第三章机构运动简图及平面机构自由度要点分析.ppt

第三章 机构运动简图及平面机构自由度 §3-1 机构的组成 §3-2 机构运动简图 §3-3 平面机构的自由度 §3-1 机构的组成 作平面运动的自由式构件(如图所示)则只有三个自由度，这三个自由度可以用三个独立的参数x、y和角度θ表示。 定义：运动副是使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接。是由两构件组成的可动联接。运动副是约束运动的，构件组成运动副后，其独立运动受到约束，自由度便随之减少。 分析：1、构成机构的两个基本要素是构件和运动副。 2、运动副的基本特征是： ①具有一定的接触形式，并把两构件上直接参与接触而构成运动副的部分称为运动副元素； ②能产生一定形式的相对运动。 分类（3种）：1、按运动副元素接触形式可将运动副分为低副和高副。 2、运动副按其所能产生相对运动形式分为转动副、移动副、螺旋副和球面副等。 3、如果构成运动副的两构件间相对运动是平面运动，则称为平面运动副；如果构成运动副的两构件间相对运动是空间运动，则称为空间运动副。 （一）低副——两运动副元素通过面接触所构成的运动副。 转动副和移动副都属于低副。 ⑴转动副——两构件间只能作相对转动的低副称为转动副或铰链。转动副及其简图符号表示如下图所示。如果转动副中的一个构件为固定构件，则该转动副又称为固定铰链，否则称为活动铰链。 （2）移动副——两构件间只能作相对移动的低副称为移动副，移动副及其简图符号表示如下图所示。 （二） 高副——两运动副元素通过点或线接触所构成的运动副。如图所示。用简图表示高副时，应将两构件接触处的几何形状绘出。对于齿轮与齿轮啮合及齿轮与齿条啮合的高副，可按规定的简图表示。 §3-2 平面机构运动简图 1. 机构运动简图——根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，再用规定的运动副代表符号和简单的线条或几何图形表示机构各构件间相对运动关系的一种简化图形。 各运动副间的相对位置尺寸称为运动特征尺寸。 在绘制机构运动简图时，运动特征尺寸应准确地表示出来。 2. 绘制机构运动简图的目的： 机构运动简图与真实机构具有完全相同的运动特性，主要用于简明地表达机构的组成情况和运动情况，进行运动分析，作为运动设计的目标和构造设计的依据。 3. 机构运动简图中运动副的表示方法 机构运动简图中运动副(转动副、移动副)的表示方法如前面所述。 需要注意的是：移动副的导路必须与相对移动方向一致。表示机架的构件需画上阴影线（见书中表3-3 ）。 4.机构运动简图中构件的表示方法 机构中构件的相对运动是由运动副的类型及同一构件上各运动副的相对位置决定的。 5. 绘制机构运动简图的方法及步骤 ⑴通过观察和分析机构的结构组成和运动传递情况，首先认清机构的机架、原动件，按传动路线逐个分清各从动件，并依次标上数字编号；然后循着传动路线仔细分析各构件之间的相对运动性质，各构件间形成的运动副类别和数目，并对各运动副标上字母：A，B，C，…；并测出每个构件上各运动副之间的运动特性尺寸。 ⑵恰当地选择投影面。选择时应以能简单、清楚地把机构的运动情况表示出来为原则。一般选取与构件运动平面相平行的平面作为投影面。 ⑶把原动件固定在某一位置，选取适当的比例尺。根据各构件的运动特征尺寸，定出各运动副的相互位置：转动副中心位置、移动副导路方位。 ⑷用规定的符号画出运动副，并用简单的线条或几何图形联接起来，标出构件号数字及运动副的代号字母，以及原动件的转向箭头，并且注明绘图时的尺寸比例尺或在图纸上列表说明各构件的运动特征尺寸，即得机构运动简图。 例1-1 绘制如图 (a)所示的颚式破碎机主体机构的运动简图。 解： (1)分析机构的组成及运动情况 (2)确定运动副的类型及数量 (3)选定投影面和比例尺，定出各运动副的相对位置，绘制出机构运动简图如图 (b)所示。 §3-3 平面机构的自由度 一、平面机构自由度计算公式 机构的自由度——指机构所具有的独立运动数目。 1、作平面运动的自由构件有三个自由度。当两构件组成运动副后，它们的相对运动就受到限制（约束），自由度随之减少。 2、运动副的作用是约束构件间的某些运动，而保留另外一些运动。一个运动副至少引入一个约束，也至少保留一个自由度。 3、不同类型的运动副引入的约束不同，保留的自由度也不同。 （1）平面运动的一个转动副或一个移动副引入两个约束，保留一个自由度。 （2）一个平面高副引入一个约束，保留两个自由度。 综上所述，平面机构中，每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。 (一) 平面机构自由度计