平面机构的自由度与机构运动简图课件.pptx

1、（一）教学要求（一）教学要求运动副、自由度基本概念，机构具有确定运动的条件。运动副、自由度基本概念，机构具有确定运动的条件。（二）教学的重点与难点（二）教学的重点与难点（三）教学内容（三）教学内容3-2 平面机构的运动简图平面机构的运动简图3-3 平面机构的自由度及其具有确定运动的条件平面机构的自由度及其具有确定运动的条件3-1 运动副及其分类运动副及其分类小结小结:第三章第三章 平面机构的自由度及机构运动简图平面机构的自由度及机构运动简图理解平面机构、运动副、自由度等基本概念，掌握机构运动简图，绘制的基理解平面机构、运动副、自由度等基本概念，掌握机构运动简图，绘制的基本方法和自由度的计算，掌

2、握机构具有确定运动的条件本方法和自由度的计算，掌握机构具有确定运动的条件2、运动副的类型运动副的类型(1)低副低副(2)高副高副3-1运动副及其分类运动副及其分类一、运动副及其分类一、运动副及其分类1、运动副运动副 使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接，称使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接，称为运动副。轴承中的滚动体与内、外圈的滚道、啮合中的一为运动副。轴承中的滚动体与内、外圈的滚道、啮合中的一对齿廓、滑块与导槽，均保持直接接触，并能产生一定的相对齿廓、滑块与导槽，均保持直接接触，并能产生一定的相对运动，因而它们都构成了运动副。对运动，因而它们都构成了运动副。低副低副两构件通过面

3、接触而构成的运动副称为低副。根据两构件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。间的相对运动形式，低副又可分为转动副和移动副。1）转动副）转动副 两构件只能组成在一个平面内作相对转动的运动副称为两构件只能组成在一个平面内作相对转动的运动副称为转动副（或铰链）。转动副（或铰链）。2）移动副）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。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。转动副转动副机架机架移动副移动副凸轮副凸轮副齿轮副齿轮副运动副用符号小结运动副用符号小结 在研究机构运动时，为了便于分析，常常瞥开它们因强度等原因

4、形成的复杂外形及在研究机构运动时，为了便于分析，常常瞥开它们因强度等原因形成的复杂外形及具体构造，仅用简单的符号和线条表示，并按一定的比例定出各运动副及构件的位置，具体构造，仅用简单的符号和线条表示，并按一定的比例定出各运动副及构件的位置，这种简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形称为机构运动简图，常用的运动副这种简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形称为机构运动简图，常用的运动副代表符号见下表。代表符号见下表。机构分为：空间机构和平面机构。机构分为：空间机构和平面机构。如果组成机构的所有构件都在同一平面或在彼此相互平行的平面内运如果组成机构的所有构件都在同一平面或在彼此相互平行的平面内运

5、动，该机构称为平面机构，否则称为空间机构。工程中大多数常用机动，该机构称为平面机构，否则称为空间机构。工程中大多数常用机构属于平面机构。构属于平面机构。3-2 平面机构的运动简图平面机构的运动简图机构是由若干构件通过若干运动副组合在一起的。机构是由若干构件通过若干运动副组合在一起的。机构是用来传递或变换运动的构件系统，条件是：既要保机构是用来传递或变换运动的构件系统，条件是：既要保证构件组合能够运动，又要能够保证运动是确定的。证构件组合能够运动，又要能够保证运动是确定的。构件：构件：独立影响机构功能并能独立运独立影响机构功能并能独立运动的单元体动的单元体（实物、刚体、运动的整体实物、刚体、运动

6、的整体）机架、原动构件、从动构件机架、原动构件、从动构件零件：零件：单独加工的制造单元体单独加工的制造单元体 通用零件、专用零件通用零件、专用零件 构件可以由一个零件组成构件可以由一个零件组成 也可以由几个零件组成也可以由几个零件组成原动件原动件1234从动件从动件机架机架（一）构件（一）构件 平面低副平面低副:转动副、移动副转动副、移动副 （面接触面接触）平面高副平面高副:齿轮副、凸轮副齿轮副、凸轮副 （点、线接触点、线接触）空间低副空间低副:螺旋副、球面副、圆柱副螺旋副、球面副、圆柱副 （面接触）（面接触）空间高副空间高副:球和圆柱与平面、球与圆柱副球和圆柱与平面、球与圆柱副 (点、线接触

7、点、线接触)运动副特性运动副特性:运动副一经形成运动副一经形成,组成它的两个构件间的可组成它的两个构件间的可能的相对运动就确定。而且能的相对运动就确定。而且这种可能的相对运动这种可能的相对运动,只与运只与运动副类型有关动副类型有关,而与运动副的具体结构无关。而与运动副的具体结构无关。工程上常用一些规定的符号代表运动副工程上常用一些规定的符号代表运动副（二）运动副类型小结（二）运动副类型小结机构是由构件通过运动副连接而成的机构是由构件通过运动副连接而成的原动件：按给定运动规律独立运动的构件原动件：按给定运动规律独立运动的构件从动件：其余的活动构件从动件：其余的活动构件机机 架：固定不动的构件架：

