《平面机构的运动简》PPT课件.ppt

1、第2章 平面机构的运动简图 及自由度,2.1 机构的组成 2.2 平面机构的运动简图 2.3 平面机构自由度,本章知识导读,1.主要内容 机构的组成及运动特点，平面机构运动简图的绘制以及机构自由度的计算。 2.重点、难点提示 平面机构运动简图的绘制以及机构自由度的计算。,2.1 机构的组成构件与运动副,凸轮机构,连杆机构,齿轮机构,2.1 机构的组成构件与运动副,2.1.1 运动副 1.运动副的概念 两构件之间直接接触并能产生 一定相对运动的连接称为运动副。 两构件只能在同一平面内做 相对运动的运动副称为平面运动副。,(1)低副 两构件形成面与面接触的运动副称为低副，又分转动副和移动副。,图2

2、-1 平面低副,2.平面运动副的分类 按两构件间接触性质不同，平面运动副通常可分为低副和高副。,2.1.1 运动副,(2)高副 两构件以点或线的形式相接触而组成的运动副称为高副。,平面高副,2.1.1 运动副,2.1.2 构件,机构中的构件有三类： 1、机架：固定不动的构件(或固定构件) 2、原动件：按给定的运动规律独立运动的构 3、从动件：机构中其他活动构件。,2.1.2 构件,1.具有转动副元素的杆状构件,杆状构件具有转动副元素的杆状构件,2.1.2 构件,设计时为了保证杆件受力时具有足够的强度和刚度，其截面形状可以设计成不同形式杆状构。,杆状构件截面形状,2.1.2 构件,2.具有移动副

3、元素和转动副元素的构件,单缸内燃机,构件的结构及其表示,2.1.3.构件和运动副的表示方法（表2-1）,转动副的表示,运动副的表示,移动副的表示,具有两个运动副元素的构件,具有三个转动副元素的构件,机架,永久联接与转动副,移动副,移动副,齿轮与轴的固定联接,高副的表示,内啮合,外啮合,直齿圆柱轮机构（外啮合）,内啮合,2.2 平面机构的运动简图,2.2.1 机构运动简图的概念 表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形，称为机构运动简图。,绘制机构运动简图的步骤,(1) 分析机构的组成和运动。 (2) 确定运动副的类型和数量。 (3) 选择投影面。 (4) 测量。 (5) 选择适当的比例。,l

4、=,构件的实际长度,构件的图示长度,m/mm,2.2.1 机构运动简图的概念,例2-1 绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图。,颚式破碎机主体机构,2.2.1 机构运动简图的概念,例2-2 绘制如图2-5所示单缸内燃机的机构运动简图。已知LAB =75mm，LBC=300mm。,单缸内燃机机构运动简图,2.2.1 机构运动简图的概念,例 试绘制内燃机的机构运动简图,图 缝纫机踏板机构,不能产生运动,2.3 平面机构的自由度,自由构件的自由度,1.自由度 运动构件相对于参考系所具有的独立运动的数目，称为构件的自由度。,任一做平面运动的自由构件有三个独立的运动,2.3.1 自由度和约束的概念

5、,2.约束 当两构件组成运动副后，它们之间的某些相对运动受到限制，对于相对运动所加的限制称为约束。运动副的约束数目和约束特点取决于运动副是低副还是高副。,2.3.1 自由度和约束的概念,低副PL : 2 高副PH : 1,2.3.2 自由度的计算和机构具有 确定运动的条件,1.平面机构的自由度F的计算公式为 F=3n-2PL-PH 其中：机构中有PL个低副、PH个高副,.计算实例,n = 3, Pl = 4, Ph = 0,F = 3n - 2Pl - Ph,=33 - 2Pl - Ph,=33 - 24 - 0=1,计算实例,n =5, Pl = 7, Ph = 0,F = 3n 2Pl P

6、h,= 35 27 0,= 1,解：,2.平面机构具有确定运动的条件,分析,不能产生运动,结论,自由度数 F0,机构原动件个数应等于机构的自由度数目。,原动件数自由度数，机构无确定运动,原动件数自由度数，机构在薄弱处损坏,平面机构具有确定运动的条件：,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,一般地，k个构件形成复合铰链应具有（k-1）个转动副，计算自由度时应注意找出复合铰链。,1.复合铰链 两个以上的构件在同一处以同轴线的转动副相连，称为复合铰链。,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,该机构n=7， PL=10， PH=0， 其自由度为 F=3n-2PL-PH =37-210-0=1,

7、如图所示为直线机构，该机构在A、B、D、E四点均为由三个构件组成轴线重合的两个转动副，即复合铰链。,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,2.局部自由度 局部运动并不影响其他构件的运动。这些构件所产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。,在计算机构自由度时，局部自由度应略去不计。,该机构的自由度为 F=3n-2PL -PH =32-22-1=1,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,3.虚约束 机构中与其他约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束，称为虚约束。计算机构自由度时，应除去不计。,两构件组成多个运动副,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,虚约束常出现在下列场合: (

8、1)两构件间形成多个具有相同作用的运动副。,两构件在同一轴线上组成多个转动副。计算机构自由度时应按一个转动副计算。,两构件组成多个运动副,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,两构件组成多个导路平行或重合的移动副。 计算自由度时应只算作一个移动副。,两构件组成多处接触点公法线重合的高副同样应只考虑一处高副，其余为虚约束。,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,(2)两构件上连接点的运动轨迹互相重合。,在计算机车车轮联动机构的自由度时应除去不计， 即 F=3n-2PL-PH=33-24-0=1,机车车轮联动机构中的虚约束,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,(3)机构中传递运动不起独立作用的对称部分。 该机构的自由度为 F=3