平面机构的自由度ppt课件

,四川电子机械职业技术学院,四川电子机械职业技术学院,01,02,03,04,02,04,SichuanElectronicMachineryVocationalandTechnicalCollege,平面机构的自由度,课程：机械设计基础（必修课）,主讲,毛鹏枭,教学引入,教学讲解,教学练习,教学反思,平面机构的自由度,引入：究三角形与四边形,平面机构的自由度究,练习：自由度的计算,问题探讨,1,Part,引入：三角形与四边形,教材分析,课程特点,学情分析,课程定位,Thetriangleandquadrilateral,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,教材引入,“让我们观察生活中的实例，你注意到了这些了吗？”,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,教材引入,“图中墙壁的框架为什么要做成三角形？”,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,教材引入,“我们绵阳的古建筑越王楼、桃花岛的帆船楼为什么也要引入三角形的结构呢？”,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,教材引入,“绵阳一号桥桥梁的主体为什么要采取斜跨做成三角形的桥墩呢？”,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,教材引入,“图中自动伸缩门为什么要做成四边形？”,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,教材引入,“图中鹤式起重机的臂为什么又要做成四边形？”,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,教材引入,1、三角形具有稳定性。,2、四边形具有不稳定性。,教学引入,教学策略,教学练习,教学效果,引入：三角形与四边形,“用三根木条钉成三角形的木架，然后扭动它，它的形状会发生变化吗？”,“不会变形”,教学引入,教学策略,教学练习,教学效果,引入：三角形与四边形,“然而，用四根木条钉成四角形的木架，然后扭动它，它的形状会发生变化吗？”,“变形”,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,引入：三角形与四边形,三角形的稳定性以及四边形的不稳定性是由什么决定的呢？,2,Part,平面机构的自由度,教学目标,信息化教学资源,重点和难点,教学方法,Thefreedomofaplanarmechanism,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构的自由度,一个构件有几个自由度？,构件独立运动的数目称为自由度。,什么是自由度？,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构的自由度,一个空间活动构件有6个独立运动的数目，即6个自由度。,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构的自由度,把构件限制在XOY平面,一个平面活动构件有3个独立运动数目，即3个自由度。,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构的自由度,运动副：,两构件直接接触并能保持一定形式相对运动的联接。,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构的自由度,平面运动副：,A低副：,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构的自由度,A低副：,低副：a.面接触；（约束了二个自由度）b.有一个自由度，转动或移动。,转动副,自由度数目约束数目,1,2,约束特点:x,y方向移动,一个独立相对运动。引入2个约束，保留1个自由度,移动副,约束特点：Y方向移动,z方向转动,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构的自由度,平面运动副：,B高副：,高副：a.点或线接触；b.有两个自由度，转动+移动。（约束了一个自由度）,齿轮副凸轮副,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构的自由度,B高副：,高副：a.点或线接触；（约束了一个自由度）b.有两个自由度，转动+移动。,高副,两个独立相对运动。引入1个约束，保留2个自由度,约束特点：n方向移动,自由度数目约束数目,21,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构的自由度,形成平面运动副后自由度如何变化呢？,法线方向移动受约束,转动副：,x、y轴方向移动受约束,移动副：,转动及某一方向的移动受约束,高副：,丧失2个自由度；,丧失2个自由度；,丧失1个自由度。,结论：平面机构中，构件间形成一个低副，失去2个自由度，形成一个高副，失去1个自由度。,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构的自由度,平面机构自由度计算公式：,若一平面机构有n个活动构件，低副数目为PL，高副数目为PH，则该机构自由度F的计算公式为：,F3n2PLPH,机构自由度F取决于活动构件的数目以及运动副的性质和数目。,机构的自由度数也即是机构所具有的独立运动的数目。（从动件不能独立运动）,3,Part,教学练习,课前学习,教学流程,教学实施过程,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构自由度的计算,1、三角固定架（刚性桁架）,1,2,固定构件,F=3223=0,2、铰链四杆机构,（F）,原动件数=机构自由度,运动确定,一个原动件,构件间没有相对运动机构刚性桁架,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构自由度的计算,2、铰链四杆机构,（F）,原动件数机构自由度,两个原动件,3、铰链五杆机构,（F）,原动件数机构自由度,运动不确定,运动不确定,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构自由度的计算,（F）,不能运动（超静定桁架）,4、超静定机构,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,平面机构自由度的计算,自由度计算公式：,机构具有确定运动的条件：自由度F0，且等于原动件个数。,F0：构件间无相对运动，不成为机构。,F0：,原动件数=F，运动确定,原动件数F，机构不动或破坏,构件间具有确定的相对运动关系的构件组合体，称为机构。,4,Part,教学效果,教学效果,教学反思,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,习题练习：,例1：请及计算下列构件组合体的自由度，并判断它是不是机构。,练习,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,习题练习：,答案,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,习题练习：,例2：计算图示颚式破碎机主体结构的自由度。,解：n3，PL4，PH0，则有F3n2PLPH3x32x401,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,习题练习：,例3：计算图示活塞泵的自由度,解：n4，PL5，PH1，则有F3n2PLPH3x42x511,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,习题练习：,1、首先根据实物图绘制机构运动简图；2、分析机构运动结构；3、进行机构自由度的计算；4、判断机构的运动形式,解题思路：,教学引入,教学讲解,教学练习,教学效果,习题练习：,问题思考：,计算图示两种凸轮机构的自由度。,解：n=,3，,PL=,3，,F=3n2PLPH=33231=2,PH=1,对于右边的机构，有：F=32221=1