山东建筑大学 机械设计课程平面机构(热动专业)

1、平面机构的自由度,总目录,音乐欣赏,上一页,平面机构：所有构件在同一平面或相互平行平面内运动的机构。,1.构件：机器中每一个独立的运动单元。,构件的自由度：构件的自由运动数。,原动件:运动规律已知的活动构件。,1.平面机构的组成,固定件(机架):支撑活动构件的构件。,从动件:随原动件运动的其余活动构件。,上一页,2.运动副：,转动副,移动副,凸轮副,两构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接。,1.平面机构的组成,单击,单击,1.平面机构的组成,上一页,球面副,螺旋副,齿轮副,凸轮副,单击,1.平面机构的组成,上一页,3、机构组成：,2.平面机构运动简图,上一页,平面机构运动简图：用简单的线条

2、和符号来表示构件和运动副，并按比例定出各运动副的位置。这种表示各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。,构件表示方法,原动件：,固定件：,构件刚化：,上一页,2.平面机构运动简图,运动副表示方法,转动副,移动副,高副,运动副和构件表示方法,上一页,2.平面机构运动简图,单击,上一页,2.平面机构运动简图,运动简图的绘制步骤：,1.分析机构运动，弄清构件数目；,牛头刨床,牛头刨床主运动机构,4.标注：构件编号、运动副字母、原动件箭头。,表达运动副和构件；三选：选视图、选比例、选位置,2.判定运动副的类型和数目；按接触情况和相对运动,单击,上一页,2.平面机构运动简图,牛头刨床结构示意图,

3、牛头刨床运动简图,例题,上一页,2.平面机构运动简图,平面机构运动简图绘制时注意问题：,1、忽略构件具体外形、结构，关注运动副关系；2、视图平面一般选择为构件的运动平面；3、同一构件上的不同零件尽可能用同一数码标注。4、运动简图并不唯一，构件间相对运动不变即可。,练习:P262-1,1.机构的自由度计算公式：设机构有N个构件，N-1=n个活动构件，用PL个低副，PH个高副联接后，机构有3n个自由度，受到（2PL+PH）个约束，则：机构自由度：,3.平面机构的自由度,2.机构具有确定运动的条件：,牛头刨床的原动件为电动机,单击,上一页,机构的自由度机构具有确定运动时外界输入的独立运动数目。,机构

4、自由度数原动件的数目时，机构才能有确定的运动。,例2-2铰链四杆机构：n，L，H（应有一个原动件，构件1为原动件，机构有确立的运动。）,例2-三杆机构：n，L，H（机构不能运动）,铰链四杆机构,三杆机构,上一页,3.平面机构的自由度,例2-铰链五杆机构：n，L，H（构件为原动件，处于AB位置时，构件2、3、4可处于BCDE或BCDE，位置不确定。当取构件1、4为原动件时，机构各构件的运动确定。）,铰链五杆机构,上一页,3.平面机构的自由度,上一页,3.平面机构的自由度,例2-5分析牛头刨床机构：n6，L8，H1681,单击,牛头刨床的原动件为电动机,（因原动件数为1，等于自由度数，故机构具有确

5、定的相对运动。）,单击,1）复合铰链三个或三个以上的构件重合在一起所形成的转动副。个构件，构成个转动副。,复合铰链,锯床进给机构,单击,上一页,3.平面机构的自由度,3.计算自由度的注意问题：,单击,例2-6计算图示锯床进给机构的自由度。解：此机构A、C、D四处均由三个构件组成复合铰链，则：n，L=10，PH=0。由2-1式：,锯床进给机构,上一页,3.平面机构的自由度,单击,）局部自由度对整个机构运动无关的自由度。,凸轮机构,左图：,右图：,单击,上一页,3.平面机构的自由度,）虚约束重复限制机构运动的约束。,轨迹重合：联结构件上点的轨迹和机构上联结点的轨迹重合。,平行四边形机构,上一页,3

6、.平面机构的自由度,单击,单击,应注意的问题,平行四边形机构,平面机构的自由度,上一页,）虚约束,移动副导路平行移动副其导路相互平行时，只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束。如图所示机构D、D之一为虚约束。这时：,上一页,3.平面机构的自由度,）虚约束,转动副轴线重合两构件构成多个转动副其轴线相互重合时，只有一个转动副起约束作用，如图曲轴的两转动副A、B之一为虚约束，去掉一个后：,单击,上一页,3.平面机构的自由度,）虚约束,对运动不起独立作用的对称部分,行星轮系中的行星轮2、2为虚约束，去掉后：,行星轮系,上一页,3.平面机构的自由度,单击,例2-7计算大筛机构的自由度,并判断机构运动是否确定。,解：由左图可知滚子F具有局部自由度，处为复合铰链，、G之一为虚约束。按右图分析。,上一页,3.平面机构的自由度,则：F=37-29-1=2,因原动件数，所以该机构运动是确定的。