机构运动简图及平面机构自由度.课件.ppt

1、u什么是平面机构什么是平面机构？u怎样表示平面机构才便于分析问题怎样表示平面机构才便于分析问题？u如何才能知道机构是否合理如何才能知道机构是否合理？机构运动简图及平面机构运动简图CABD要点2.1 平面机构的组成平面机构的组成机构中两构件直接接触的可动连接机构中两构件直接接触的可动连接平面运动副平面运动副组成运动副的两构件只能作平面运动的运动副组成运动副的两构件只能作平面运动的运动副运动副运动副构件之间用运动副连接所形成的系统构件之间用运动副连接所形成的系统运动链运动链 . 组成机构的各构件都在同一平面或组成机构的各构件都在同一平面或相互平行的平面内相对运动叫相互平行的平面内相对运动叫平面机构

2、平面机构机构机构具有机架的运动链称为具有机架的运动链称为机构机构。1234机架原动件从动件用来支承活动件，在机构用来支承活动件，在机构中相对固定不动的构件，中相对固定不动的构件，通常作为参考坐标系通常作为参考坐标系即运动规律已知的活动构件，它的即运动规律已知的活动构件，它的运动规律由外界给定，一般与机架运动规律由外界给定，一般与机架相连。用箭头标注。相连。用箭头标注。从动件从动件机构中随原动件运动而运动的其余构件机构中随原动件运动而运动的其余构件固定件（机架）固定件（机架）原动件原动件平面运动副的分类及其表示方法平面运动副的分类及其表示方法低副低副（面接触）高副高副（点或线接触）12移动副移动

3、副12121221齿轮副齿轮副21凸轮副凸轮副1221nn转动副转动副12 _关于平面机构运动简图关于平面机构运动简图_ 运动副及构件的表示方法运动副及构件的表示方法_ 机构运动简图的绘制机构运动简图的绘制BACABC2-2 平面机构的运动简图什么是机构运动简图什么是机构运动简图：忽略那些与机构运动无关的因素忽略那些与机构运动无关的因素，仅，仅用用规定的符号和简单的线条来表示构件和运动副规定的符号和简单的线条来表示构件和运动副，并按一定，并按一定比比例例绘出的反映机构中各构件相对运动关系的简单图形。绘出的反映机构中各构件相对运动关系的简单图形。原则原则：简单、规范、准确地反映运动。简单、规范、

4、准确地反映运动。 与运动无关的因素与运动无关的因素：诸如构件的外形、截诸如构件的外形、截/断面尺寸、运动副断面尺寸、运动副内部结构内部结构.。包含的主要内容包含的主要内容：构件的数目、长度、运动副的类型、数目、构件的数目、长度、运动副的类型、数目、运动副之间的相对位置，注明原动件和机架等。运动副之间的相对位置，注明原动件和机架等。关于平面机构运动简图关于平面机构运动简图转转动动副副移移动动副副平平面面高高副副1212312曲面高副曲面高副齿轮高副齿轮高副凸轮高副凸轮高副常见平面运动构件表示方法常见平面运动构件表示方法同一构件同一构件两副构件两副构件常见平面运动构件表示方法常见平面运动构件表示方

5、法常见机构运动简图符号常见机构运动简图符号 凸凸轮轮机机构构 移移动动凸凸轮轮 齿齿轮轮齿齿条条机机构构 齿齿轮轮机机构构 圆圆锥锥齿齿轮轮机机构构 蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆机机构构例：例：例例1 1：偏心轮机构偏心轮机构。与运动有关的只是偏心轮的外形心。与运动有关的只是偏心轮的外形心 与转动中心之间的距离。与转动中心之间的距离。 2.2 2.2 平面机构运动简图的绘制平面机构运动简图的绘制 1 12 23 34 4ABC141223A14B12C2343 32 24 41 14例例2 2-2 平面机构运动简图的绘制平面机构运动简图的绘制A1234BCD例例3 3： 颚式破碎机颚式破碎机 2-2 平面

