第一章-平面机构简图及自由度分解PPT课件

1,第一章平面机构运动简图及自由度,第一节平面机构的组成,第二节平面机构的运动简图,第三节平面机构的自由度,2,第一节平面机构的组成,运动副及其分类,回转副(铰链)组成运动副的两构件只能在一个平面内相互转动,（1）低副两构件通过面接触组成的运动副。,机构是一个构件系统，为了传递运动和动力，各构件之间必须通过一定的联接而产生确定的相对运动。,运动副两个构件直接接触组成的可动联接。,运动副元素直接接触的部分（点、线、面）,3,移动副组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动,（2）高副两构件通过点、线接触组成的运动副。,4,机构的组成,（1）固定构件（机架）用来支承运动构件的构件（2）原动件（主动件）运动规律已知的活动构件（3）从动件机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件,机架,主动件,从动件,5,第二节平面机构的运动简图,机构的结构、运动、动力分析与机构的外形、断面尺寸、构件的零件数目、运动副的具体构造等这些与运动无关的因素没有关系，研究时，用机构运动简图对机构的结构、运动、动力进行分析。,机构运动简图：用简单的线条和符号来代表构件和运动副,并按一定的比例表示各运动副的相对位置这种表明机构中各构件间相对运动关系的简单图形。机构示意图：定性表明机构的运动状况，不严格按比例来绘制机构简图。,6,常用机构运动简图符号,7,8,9,一般构件的表示方法,杆、轴构件,固定构件,同一构件,10,平面机构运动简图的绘制,（1）明确机构的组成；分析机构的运动找出机构的原动件、机架和从动件，搞清运动传递的具体过程，从而确定出该机构的数目及各运动副的类型和数目。（2）选择视图平面（3）选择适当的比例尺寸绘图,11,常用运动副的符号,运动副名称,运动副符号,两运动构件构成的运动副,转动副,移动副,两构件之一为固定时的运动副,平面运动副,12,平面高副,码头吊车,13,第三节平面机构的自由度,一、构件的自由度构件独立运动的数目,一个作平面运动的自由构件,3个自由度,二、运动副的约束对独立运动所加的限制,产生约束数：2,自由度：1,低副,14,高副,产生约束数：1,自由度：2,三、机构的自由度机构具有独立运动的数目,设一平面机构有K个构件，通过Pl个低副，Ph个高副联接，则：,活动构件数：,通过运动副联接后，低副产生的约束数：,高副产生的约束数：,运动副联接前自由度：,15,例：,n=3；,Pl=4,Ph=0,F=3n-2Pl-Ph=1,n=2；,Pl=3,Ph=0,F=3n-2Pl-Ph=0,机构具有确定运动条件是：F0，且F等于原动件数,16,结论：,F0，机构不能运动。,F0,原动件数=机构自由度数F,机构具有确定运动的条件：,17,n=5；,Pl=6,Ph=0,F=3n-2Pl-Ph=3,?,18,四、计算机构自由度时应注意的问题,m个构件在同一处铰接,构成m-1个转动副,1、复合铰链两个以上的构件在同一处以回转副相联。,19,n=5；,Pl=7,Ph=0,F=3n-2Pl-Ph=1,20,n=3；,Pl=3,Ph=1,F=3n-2Pl-Ph=2,?,2、局部自由度机构中某一构件的运动不影响输出构件的运动，该构件的运动称为局部自由度。,21,去掉局部自由度,n=2；,Pl=2,Ph=1,F=3n-2Pl-Ph=1,计算前先将小滚轮焊接在推杆上,处理的方法：,22,n=4；,Pl=6,Ph=0,F=3n-2Pl-Ph=0,?,平行四边形机构；两个构件之间组成多个导路平行的移动副；两个构件之间组成多个轴线重合的回转副；机构中对传递运动不起作用的对称部分；,3、虚约束：在机构中不产生实际约束效果的重复约束,23,n=3；,Pl=4,Ph=0,F=3n-2Pl-Ph=1,虚约束对机构作用：增加机构的刚度、运动的稳定性和受力的均衡性,24,运动副,低副：,高副：,按接触性质分：,运动副类型,25,运动副的约束及自由度,自由度约束,12,12,21,回转副,移动副,凸轮副齿轮副,26,机构的自由度,机构具有确定运动的条件：,27,计算机构自由度时应注意的问题,复合铰链常出现在下列情况：,1、复合铰链两个以上的构件在同一处以转动副相联。,两个低副,m个构件在同一处铰接,构成m-1个转动副,28,2、局部自由度机构中某一构件的运动不影响输出构件的运动，该构件的运动称为局部自由度。,计算前先将小滚轮焊接在推杆上,处理的方法：,1,2,3,29,3、虚约束：在机构中不产生实际约束效果的重复约束,A,E,F,5,平行四边形机构；,两构件之间组成多个导路平行的移动副,A,B,C,D,D,30,两个构件之间组成多个轴线重合的回转副,机构中对传递运动不起作用的对称部分,计算机构自由度时，应将产生虚约束的构件连同它所带入的运动副一起除去不计,处理的方法：,31,平面机构的运动简图及自由度,码头吊车,32,颚式破碎机,33,抽水机,34,例1：计算铰链五杆机构的自由度,解：活动构件数n=4,低副数Pl=5,高副数Ph=0,35,例2：计算图示圆盘锯机构的自由度。,1,2,3,4,5,6,7,8,A,B,C,D,E,F,解：活动构件数n=7,低副数Pl=6(10),高副数Ph=0,36,例3：计算图示大筛机构的自由度。,n=,7,Pl=,9,Ph=,1,复合铰链,局部自由度,虚约束,37,一、判断题（正确T，错误F）两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。两构件用平面低副联接时相对自由度为1。将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。运动副是两构件之间具有相对运动的联接。对独立运动所加的限制称为约束。虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免出现虚约束在一个确定运动的机构中，计算自由度时主动件只能有一个。,二、单项选择题1.两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。A面B点或线C点或面D面或线2.一般情况下，门与门框之间存在两个铰链，这属于（）。A复合铰链B局部自由度C虚约束D机构自由度3.平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于（）数。A1B从动件C主动件D04.所谓机架是指（）的构件。A相对地面固定B运动规律确定C绝对运动为零D作为描述其他构件运动的参考坐标点5.两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（）。A相对转动或相对移动B都是运动副C相对运动恒定不变D直接接触且保持一定的相对运动,38,三、填空题机构是由若干构件以（运动副）相联接，并具有（确定相对运动）的组合体。2.两构件通过(点）或（线）接触组成的运动副为高副。3.m个构件组成同轴复合铰链时具有（m-1）个回转副。,四、简答题1.何为