8、固定不动的构件1234机构机构原动件原动件从动件从动件机架机架图上尺寸（mm）图上尺寸（mm）实际尺寸（mm）实际尺寸（mm）二、机构运动简图的绘制二、机构运动简图的绘制步骤：步骤：1）分析机构，观察相对运动；）分析机构，观察相对运动；2）找出所有的构件与运动副；）找出所有的构件与运动副；3）选择合理的位置，即能充分反映机构的特性；）选择合理的位置，即能充分反映机构的特性；4）确定比例尺，）确定比例尺，5）用规定的符号和线条绘制成间图。（从原动件开始画）用规定的符号和线条绘制成间图。（从原动件开始画）例5例例3-2：试求右图平面四杆机构的自由度。试求右图平面四杆机构的自由度。解：机构中共有解：

9、机构中共有3个活动构件，个活动构件，4个低副（转动副），个低副（转动副），即即n=3，PL=4，PH=0，根据式（，根据式（3-1）求得机构的自由度）求得机构的自由度F=3n-2PL-PH=33-24-0=1原动件数原动件数=机构自由度机构自由度一、一、平面机构的自由度的计算平面机构的自由度的计算当原动件的数目当原动件的数目机构有确定运动机构有确定运动 (F=0不动；多于不确定不动；多于不确定;少于破坏）少于破坏）计算机构自由度计算机构自由度（设（设n个活动构件，个活动构件，PL个低副，个低副，PH个高副）：个高副）：F=3n-2PL-PH （3-1）说明：说明：n个活动构件（不包括机架）共有

10、个活动构件（不包括机架）共有3n个自由度，当用个自由度，当用PL个低副和机架相联组成机构后，个低副和机架相联组成机构后，便受到便受到2PL个约束（每个低副提供两个约束，个约束（每个低副提供两个约束，1个自由度）；个自由度）；PH个高副受到个高副受到PH个约束（提供一个约束（提供一个约束，个约束，2个自由度）。个自由度）。141323-3 平面机构的自由度及其具有确定运动的条件平面机构的自由度及其具有确定运动的条件试求右图平面五杆机构的自由度。试求右图平面五杆机构的自由度。解：铰链五杆机构：解：铰链五杆机构：F=34250=2原动件数原动件数 0,原动件数原动件数=F，运动确定。，运动确定。原动

11、件数原动件数F，机构破坏。，机构破坏。n=2,PL=3F=0n=3,PL=4,F=1减少一个约束减少一个约束增加一个自由度增加一个自由度例例:修改手动冲床的设计修改手动冲床的设计三、计算自由度三、计算自由度F时应注意的问题时应注意的问题（1）复合铰链）复合铰链（2）局部自由度）局部自由度（3）虚约束）虚约束两个以上构件同时在一处用转动副相连接两个以上构件同时在一处用转动副相连接就构成了就构成了复合铰链复合铰链。由右图可知，三个构件共组成了两个转动副，由右图可知，三个构件共组成了两个转动副，依次类推，依次类推，m个构件组合而成的复合铰链共有个构件组合而成的复合铰链共有（m-1）个转动副。）个转动

12、副。例例3-5：试求右图圆盘锯机构的自由度。试求右图圆盘锯机构的自由度。解：解：1010273F（1）复合铰链）复合铰链F=33231=2F=32221=1与输出件运动无关的自由度称与输出件运动无关的自由度称局部自由度局部自由度。（无论（无论“滚子滚子3”转与不转，都不影响转与不转，都不影响“推杆推杆2”的运动）。的运动）。（2）局部自由度）局部自由度例例3-7：试求下图大筛子机构的自由度。：试求下图大筛子机构的自由度。（分析：活动构件（分析：活动构件n=7，7个转动副和两个移动副，一个高副）个转动副和两个移动副，一个高副）解：解：F=37-29-1=2此机构的自由度为此机构的自由度为2，有两

13、个原动件。，有两个原动件。在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为不起独立限制作用的约束称为虚约束虚约束。(虚约束虽然对运动不起作用，但可以增加构件的刚性虚约束虽然对运动不起作用，但可以增加构件的刚性)（3）虚约束：）虚约束：123456789123456789一、基本概念一、基本概念:机器、机构、构件、零件、运动副机器、机构、构件、零件、运动副(定义定义,判判断断)二、基本内容二、基本内容:1.1.自由度计算自由度计算 2.2.计算自由度应注意事项计算自由度应注意事项 3.3.绘制运动简图绘制运

14、动简图 4.4.机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件小结小结:作业：作业：P24：1-a、b、c、fP256-a、b树立质量法制观念、提高全员质量意识。22.11.422.11.4Friday,November 04,2022人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。17:36:0617:36:0617:3611/4/2022 5:36:06 PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。22.11.417:36:0617:36Nov-224-Nov-22加强交通建设管理，确保工程建设质量。17:36:0617:36:0617:36Friday,November 04,2022安全在于心细

15、，事故出在麻痹。22.11.422.11.417:36:0617:36:06November 4,2022踏实肯干，努力奋斗。2022年11月4日下午5时36分22.11.422.11.4追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。2022年11月4日星期五下午5时36分6秒17:36:0622.11.4严格把控质量关，让生产更加有保障。2022年11月下午5时36分22.11.417:36November 4,2022作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2022年11月4日星期五17时36分6秒17:36:064 November 2022好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。下午5时36分6秒下午5时36分17:36:0622.11.4专注今天，好好努力，剩下的交给时间。22.11.422.11.417:3617:36:0617:36:06Nov-22牢记安全之责，善谋安全之策，力务安全之实。2022年11月4日星期五17时36分6秒Friday,November 04,2022相信相信得力量。22.11.42022年11月4日星期五17时36分6秒22.11.4谢谢大家！谢谢大家！