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1、会计学1平面机构的运动简图及自由平面机构的运动简图及自由第一章第一章 平面机构的组成平面机构的组成n n平面机构：平面机构：n n 所有构件都在相互平行的平面内所有构件都在相互平行的平面内所有构件都在相互平行的平面内所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称运动的机构称运动的机构称运动的机构称平面机构平面机构，否则称，否则称，否则称，否则称为为为为空间机构空间机构。1-1 运动副及其分类运动副及其分类第1页/共36页一、自由度和约束一、自由度和约束1.自由度：自由度：一种相对的独立运动一种相对的独立运动2.约束：约束：对运动的一种限制对运动的一种限制二、运动副二、运动副构件之间的相互联接构件之间
2、的相互联接1.低副低副两构件通过面接触组成的运动副两构件通过面接触组成的运动副回转副（或铰链）两构件只能相对转动回转副（或铰链）两构件只能相对转动 移动副移动副 两构件只能沿某一轴线相对移动两构件只能沿某一轴线相对移动第2页/共36页移动副移动副回转副回转副平面低副提供平面低副提供2个约束，个约束，保留保留1个自由度个自由度第3页/共36页n n2.高副高副 两两构件通过构件通过点或线接点或线接触组成的触组成的运动副运动副 n n空间运动副空间运动副 球面副球面副 螺旋副等螺旋副等Y-Z平面内有两个自由度，平面内有两个自由度，即平面高副提供即平面高副提供1个约束个约束第4页/共36页球面低副球
3、面低副球面高副球面高副第5页/共36页螺螺 旋旋 副副第6页/共36页 2-2 平面机构运动简图平面机构运动简图n n用简单的线条和符号来表示构用简单的线条和符号来表示构件和运动副，按比例尺寸画出件和运动副，按比例尺寸画出机构中机构中各构件间相对运动关系各构件间相对运动关系的简单图形的简单图形运动副的表示方法运动副的表示方法第7页/共36页转动副转动副移动副移动副机机架架第8页/共36页abcd 构件的表示方法构件的表示方法第9页/共36页构件的分类：构件的分类：n n（1 1）固定件（机架）固定件（机架）固定件（机架）固定件（机架）支承活动构件的构件支承活动构件的构件n n（2 2）原动件原
4、动件原动件原动件 运动规律已知的活动构件运动规律已知的活动构件n n（3 3）从动件从动件从动件从动件 随原动件的运动而运动的构件。随原动件的运动而运动的构件。其中输出机构预期运动规律的其中输出机构预期运动规律的从动件为从动件为输出构件输出构件输出构件输出构件第10页/共36页n n绘制机构运动简图的步骤绘制机构运动简图的步骤n n1）确定机构中的原动部分和工作部分，然确定机构中的原动部分和工作部分，然确定机构中的原动部分和工作部分，然确定机构中的原动部分和工作部分，然后再把两者之间的传动搞清楚，从而找出组后再把两者之间的传动搞清楚，从而找出组后再把两者之间的传动搞清楚，从而找出组后再把两者之
5、间的传动搞清楚，从而找出组成机构的成机构的成机构的成机构的所有构件所有构件并确定构件间的并确定构件间的并确定构件间的并确定构件间的运运动副类型动副类型。n n2 2）恰当地选择）恰当地选择）恰当地选择）恰当地选择投影面投影面。一般选择机构中。一般选择机构中。一般选择机构中。一般选择机构中与多数构件的运动平面相平行的面为投影面。与多数构件的运动平面相平行的面为投影面。与多数构件的运动平面相平行的面为投影面。与多数构件的运动平面相平行的面为投影面。n n3 3）选择适当的）选择适当的）选择适当的）选择适当的比例尺比例尺，绘制出机构的运，绘制出机构的运，绘制出机构的运，绘制出机构的运动简图。动简图。
