教学课件PPT平面机构的自由度.ppt

第一章 平面机构的自由度 平面机构出现虚约束的几种情况： 1、两构件构成多个移动副，其导路互相平行，只有其中一个移动副起独立的约束作用，其它为虚约束。 机械工程学院 School of Mechanical Engineering 机械工程学院 School of Mechanical Engineering §1-1 运动副及其分类 §1-2 平面机构的运动简图设计 §1-3 平面机构具有确定运动的条件 §1-1 运动副及其分类 一、概念 运动副：机构中两构件直接接触的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动） 运动副元素：是两构件参与接触而构成运动副的表面。 二、运动副的分类 1、 低副 ? 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 根据两构件间的相对运动形式，低副又可分为转动副和移动副。 转动副? （或铰链） ??? 两构件只能在一个平面内作相对转动 移动副 ??? 两构件只能沿某一方向线作相对移动的运动副称为移动副。?????? 2、高副 ?? 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 若干构件通过运动副联接而成的可动系统称运动链 若将运动链中的一个构件相对固定，运动链则成为机构。 机构中构件的分类： 1、机架（描述运动的参考系） 2、原动件（运动规律已知的构件） 3、从动件 三、运动链 §1-2 平面机构的运动简图设计 不严格按比例绘出的，只表示机械结构状况的 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， 在对现有机械进行分析或设计新机器时，都需要绘出其机构 运动简图。 一、机构运动简图 机构运动简图 采用运动副及常用机构运动简图符号和构件的 表示方法，将机构运动传递情况表示出来的简化图形。 机构示意图 作用： 1.表示机构的结构和运动情况 2.作为运动分析和动力分析的依据 二、运动副符号 转动副 移动副 矩形框的长边和直线表示移动导路或其中心线的位置。 齿轮副 凸轮副 1 2 2 1 2 2 螺旋副 球面副 三、构件表示方法 不管构件形状如何，简单线条表示，带短剖面线表示机架。 固定构件 同一构件 两运动副构件 三运动副构件 带运动副元素的构件 四、机构运动简图的绘制 （2）选定视图平面； （3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画出各运 动副和机构的符号，最后用简单线条连接，即得机构运动简图。 绘制方法及步骤： （1）搞清机械的构造及运动情况，沿着运动传递路线，查明 组成机构的构件数目、运动副的类别及其位置； ▲ 注意以下简图的区别： 例题：绘制图示颚式破碎机的机构运动简图 分析：该机构有6个构件和7个转动副。 1 2 3 4 5 6 练习：绘制图示内燃机的机构运动简图 小结： 1.分析机构的组成及运动情况: 确定机构中的机架、原动部分、传动部分和执行部分，以确定构件的数目。循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，确定运动副的类型和数目; 2.恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件的运动平面相平行的平面作为投影面。 3.选择适当的比例尺绘图: 定出各运动副之间的相对位置，用规定的简单线条和各种运动副符号, 将机构运动简图画出来。 4.标注：用字母给运动副标号，用数字给构件标号，同一构件用焊接符号固联，原动件用箭头表示，机架加阴影线。 §1-3 平面机构具有确定运动的条件 一、机构的自由度 构件的自由度：构件可能具有的独立运动数目 o y z 在三维空间内，自由运动的物体具有六个独立运动。 做平面运动的物体，则只有三个独立运动。 o z x y 机构相对于固定构件（机架）所具有的独立运动数目，称为机构的自由度。 二、平面机构自由度的计算 如前述已知，平面内自由运动的构件具有三个自由度。如果一个机构有N个构件构成，其中必定有一个机架，那么该机构活动构件的数目有n=N-1个。这些活动构件未连接前，总的自由度数为3n；当用运动副将这些活动构件与机架连接后，各活动构件的自由度受到约束。因此，活动构件总自由度数与运动副引入约束之差，就是机构自由度数F。 一个低副（PL）限制二个自由度 一个高副（PH）限制一个自由度 F=3n-2PL-PH OR F=3n-(2PL+PH) 平面机构自由度计算公式： F = 3×3