6、机构运动简图的绘制平面机构运动简图的绘制例例4 4： 活塞泵活塞泵运动副？运动副？ 2-2平面机构运动简图的绘制平面机构运动简图的绘制 雷达天线的俯仰角调节机构只是一个单独的平面平面连杆机构连杆机构。 内燃机由连杆机构连杆机构、齿轮齿轮机构机构、凸轮机构凸轮机构等组成。CABD例例5 5： 内燃机机构内燃机机构例例6 6： 雷达天线雷达天线 2-2 平面机构运动简图的绘制平面机构运动简图的绘制 用运动副联结后，彼此的相对运动受到某些约束用运动副联结后，彼此的相对运动受到某些约束 空间构件在用运空间构件在用运动副联结前有六个动副联结前有六个独立的相对运动。独立的相对运动。xzy构件构件1O构件构

7、件2转动副xyO构件构件2平面自由构件具平面自由构件具有三个自由度。有三个自由度。 2-3 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算构件具有独立运动的数目，称为构件具有独立运动的数目，称为构件的自由度构件的自由度。运动副对构件独立运动的限制，称为运动副对构件独立运动的限制，称为约束约束。移动副移动副12一个平面低副带入两个约束。一个平面低副带入两个约束。一个平面高副带入一个约束。一个平面高副带入一个约束。转动副转动副12xyXY tnnt约束约束1、自由度计算公式、自由度计算公式:B3CD4A 121 n 机构中活动构件的数目 PL 机构中低副的个数 PH 机构中高副的个数 F = 3 n 2

8、 PL PH 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算n=3 ; PL =4 ; Ph=0F=33 - 24=1n=2 ; PL =2 ; Ph=1 F=32 - 22-1=1ABC 11234例1:n=6 ; PL =8 ; Ph=0F=36 - 28=2 ?123456例3:例2: 平面机构具有确定运动的条件平面机构具有确定运动的条件1. 机构的自由度机构的自由度F：机构所具有独立运动的数目。机构所具有独立运动的数目。ABCD 11234F=1ABCD 11234 25F=2原动件数大于自由度数原动件数小于自由度数机构在薄弱处损坏 机构无确定运动 （单击播放）（单击播放）平面机构具有确定运

9、动的条件：1、自由度数02、 机构原动件个数应等于机构的自由度数目。 2. 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件412356F F 3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 560 3 3F F 3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 570 1 1复复 计算自由度时应注意的问题计算自由度时应注意的问题123213(a)(b)一、复合铰链一、复合铰链结论：结论：若有若有m (m3)个构件在同一处构成共轴线的转动副，将构成个构件在同一处构成共轴线的转动副，将构成 m-1个低副个低副惯性筛机构C处为复合铰链计算中注意观察是否有复合铰链，以免漏算转动副数目，出现计算错误

10、。n = 5, Pl = 7, Ph = 0= 35 -27 0 = 1F = 3n - 2Pl Ph例题例题F=36-29-0=0F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 760 9F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 7100 1?复复复复复复复复例例 圆盘锯机构圆盘锯机构F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 33 1 2 机构中某些构件所具有的局部运动，并不影响机构运动的自由度。局部自由度局部自由度 排除F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 22 1 1 二、局部自由度二、局部自由度正确算法：将滚子焊在推杆上。正

11、确算法：将滚子焊在推杆上。 二、局部自由度二、局部自由度计算图示机构的自由度。计算图示机构的自由度。F= 3 6- 2 8 - 1 = 1注意：注意：A、E两点处的复合铰链。两点处的复合铰链。 F点处的局部自由度。点处的局部自由度。123456ABCDEF例：例：虚约束虚约束F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 123F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 - -1两构件间构成多个运动副两构件间构成多个运动副错错2 11对对123两构件间构成多个运动副两构件间构成多个运动副虚约束常发生在下列情况虚约束常发生在下列情况移动副导路移动副导路平行平行转动副轴线转动副轴线重合重合“转动副转动副”“移动副移动副”复局F F3n3n2P2PL LP PH H3 3 2 2 791 2例：例：412356789u平面机构的组成：构件、运动副平面机构的组成：构件、运动副u机构运动简图绘制机构运动简图绘制 掌握常见构件（如偏心轮、机架、滑块）的简化方法掌握常见构件（如偏心轮、机架、滑块）的简化方法u机构自由度计算机构自由度计算 注意复合铰链注意复合铰链 局部自由度局部自由度 和虚约束和虚约束要点F F3n3n2P2PL LP PH H