机械设计基础课件第一章平面机构及其自由度.ppt

第一章平面机构及其自由度 第一节平面机构的组成第二节平面机构运动简图第三节平面机构的自由度 第一节平面机构的组成 一 运动副及其分类1 运动副使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接 2 分类A 低副 凡为面接触的运动副 包括回转副和移动副 第一节平面机构的组成 回转副 两构件只作相对转动 铰链 分为固定铰链和活动铰链 移动副 只能沿某一方向相对移动 第一节平面机构的组成 B 高副 凡点接触或线接触的运动副 第一节平面机构的组成 C 两种空间运动副 球面副和螺旋副 第二节平面机构运动简图 一 机构运动简图机构运动简图是用简单的线条和符号表示构件和运动副 并按一定比例定出各运动副的位置的简单图形 二 目的研究和设计机构或对机器作运动分析 第二节平面机构运动简图 三 常用符号 第二节平面机构运动简图 四 画法说明1 选择合适的比例m mm2 选择视图平面 运动平面3 运动情况搞清传动路线 构件的组成及运动副是关键 第二节平面机构运动简图 第二节平面机构运动简图 第三节平面机构的自由度 一 平面运动构件的自由度对于一个作平面运动的独立构件 具有三个独立的运动 即x方向 y方向的平动和转动 第三节平面机构的自由度 二 运动副的约束机构中构件被联接起来组成运动副后 其相互间有接触 独立运动受到限制 把对独立运动的限制称为约束 平面低副引入两个约束 具有一个自由度 平面高副引入一个约束 具有两个自由度 第三节平面机构的自由度 三 平面机构自由度的计算设某一平面机构由N个构件组成 PL个低副和PH个高副 这N个构件中有一个构件充当机架 此构件被看作是固定不动的 其余活动构件数为n N 1 这n个活动构件在未同运动副联接前共具有3n个自由度 在PL个低副和PH个高副联接成机构后 便受到2PL PH个约束 第三节平面机构的自由度 活动构件相对机架的自由度数 既为机构的自由度数 应为活动构件自由度总数与运动副引入约束总数之差 即 F 3n 2PL PH 第三节平面机构的自由度 机构的自由度也就是机构所具有独立运动的数目 通常机构中的每个原动件具有一个独立运动 因此 机构的自由度也就是机构应当具有原动件的数目 机构能运动的条件F 0 机构具有确定运动的条件 主动件数 F 第三节平面机构的自由度 例1 3计算图1 8b所示机构的自由度 解在机构中 活动构件数n 3 低副数PL 4 高副数PH 0 由公式 F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1该机构只有一个原动件同自由度数目相同 第三节平面机构的自由度 例1 4计算图1 9所示机构的自由度 解在机构中 活动构件数n 4 低副数PL 5 高副数PH 1 由公式 F 3n 2PL PH 3 4 2 5 1 1 第三节平面机构的自由度 第三节平面机构的自由度 四 计算自由度应注意的问题1 复合铰链两个以上的构件在一处用转动副联接即构成复合铰链 由m个构件汇成的复合铰链应包含m 1个转动副 第三节平面机构的自由度 例1 5计算图1 14所示机构的自由度 解在机构中 活动构件数n 7 低副数PL 10 高副数PH 0 由公式 F 3n 2PL PH 3 7 2 10 0 1 第三节平面机构的自由度 2 局部自由度如图1 15a所示凸轮机构 为了减少触处的磨损 在凸轮和从动件 顶杆 间装了圆柱形滚子 显然滚子绕自身轴线的自由转动不会影响其它构件的运动 这种同整个机构运动无关的自由度称为局部自由度 第三节平面机构的自由度 3 虚约束机构中 重复而对机构运动不起限制作用的约束称为虚约束 在计算自由度时应除去不计 虚约束常出现在下列场合 1 两构件间组成多个导路平行的移动副时 2 两构件间组成多个轴线重合的转动副时 3 机构中对传递运动不起独立作用的对称部分 第三节平面机构的自由度 第三节平面机构的自由度 例1 7计算图1 17a所示机构的自由度 第三节平面机构的自由度