杆2被拉断3.例图(1－12)→F=0→机构不动K=5,n=K－1=4,PL=6→F=3n－2PL－

6、PH=3×4－2×6=02K=4,n=K－1=3,原动件数=2，PL=4→F=3n－2PL－PH=3×3－2×4=1(3)计算平面机构自由度的注意事项：Ｐ11123123412356F=3×5－2×7=1F=3×5－2×6=3？图(1－14)F=3×7－2×6－0=9？F=3×7－2×10－0=1－两个以上（m个）的构件在同一轴线上用转动副联接→实际转动副＞１个,(ＰL＝m－1)→引入约束＝２(m－１)1235641.复合铰链F=3×5－2×7=1例12:2.局部自由度P.12图2－10某些构件的（不影响其他构件运动的）独立的运动→多余自由度→计算

7、时排出(活动构件不计→除去不计F=3×3－2×3－1=2?F=3×2－2×2－1=1局部自由度除去不计对机构运动不起限制作用的重复约束→3.虚约束P.12①两构件组成多个重复的运动副→(平行的)移动副、(轴线重合)转动副②机构中对传递运动不起独立作用的对称部分F=3×2－2×3－1=－1？F=3×2－2×2－1=1F=3×3－2×3－2=1F=3×4－2×4－4=0？虚虚图1－16虚解:1.如不考虑上述因素，解得：K=9,n=K－1=8→原动件数＜F→机构运动不确定→结论错误！2.重解：n=7，→原动件数=F→机构有确定运动PL=10，PH=1，原

8、动件数=2→F=3n－2PL－PH=3×8－2×10－1=3PL=9，PH=1F=3×7－2×9－1=2123456789