平面机构的自由度和速度分析.pdf

第一章 平面机构的自由度和速度分析 （一）教学要求 1、熟练掌握运动副、约束和自由度等基本概念； 2、熟练掌握机构运动简图绘制的方法，能够用运动简图表达自己的设计构思； 3、熟练掌握平面机构自由度的计算方法，能够准确判别机构中存在的复合铰链、局部 自由度和虚约束； 4、理解瞬心概念，能正确判断速度瞬心，三心定理。 （二）教学的重点与难点 1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图 2 、自由度计算，复合铰链、局部自由度、虚约束 3、能用瞬心法对简单平面机构进行速度分析。 （三）教学内容 §1-1 运动副及其分类 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，如图 1-1。 机构中各个构件之间必须有确定的相对运动，因此，构件的连接既要使两个构件直接接 触，又能产生一定的相对运动，这种直接接触的活动连接称为运动副。两构件上直接参与接 触而构成运动副的部分——点、线或面称为运动副元素。 两个构件通过运动副联接以后，相对运动受到限制。运动副对成副的两个构件间的相对 运动所加的限制称为约束。引入一个约束条件将减少一个自由度。 1、低副 两构件通过面接触组成的运动副称为低副。低副有转动副和移动副两种。 1）转动副：两构件只能作相对转动，如图 1-2。 2）移动副：两构件只能作相对移动，如图 1-3。 y y y ¦ Α x y o x x x 图1-1 平面运动构件的自由度 图1-2 转动副 图1-3 移动副 一个低副引入两个约束，保留一个自由度。 2、 高副 x x y y x 图1-4 平面高副举例 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。如图 1-4。 一个高副引入一个约束，保留二个自由度。 §1-2 平面机构运动简图 为了便于研究机构的组成原理和运动，可以不考虑构件、运动副的外形和具体构造，只 用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副，并按比例确定各运动副位置，表示机构的组 成和传动情况。称为机构运动简图。 1、运动副的表示 1）转动副： 2 2 2 2 2 1 1 1 1 (a) (b)