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1、第一章 平面機構的運動簡圖及自由度,4.機構自由度的計算,3.機構運動簡圖的畫法,2.機構具有確定相對運動的條件,1.平面機構的組成,平面機構：各構件在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動,空間機構：各構件不完全在同一平面或相互平行的平面 內(nèi)運動,1-1 平面機構的組成,一、機構的組成與分類,1、概念：機構是具有確定相對運動的構件的組合 構件：機構中的（最?。┻\動單元 一個或若干個零件剛性聯(lián)接而成,動畫演示,2、機架：固定不動的構件 原動件：輸入運動規(guī)律的構件 從動件：其它的活動構件,3、平面機構：各構件的相對運動平面互相平行 空間機構：,蝸桿傳動,曲柄滑塊機構,二、自由度 一個作平面運

2、動的自由構件有三個獨立運動的可能性。構件所具有的這種獨立運動的數(shù)目稱為構件的自由度。所以一個作平面運動的自由構件有三個自由度。,但當這些構件之間以一定的方式聯(lián)接起來成為構件系統(tǒng)時，各個構件不再是自由構件。兩相互接觸的構件間只能作一定的相對運動，自由度減少。這種對構件獨立運動所施加的限制稱為約束。,三、運動副及其分類,概念：使兩構件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運動的可動聯(lián)接 類型： （一） 低副 兩構件通過面接觸而構成的運動副稱為低副。 根據(jù)兩構件間的相對運動形式，低副又可分為轉動副和移動副。 1.轉動副 （或鉸鏈） 兩構件只能在一個平面內(nèi)作相對轉動,限制兩個自由度： （兩個移動） 保留一個自由度

3、（轉動）,2.移動副 兩構件只能沿某一方向線作相對移動的運動副稱為移動副。,限制兩個自由度： （一個移動，一個轉動） 保留一個自由度 （移動 ）,3.高副 兩構件通過點或線接觸組成的運動副稱為高副。,限制一個自由度： （一個移動） 保留兩個自由度 （一個移動，一個轉動）,7-2 平面機構運動簡圖,1、機構運動簡圖：簡明表示機構各構件之間相對運動關系的圖形 （按比例，用特定的符號和線條） 和運動有關的：運動副的類型、數(shù)目、相對位置、構件數(shù)目 和運動無關的：構件外形、截面尺寸、組成構件的零件數(shù)目、 運動副的具體構造,2、機構示意圖：只需表明機構運動傳遞情況和構造特征，不必按嚴格比例所

4、畫的圖形,2、常用機構和運動副的表示方法：,1、運動副的符號,轉動副：,移動副：,齒輪副：,凸輪副：,2、構件（桿）：,3、繪機構運動簡圖的步驟,1）分析機構，觀察相對運動，數(shù)清所有構件的數(shù)目；,2）確定所有運動副的類型和數(shù)目；,3）選擇合理的位置（即能充分反映機構的特性）；,4）確定比例尺；,5）用規(guī)定的符號和線條繪制成簡圖。（從原動件開始畫)）,例 試繪制內(nèi)燃機的機構運動簡圖,動畫演示,7-3 平面機構的自由度,一、平面機構的自由度的計算 機構的自由度：機構中活動構件相對于機架所具有的獨立 運動的數(shù)目。（與構件數(shù)目，運動副的類型和數(shù)目有關） n個活動構件：自由度為3n。 PL個低副： 限

5、制 2PL個自由度 PH個高副： 限制 PH 個自由度 因此，該機構相對于固定構件的自由度數(shù)應為活動構件的自由度數(shù)與引入運動副減少的自由度數(shù)之差，該差值稱為機構的自由度，并以F表示， F=3n- 2PL-PH,F=3n- 2PL-PH =3*7-2*8-4 =1,F=3n- 2PL-PH =3*5-2*6-0 =3,F=3n- 2PL-PH =3*5-2*7-0 =1,1.復合鉸鏈：兩個以上個構件在同一條軸線上形成的轉動副 由K個構件組成的復合鉸鏈包含的轉動副數(shù)目應為（K-1）個,二 注意事項,F=3n- 2PL-PH =3*3-2*3-1 =2,F=3n- 2PL-PH =3*2-2*

6、2-1 =1,多余的自由度是滾子2繞其中心轉動帶來的局部自由度，它并不影響整個機構的運動，在計算機構的自由度時，應該除掉。,2、局部自由度 在機構中，某些構件具有不影響其它構件運動的自由度,3、虛約束 重復而不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。計算機構的自由度時，虛約束應除去不計。,(1)、兩構件構成多個導路平行的移動副，,F=3n- 2PL-PH =3*3-2*5-0 =-1,(2)、兩構件組成多個軸線互相重合的轉動副,(3)、機構中存在對傳遞運動不起獨立作用的對稱部分,F=3n- 2PL-PH =3*5-2*5-4 =1,F=3n- 2PL-PH =3*4-2*4-2 =2,4、軌跡重合：在

7、機構中，若被聯(lián)接到機構上的構件，在聯(lián)接點處的運動軌跡與機構上的該點的運動軌跡重合時，該聯(lián)接引入的約束是虛約束，,F=3n- 2PL-PH =3*4-2*6-0 =0,F=3n- 2PL-PH =3*3-2*4-0 =1,虛約束作用：對機構的運動無關，但可以改善機構的受力情況，增強機構工作的穩(wěn)定性,圖示為一簡易沖床的設計圖。試分析設計方案是否合理。如不合理，則繪出修改后的機構運動簡圖。,三、平面機構具有確定相對運動的條件,F0，構件間無相對運動，不成為機構。,F0,,原動件數(shù)=F，運動確定,原動件數(shù)