第2章平面机构运动简图及自由度计算ppt课件.ppt

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1、机械设计基础在设计新机器和研究机器的运动与动力特性时，常采用机械系统运动简图来对比各种设计方案，按照运动要求确定机器组成构件的主要尺寸，按照强度条件和工作情况确定机构各部分的详细结构尺寸。机械系统要完成比较复杂的运动，一般都需要将若干个机构根据机械系统的运动协调配合的要求组合起来，因此机械系统的运动简图也是机构系统的运动简图。机械（机构）系统的运动简图是用规定的符号，绘出能准确表达机构各构件之间的相对运动关系及运动特征的简单图形。机械系统的运动简图设计是设计机械产品十分重要的内容，正确、合理地设计机械系统简图，对于满

2、足机械产品的功能要求，提高性能和质量，降低制造成本和使用费用等是十分重要的。第2章平面机构运动简图及自由度计算第2章平面机构运动简图及自由度计算2－1机构的组成2－2平面机构运动简图2－3平面机构具有确定运动的条件2－4平面机构自由度的计算是组成机械的各个相对运动的单元。2.1.1构件构件：2-1机构的组成构件与零件的区别：构件是机械中的运动单元，零件是制造单元，构件可以是一个零件也可以由多个零件组成自由度：构件相对于参考系统所具有的独立运动参数的数目。三维空间构件二维空间构件构件和构件之间既要相互连接（接触）在一起

3、，又要有相对运动。而两构件之间这种可动的连接（接触）就称为运动副。运动副元素：两构件上直接参加接触构成运动副的部分。2.1.2运动副运动副：2-1机构的组成两齿轮轮齿的啮合球面与平面的接触圆柱与平面的接触空间任意两个构件1与2，当它们尚未构起运动副之前，构件1相对于构件2共有6个相对运动的自由度。当两构件以某种方式相联接而构成运动副，则两者间的相对运动便受到一定的约束。约束：对独立运动的限制。自由度减少的数目=运动副所引入的约束的数目。两构件构成运动副后所受到的约束数最少为1，而最多为5。运动副的分类2-1机构的组成

4、1）按其引入的约束数目分：Ⅰ级副、Ⅱ级副、……Ⅴ级副。2）按其接触形式分高副：点、线接触的运动副低副：面接触的运动副3）按其相对运动形式分转动副（回转副或铰链）移动副螺旋副球面副运动副还可分为平面运动副与空间运动副两类。按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。1.低副两构件以面接触而形成的运动副。(1)转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。a)固定铰链平面运动副2-1机构的组成b)活动铰链转动副2-1机构的组成(2)移动副：只允许两构件作相对移动。移动副2-1机构的组成2.高副两构件以点或线接触而构成的运动副

5、。凸轮副2-1机构的组成齿轮副2-1机构的组成空间运动副若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空间运动副。螺旋副球面副2-1机构的组成2-1机构的组成运动链把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为运动链。如运动链的各构件构成了首末封闭的系统，则称其为闭式运动链或简称闭链(图a和b)；如运动链的构件未构成首末封闭的系统，则称其为开式运动链，或简称开链(图c和d)。2-1机构的组成2.1.3机构机构：是指具有确定相对运动的构件组合体。构成机构三要素：构件、运动副、相对运动运动链中，如果将其某一构件加

6、以固定而成为机架，则该运动链便成为机构。平面铰链四杆机构机架原动件从动件机架——机构中的固定构件。一般机架相对地面固定不动，但当机构安装在运动的机械上时则是运动的。原动件——按给定已知运动规律独立运动的构件；常以转向箭头表示。从动件——机构中其余活动构件。其运动规律决定于原动件的运动规律和机构的结构及构件的尺寸。2-1机构的组成零件构件运动副运动链机构机器机械制造单元运动单元直接接触，可动联接一个或多个刚性联接构件通过运动副联接形成的可动系统其中一个构件固定为机架统称一个或多个按一定的运动要求具有确定相对运动的构件组

7、合许多独立的零件组成几个术语及其关系1）低副构件组成转动副时，如下图表示。图面垂直于回转轴线时用图a表示；图面不垂直于回转轴线时用图b表示。表示转动副的圆圈，其圆心必须与回转轴线重合。一个构件具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑，或在其内画上斜线，图c所示。2-2平面机构运动简图2.2.1运动副及构件的表示方法转动副：移动副：两构件组成移动副，其导路必须与相对移动方向一致。2-2平面机构运动简图2）平面高副两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出其全部轮廓；对于齿轮，

8、常用点划线划出其节圆。2-2平面机构运动简图2-2平面机构运动简图3）构件机架AB机架和活动构件通过转动副联接机架和活动构件通过移动副联接2-2平面机构运动简图两个活动构件联接2-2平面机构运动简图两副构件(一个构件和两个外副)注：点划线表示与其联接的其他构件2-2平面机构运动简图两副构件(一个构件和两个外副)2-2平面机构运动简图偏心轮AB1