机械设计基础课件-2-2运动副、平面机构运动简图及自由度教案.ppt

洛阳高专用 平面机构的自由度 工训1401：朱慧 * 洛阳高专用 a.低副：两构件间通过面接触形成的运动副。 低副分为转动副和移动副。 b.高副：两构件通过点或线接触形成的运动副。 1.运动副 定义：把两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。运动副分为低副和高副。 在机构中，应用最多的市平面运动副，它只有转动副、移动副和平面高副三种形式。 * 洛阳高专用 常用运动副的符号 运动副 名称 运动副符号 两运动构件构成的运动副 转动副 移动副 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 两构件之一为固定时的运动副 1 2 2 1 2 1 平面运动副 * 洛阳高专用 链传动 凸轮传动 平面高副 * 洛阳高专用 机构运动简图应满足的条件： 1.构件数目与实际相同 2.运动副的性质、数目与实际相符 3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构 成比例。 * 洛阳高专用 定义：是机构相对于机架所具有的独立运动的数目。 原动件－能独立运动的构件。 ∵通常一个原动件具有一个独立运动 ∴机构具有确定运动的条件为： A、机构自由度必须大于零； B、机构自由度＝原动件数。 三、 平面机构的自由度 * 洛阳高专用 1、 平面机构自由度的计算公式 作平面运动的刚体在空间的位置需要三个独立的参数才能唯一确定。 y x θ (x , y) F = 3 单个自由构件的自由度为： 3 * 洛阳高专用 自由构 件的自 由度数 运动副 自由度数 约束数 回转副 1（θ） + 2（x，y） = 3 y x 1 2 S y x 1 2 x y 1 2 R=2, F=1 R=2, F=1 R=1, F=2 结论：构件自由度＝3－约束数 移动副 1（x） + 2（y，θ）= 3 高 副 2（x,θ） + 1（y） = 3 θ 经运动副相联后，构件自由度会有变化： ＝自由构件的自由度数－约束数 * 洛阳高专用 活动构件数 n 计算公式： F=3n－(2PL +Ph ) 要求：记住上述公式，并能熟练应用。 构件总自由度 低副约束数 高副约束数 3×n 2 × PL 1 × Ph ①计算曲柄滑块机构的自由度 解：活动构件数n= 3 低副数PL= 4 F=3n － 2PL － PH =3×3 － 2×4 =1 高副数PH= 0 S3 1 2 3 推广到一般： * 洛阳高专用 ②计算五杆铰链机构的自由度 解：活动构件数n= 4 低副数PL= 5 F=3n － 2PL － PH =3×4 － 2×5 =2 高副数PH= 0 1 2 3 4 θ1 * 洛阳高专用 ③计算图示凸轮机构的自由度 解：活动构件数n= 2 低副数PL= 2 F=3n － 2PL － PH =3×2 －2×2－1 =1 高副数PH= 1 1 2 3 * 洛阳高专用 2、计算平面机构自由度的注意事项 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F ④计算图示圆盘锯机构的自由度 解：活动构件数n= 7 低副数PL= 6 F=3n － 2PL － PH 高副数PH=0 =3×7 －2×6 －0 =9 计算结果肯定不对！ * 洛阳高专用 1.复合铰链 －－两个以上的构件在同一处以转动副相联。 计算：m个构件, 有m－1转动副。 两个低副 * 洛阳高专用 上例：在B、C、D、E四处应各有 2 个运动副。 ④计算图示圆盘锯机构的自由度。 解：活动构件数n=7 低副数PL= 10 F=3n － 2PL － PH =3×7 －2×10－0 =1 可以证明：F点的轨迹为一直线。 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F 圆盘锯机构 * 洛阳高专用 ⑥计算图示两种凸轮机构的自由度。 解：n= 3， PL= 3， F=3n － 2PL － PH =3×3 －2×3 －1 =2 PH=1 对于右边的机构，有： F=3×2 －2×2 －1=1 事实上，两个机构的运动相同，且F=1 1 2 3 1 2 3 * 洛阳高专用 2.局部自由度 F=3n － 2PL － PH －FP =3×3 －2×3 －1 －1 =1 本例中局部自由度 F