第三章平面机构运动简图及自由度

机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度引入案例机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度第三章 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 平面机构运动简图平面机构运动简图3-3 平面机构的自由度平面机构的自由度机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度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。机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度二、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。机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度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机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度螺旋副： 螺旋运动球面副： 球面运动空间运动副机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度 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 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，转动或移动。（ 约束了二个自由度 ）机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度高副 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 ,产生一个约束机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度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。 机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度3-2 机构运动简图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机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度一、常见运动副符号的表示 : 国标 GB4460 84机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度二、构件的表示方法机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度三、常用机构运动简图符号机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度四、 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。机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度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个高副机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度2. 颚式破碎机 机构运动简图的绘制机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度3. 牛头刨床 的机构运动简图的绘制机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度1326745机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度一、自由度的计算F=3n-2 Pl - Ph活动构件数 低副数 高副数3-3 平面机构的自由度平面机构的自由度机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度例 1:机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度n= 6 , PL = 8 , PH =1 F =3n 2PL PH=36 28 1 =1例 2:机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度五杆机构二、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 机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度三、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。机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度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机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度常见的虚约束有以下几种情况 :）两构件之间形成多个导路互相平行的移动副3、虚约束 :机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度）当两构件之间构成多个轴线重合的转动副机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度3）两构件上某两点之间的距离在运动中始终保持不变机械设计基础 平面机构运动简图及其自由度AB = BC = BD CAD = 90C点轨迹是沿纵轴的直线4）轨