武工程机械设计基础课件第1章 平面机构的自由度和速度分析

主要内容1.1运动副及其分类1.2平面机构运动简图1.3平面机构的自由度1.4平面四杆机构的设计平面机构的自由度和速度分析机械设计基础1.1运动副及其分类机械设计基础Oyx自由度:相对于参考系构件所具有的独立运动运动副:使构件直接接触并能产生一定相对运动的联接运动副的分类运动副：可根据两构件之间接触方式分为低副和高副两种。低副：两构件通过面接触组成的运动副。平面机构中的低副有转动副和移动副机械设计基础高副：两构件通过点和线接触组成的运动副。机械设计基础空间运动副机械设计基础其他运动副的简图机械设计基础球面副

(S)圆柱副

(C)球销副

(S)1.2平面机构运动简图机械设计基础一、运动副的表示方法:(1)a、b、c是两个构件组成转动副的表示方法。用圆圈表示转动副．其圆心代表相对转动轴线,图中画阴影线的构件表示机架。(2)d、e、f是两构件组成移动副的表示方法，移动副的导路必须与相对移动方向一致。图中画阴影线的构件表示机架。(3)两构件组成高副时，在简图中应当画出两构件接触处的曲线轮廓．例：内燃机二、构件表示方法

(1)固定构件(机架)是用来支承活动构件(运动构件)的构件”

(2)原动件(主动件)是运动规律己知的活动构件，

(3)从动件是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件,其中：输出预期运动的从动件称为输出构件，其他从功件则起传递运动的作用。机械设计基础1.3平面机构自由度的计算机械设计基础一.平面机构自由度计算公式机构总自由度数：F=3n-2PL-PH例1：额式破碎机有三个活动构件，n＝3;包含四个转动副,PL＝4,没有高副，PH

＝o：机构自由度：F＝3n一2PL—PH＝3X3—2×4＝1例2活塞泵活塞泵有四个活动构件，4个转动副和一个移动副，PL

＝5,一个高副．PH＝1；则总自由度数：F＝3×4—2×5一1＝1

机构的自由度与原动件〔曲柄)数相等。二、具有确定运动的条件机械设计基础机构具有确定运动的条件是：F＞o。且F等于原动件数三、自由度计算的注意事项1、复合铰链：两个以上的构件在同一处用转动副联接A、B、C、D为三个构件汇交的符合铰链，各有两个转动副，E、F各有一个转动副故：圆盘锯的总自由度是：F＝3×7－2×10＝1机械设计基础2、局部自由度局部自由度：机构中与输出构件运动无关的自由度机械设计基础3、虚约束：重复而对机构运动不起限制作用的约束(1)两个构件之间组成多个导路平行的移动副时，只有一个移动副起作用；(2)两个构件之间组成多个轴线重台的转动副时，只有一个转动副用；(3)机构中传递运动不起独立作用的对称部分。机械设计基础虚约束构件的自由度的计算实例图中：n＝7，PL

＝9（7个转动副和两个移动副），PH

＝1，故机构的总自由度为：F＝3n－2PL

－PH

＝3×7－2×9－1＝机械设计基础1-4速度瞬心及其在机构速度分析上的应用一.速度瞬心及其求法速度瞬心(瞬时回转中心,瞬心,同速点)相对速度瞬心,绝对速度瞬心瞬心数N=K(K-1)/2机械设计基础速度瞬心的基本特征(1)在因1—18中，构件1和构件2的瞬心P12

：；(2)当两构件组成转动副时，转动副的中心便是它们的瞬心；(3)当两构件组成移动副时、所以其瞬心位于导路垂线的无穷远处(4)当两构件组成纯滚动高副时，接触点就是其瞬心，(3)当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其瞬心应位于过接触点的公法线上

(4)不直接接触的各个构件，其瞬心可用三心定理定理是：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心．这三个瞬心位于同—条直线上机械设计基础速度瞬心的求解实例1机械设计基础图1-21：P12,P13,P14为绝对瞬心；P23,P34,P24-为相对瞬心。速度瞬心的求解实例2机械设计基础1．铰链四杆机构Vp24=ω

4Lp24p14=ω

2Lp24p12ω

2/ω

4=Lp24p14/Lp24p12两构件的角速度与其绝对瞬心至相对瞬心的距离成反比、2．齿轮或摆动从动件凸轮机构Vp12=ω

1

Lp12p13=ω

2

Lp12p23

组成高副的两构件，其角速度连心线被接触点公法线所分割的两线段长度成反比。速度瞬心的求解实例3机械设计基础Lp13p12=V2