机械设计基础 课件 第2章平面机构运动简图及其自由度

02平面机构运动简图及其自由度章节内容平面机构的自由度32平面机构运动简图平面机构的组成12第2章平面机构运动简图及其自由度学习目标知识目标1.解释机构的组成；2.推导并牢记平面机构自由度计算公式；3.判断并处理计算机构自由度时遇到的注意事项；能力目标1.能够构思并画出机构运动简图并计算其机构自由度；2.能够判定机构运动方案是否合理。情感价值目标1.案例激发兴趣，简图培养表达复杂机构模型的工程意识；2.自由度分析获得设计可动且有确定运动机构的成就感。目标2.1平面机构的组成2.1.1构件独立运动的单元体。由单个或多个零件刚性构成。机构的组成（3种构件）组成：概念：机架

支撑活动构件的构件。

具有唯一性，是研究所有活动构件

的绝对坐标。主动件

驱动力所作用的构件。

从动件

除原动件以外的所有活动构件。2.1平面机构的组成2.1.2构件的自由度和约束构件所具有的独立运动的数目。对独立运动的限制。约束：自由度：构件的约束数=构件失去的自由度数AxyoyAxASAxyoyAxAS2.1平面机构的组成2.1.3运动副及其分类运动副：两个构件直接接触，并能产生一定相对运动的连接。分类：低副（面接触）和高副（点、线接触）。转动副移动副nn1212xyoyxo12齿轮副凸轮副21nn2.1平面机构的组成2.1.3运动副及其分类运动副：两个构件直接接触，并能产生一定相对运动的连接。分类：低副（面接触）和高副（点、线接触）。转动副移动副齿轮副凸轮副低副：2个约束，1个自由度高副：1个约束，2个自由度2.2平面机构运动简图2.2.1机构运动简图抛开构件的复杂外形，用简单线条和规定符号表示构件和运动副，并按一定比例表示各构件间相对运动关系的简单图形。概念：2.2平面机构运动简图运动副的表示方法齿轮副1212凸轮副1212移动副212121转动副121221高副低副2.2平面机构运动简图构件的表示方法同一构件固定构件

单一构件两副构件三副构件2.2平面机构运动简图2.2.2机构运动简图的画法步骤：分析主、从动件和机架，按运动传递顺序，确定构件数和运动副类型及数目。CABD选合适视图平面，选定机器瞬时工作位置。213选定比例尺，用规定符号和线条按运动传递顺序依次画出构件和运动副，标出主动件。2.3平面机构的自由度2.3.1平面机构自由度计算公式机构相对于机架具有的独立运动的数目。

N

个构件，活动构件数n=N-1，总自由度为：3n

PL个低副，失去自由度为：2PL

PH个高副，失去自由度为：PH平面机构自由度计算公式：F=3n-2PL-PH机构的自由度：机构2.3平面机构的自由度【例1】计算下图鄂式矿石破碎机的自由度。n=3PL=4PH=04312F=3×3－2×4－0=1解：CABD2.3平面机构的自由度【例2】计算以下两图机构的自由度。F=3×2－2×3－0=04312DCABECAB312F=3×3－2×5－0=-1F≤0机构不能运动刚性桁架超静定结构F>0机构可动2.3平面机构的自由度机构具有确定运动的条件1个原动件运动确定2个原动件运动不确定DCABF=原动件数，机构有确定运动F=12.3平面机构的自由度2.3.2计算机构自由度时应注意的问题1.复合铰链三个或三个以上构件在同一处以转动副相连接。A向若有m个构件在同一点铰接，则低副数为(m－1)。PL=22132312.3平面机构的自由度2.3.2计算机构自由度时应注意的问题2.局部自由度与整个机构运动无关的自由度。w1243

n=2PL=2PH=1F=3×2－2×2－1=1w123措施：滚子与从动件看作焊到一起。2.3平面机构的自由度2.3.2计算机构自由度时应注意的问题3.虚约束对机构运动不起作用的约束。n=3PL=4PH=0F=3×3－2×4－0=14231CDBAF5E措施：遇到，去掉。2.3平面机构的自由度2.3.2计算机构自由度时应注意的问题3.虚约束组成移动副，且导路平行组成转动副，且轴线重合组成高副，且公法线重合虚约束在哪里？2.3平面机构的自由度2.3.2计算机构自由度时应注意的问题3.虚约束轨迹重合对称结构虚约束在哪里？2.3平面机构的自由度【例4】计算机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度和虚约束请标出。AEFBDCGHI,JKL154326789局复虚n=8PL=11PH=1F=1解：2.3平面机构的自由度【例5】试绘出简易冲压机机构运动简图；分析其运动是否确定。

若不确定，提出修改方案。n=3PL=4PH=1解：机架冲头杠杆带轮凸轮A1234DCEBAF=0，不能