机械设计基础课件第一章 平面机构及其自由度.ppt

第一章 平面机构及其自由度 第一节 平面机构的组成 第二节 平面机构运动简图 第三节 平面机构的自由度 第一节 平面机构的组成 一、运动副及其分类 1、运动副 使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接。 2、分类 A、低副：凡为面接触的运动副。包括回转副和移动副。 第一节 平面机构的组成 回转副——两构件只作相 对转动——铰链（分为固 定铰链和活动铰链） 移动副——只能沿某一方 向相对移动 第一节 平面机构的组成 B、高副：凡点接触或线接触的运动副。 第一节 平面机构的组成 C、两种空间运动副：球面副和螺旋副 第二节 平面机构运动简图 一、机构运动简图 机构运动简图是用简单的线条和符号表示构件和运动副，并按一定比例定出各运动副的位置的简单图形。 二、目的 研究和设计机构或对机器作运动分析。 第二节 平面机构运动简图 三、常用符号 第二节 平面机构运动简图 四、画法说明 1、选择合适的比例 m/mm 2、选择视图平面——运动平面 3、运动情况 搞清传动路线，构件的组成及运动副是关键。 第二节 平面机构运动简图 第二节 平面机构运动简图 第三节 平面机构的自由度 一、平面运动构件的自由度 对于一个作平面运动的 独立构件，具有三个独立的 运动。即x方向、y方向的平 动和转动。 第三节 平面机构的自由度 二、运动副的约束 机构中构件被联接起来组成运动副后，其相互间有接触，独立运动受到限制，把对独立运动的限制称为约束。 平面低副引入两个约束，具有一个自由度。 平面高副引入一个约束，具有两个自由度。 第三节 平面机构的自由度 三、平面机构自由度的计算 设某一平面机构由N个构件组成，PL个低副和PH个高副。这N个构件中有一个构件充当机架（此构件被看作是固定不动的），其余活动构件数为n=N-1，这n个活动构件在未同运动副联接前共具有3n个自由度，在PL个低副和PH个高副联接成机构后，便受到2PL+PH个约束。 第三节 平面机构的自由度 活动构件相对机架的自由度数，既为机构的自由度数，应为活动构件自由度总数与运动副引入约束总数之差。 即： F=3n-2PL-PH 第三节 平面机构的自由度 机构的自由度也就是机构所具有独立运动的数目，通常机构中的每个原动件具有一个独立运动，因此，机构的自由度也就是机构应当具有原动件的数目。 机构能运动的条件 F0； 机构具有确定运动的条件: 主动件数=F 第三节 平面机构的自由度 例1-3 计算图1-8b所示机构的自由度。 解 在机构中，活动构件数n=3；低副数 PL=4；高副数PH=0。 由公式：F=3n-2PL-PH =3×3-2×4=1 该机构只有一个原动件同自由度数目相同。 第三节 平面机构的自由度 例1-4计算图1-9所示机构的自由度。 解 在机构中，活动构件数n=4；低副数PL=5；高副数PH=1。 由公式： F=3n-2PL-PH =3×4-2×5-1 =1 第三节 平面机构的自由度 第三节 平面机构的自由度 四、计算自由度应注意的问题 1、复合铰链 两个以上的构件在一处用 转动副联接即构成复合铰链。 由m个构件汇成的复合铰链 应包含m-1个转动副。 第三节 平面机构的自由度 例 1-5计算图1-14所示机构的自由度。 解 在机构中，活动构件数n=7；低副数PL=10；高副数PH=0。 由公式： F=3n-2PL-PH =3×7-2×10-0 =1 第三节 平面机构的自由度 2、局部自由度 如图1-15a所示凸轮机构，为了减少触 处的磨损，在凸轮和从动件（顶杆）间装 了圆柱形滚子，显然滚子绕自身轴线的自 由转动不会影响其它构件的运动。这种同 整个机构运动无关的自由度称为局部自由 度。 第三节 平面机构的自由度 3、虚约束 机构中，重复而对机构运动不起限制作用 的约束称为虚约束。在计算自由度时应除去不 计。 虚约束常出现在下列场合： 1