烟南院机械设计基础课件03平面机构

§3.1机构的组成一、运动副——两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。●运动副元素——两构件相互接触的点、线、面。运动副分类：平面运动副（摇杆）空间运动副（螺旋运动副）平面运动副：所有构件都只能在相互平行的平面上运动的机构称为平面机构

常见的运动副：1转动副:两构件间只能产生相对转动的运动副。又称回转副或铰链。二、自由度和运动副约束一个作平面运动的自由构件有三个自由度构件的自由度——构件相对于参考系所具有的独立运动参数的数目。约束——运动副对成副的两构件间的相对运动的限制

一个转动副引进两个约束，保留一个自由度2移动副:两构件间只能产生相对移动的运动副。一个移动副引进两个约束，保留一个自由度转动副和移动副都是面接触，统称为低副一个低副引进两个约束，同时保留一个自由度

●齿轮副凸轮副特点：两构件通过点或线接触

螺旋副球面副3.平面高副4.空间运动副

两个以上的构件通过运动副连接而构成的系统称运动链。三、运动链和机构闭链:指运动链的各构件构成首尾封闭的系统。一般机械中都采用此种。开链:指运动链的各构件未构成首尾封闭的系统。机构中构件的分类：

1、机架（描述运动的参考系）2、原动件（输入构件）3、从动件（输出构件）机构:在运动链中将一构件加以固定而成为机架,则此运动链便成为机构§2平面机构运动简图内容：

构件数目运动副数目及类型构件之间的连接关系与运动变换相关的构件尺寸

主动件及运动特征是指抛开与机构运动无关的构件的复杂外形和运动副的具体构造，用规定的线条和符号代表构件和运动副，能表达个构件的相对运动情况的简图

一、机构运动简图

1、构件：用线段和小方块表示，画有斜线

表示机架。一、运动副和构件的表示方法2.转动副：3.移动副4.平面高副122122齿轮副凸轮副螺旋副球面副机构运动简图表1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；2）确定所有运动副的类型和数目；3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；4）确定比例尺；5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）三、绘制机构运动简图的步骤●A1234BCD例1颚式破碎机例2活塞泵运动副？第三节平面机构的自由度●一.机构具有确定运动的条件只有当机构的原动件数目等于机构自由度时，机构才具有确定运动。铰链五杆机构：原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）

构件间没有相对运动机构→刚性桁架（多一个约束）超静定桁架F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。F>0原动件数=F，运动确定原动件数<F，运动不确定原动件数>F，机构破坏有一个机架自由度大于零（F>0）原动件数=自由度数第三节平面机构的自由度机构的自由度F=3

活动构件数-2低副数-1高副数●计算公式F＝3n

2PL

PH2.机构自由度的计算公式F＝3n

2PL

PH

＝3

2

340＝

1F＝3n

2PL

PH

＝3

2

450＝

2F＝3n

2PL

PH

＝3

2

221＝

1例F=3n-2PL-PH=3

2-2

3-0=0F=3n-2PL-PH=3

3-2

5-0=-1●三个构件通过三个转动副相连,相当于一个构件。3.注意事项复合铰链

m个构件(m3)在同一处构成共轴线的转动副412356F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－

560＝

3F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－

570＝

1m-1个低副复

—计算在内5231）要正确计算运动副数目F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－760＝

9F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－7100＝

1?复复复复例3圆盘锯机构F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－123F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－231＝-1两构件间构成多个运动副3.注意事项（续）错221＝1对移动副导路平行转动副轴线重合平面高副接触点共法线“转动副”“移动副”F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－331＝

23.注意事项（续）机构中某些构件所具有的局部运动，并不影响机构运动的自由度。局部自由度

—排除F＝3n－2PL－PH-F

＝3

－2

－-331＝

11这时

F＝3n－2PL－PH-F

式中F

为局部自由度数目

412351234F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－340＝

1F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－

460＝

0？对虚约束不产生实际约束效果的重复约束—排除3.注意事项（续）应用实例F＝3n－2PL－PH+P

＝3

－2

－+460＝

111.轨迹重合转动副联接的两构件上联接点的轨迹重合1234BOAF＝3n－2PL－PH+P

＝3

－2

－+341＝

11F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－341＝

0错对虚约束常发生在下列情况n＝4，PL＝4，PH＝0，P

＝1F＝141235用一个构件两个运动副去联接则构成虚约束2.两构件上某两点间的距离在运动过程中始终不变虚F＝3n－2PL－PH+P

＝3

－2

－+460＝

113.对传递运动不起独立作用的重复部分1232虚F＝3n－2PL－PH+P

＝3

－2

－+444＝

11P

＝2P

l+P

h－3n

＝2

+－

2432＝

2F＝3n－2PL－PH+P

＝3

－2

－+556＝

12虚平面机构自由度计算公式F＝3n-2PL-PH+P

-F

F

局部自由度数PH

高副数n

活动构件数P

虚约束数PL

低副数F

局部自由度数F＝3n－2PL－PH+

P

-F

＝3

－2

－+-791＝

1局复局F＝3n－2PL－PH+P

-F

＝3

－2

－+-8101＝

2例4例5412356781234567901801F＝3n－2P