机械设计基础课件-第1章平面机构的自由度及速度分析.ppt

机械科学与工程学院,第一章 平面机构的自由度,平面机构：机构中各构件都在同一平面内或在相互平行的平面内运动。 主要内容： 1 机构的组成原理机构由确定运动的条件； 2 机构运动简图测绘；,1-1 运动副及其分类,运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接。 机构是由构件通过运动副联接构成的。,1 低副,一、运动副分类,运动副,低副：两构件通过面接触构成,高副：两构件通过点或线接触构成,2 高副,回转幅,移动副,齿轮高副,点接触高副,线接触高副,空间运动副：,球面副、螺旋副,一、运动简图,定义：表明机构中各构件间相对运动关系的简化图形。 是用构件和运动副的代表符号按一定的比例关系绘制。,1-2 平面机构运动简图,二、运动简图的绘制,1、运动副的代表符号,1-2 平面机构运动简图,2、构件的代表符号 一般用运动副之间的连接线表示。,高副运动简图,3、简图绘制方法,构件分为三类：,1 固定构件（机架）：支撑活动构件（运动构件）的构件； 2 原动件（主动件）：运动规律已知的活动构件； 3 从动件：机构中随原动件运动而运动的其它构件。,1 确定比例尺； 2 选择合适的投影面； 3 分析传动原理，查出构件数目、运动副的种类及数目； 4 从原动件开始，按传动顺序画出运动简图； 5 将各构件从原动件起顺序编号，标出原动件转向。,颚式粉碎机机构简图绘制举例,机构简图绘制练习,1-3 平面机构的自由度,一、平面机构自由度计算公式,运动副对构件的约束,构件的自由度：构件独立运动的数目 平面运动的构件有3个独立运动，即有3个自由度。,1 低副对构件产生两个方向的约束，保留一个自由度； 2 高副对构件产生一个约束，保留2个自由度。,机构的自由度：机构具有的独立运动数目,平面机构自由度的计算,n机构中活动构件数 Pl机构中的低副数 Ph机构中的低副数,机构具有确定运动的条件,机构具有确定运动的条件,有确定运动的机构,机构具有确定运动的条件： 机构的自由度数目必须大于零且等于原动件的数目。,二、计算平面机构自由度的注意事项,1 复合铰链,复合铰链：两个以上的构件同时在一处以回转副相联接。 如果共有m个构件构成了复合铰链则 实际的铰链副数量为：m-1,2 局部自由度,局部自由度：对整个机构的运动传递不产生影响的自由度。 计算机构自由度时应去掉局部自由度。,二、计算平面机构自由度的注意事项,3 虚约束,虚约束：对机构的运动不起独立限制作用的约束。 属于机构中引入的功能相同的约束。,例如 钻井泵机构,虚约束主要有四种情况：,（1） 两构件在多处构成移动副，且移动方向是一致的或相互平行的； （2） 两构件在多处构成回转副，且转动轴线重合； （3） 机构中对传递运动不起独立作用的对称部分引入的约束；,二、计算平面机构自由度的注意事项,3 虚约束,（4） 如果两构件在联接点处拆开，而联接件与被联接件在联接点处的轨迹重合，则该联接将引入一个虚约束。 例如平行四边形机构,对称支撑,二、计算平面机构自由度的注意事项,含有虚约束的机构自由度计算： 去掉产生虚约束的构件，然后再计算机构的自由度。,例题2：计算图示机构的自由度，并分析机