6、动简图。动简图。第11页/共36页鄂式破碎机机构运动简图鄂式破碎机机构运动简图第12页/共36页牛头刨床的机构运动简牛头刨床的机构运动简图图第13页/共36页第14页/共36页唧筒机构唧筒机构回转柱塞泵回转柱塞泵第15页/共36页缝纫机下针机构缝纫机下针机构机构模型机构模型第16页/共36页 2-3 平面机构的自由度平面机构的自由度一、平面机构自由度的计算公式一、平面机构自由度的计算公式 一个不受任何约束的构件在平面运动中有三个一个不受任何约束的构件在平面运动中有三个自由度具有自由度具有n个个活动构件活动构件的平面机构，若各构件之间的平面机构，若各构件之间共构成共构成PL个低副和个低副和PH个
7、高副，则它们共引了个高副，则它们共引了(2PL+PH)个约束，机构的自由度个约束，机构的自由度F显然为显然为:(2-1)这就是平面机构自由度的计算公式，也称这就是平面机构自由度的计算公式，也称为平面机构结构公式。为平面机构结构公式。第17页/共36页二、机构具有确定运动的条件二、机构具有确定运动的条件机构的自由度数目和机构原动件的数目与机构的运动有机构的自由度数目和机构原动件的数目与机构的运动有着密切的关系：着密切的关系：1)若机构自由度若机构自由度，则机构不能动；，则机构不能动；2)若若且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的；这就是机构具有
8、确定运动的条件。动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。3)若若0，而原动件数，而原动件数，而原动件数，而原动件数F，则构件间不能运动或产生，则构件间不能运动或产生 破坏破坏第18页/共36页锯床机构锯床机构F=3n-2PL-PH3*7-2*6=9？3*7-2*10=1错误错误计算平面机构自由度计算平面机构自由度第19页/共36页1.复合铰链复合铰链 由两个以上构件在同一处构成的重由两个以上构件在同一处构成的重合转动副称为复合铰链。由合转动副称为复合铰链。由m个构件汇集而成的个构件汇集而成的复合铰链应当包含（复合铰链应当包含（m-1）个转动副。）个转动副。第20页/共36页F=3n-2PL-
9、PH=3*3-2*(2+1)-1=2F=3n-2PL-PH=3*2-2*2-1=1错误错误 正确正确第21页/共36页2 局部自由度局部自由度n n 对整个机构运对整个机构运动无关的自由动无关的自由度称为局部自度称为局部自由度。在计算由度。在计算机构自由度时，机构自由度时，局部自由度应局部自由度应当舍弃不计。当舍弃不计。如凸轮机构中如凸轮机构中的滚子带来一的滚子带来一个局部自由度个局部自由度第22页/共36页3 虚约束虚约束n n不起独立限不起独立限制作用的约制作用的约束称为虚约束称为虚约束。如图所束。如图所示的平行四示的平行四边形机构中，边形机构中，加上一个构加上一个构件件5，便形，便形成具
10、有一个成具有一个虚约束的平虚约束的平行四边形机行四边形机构。构。第23页/共36页常见的虚约束有以下几常见的虚约束有以下几种情况种情况n n 1)1)当两构件组成多个移当两构件组成多个移当两构件组成多个移当两构件组成多个移动副，且其导路互相平动副，且其导路互相平动副，且其导路互相平动副，且其导路互相平行或重合时，则只有一行或重合时，则只有一行或重合时，则只有一行或重合时，则只有一个移动副起约束作用，个移动副起约束作用，个移动副起约束作用，个移动副起约束作用，其余都是虚约束其余都是虚约束其余都是虚约束其余都是虚约束.n n2)2)当两构件构成多个转动当两构件构成多个转动当两构件构成多个转动当两构
11、件构成多个转动副，且轴线互相重合时，副，且轴线互相重合时，副，且轴线互相重合时，副，且轴线互相重合时，则只有一个转动副起作则只有一个转动副起作则只有一个转动副起作则只有一个转动副起作用，其余转动副都是虚用，其余转动副都是虚用，其余转动副都是虚用，其余转动副都是虚约束。约束。约束。约束。第24页/共36页n n 3)3)如果机构中两活动如果机构中两活动如果机构中两活动如果机构中两活动构件上某两点的距离始构件上某两点的距离始构件上某两点的距离始构件上某两点的距离始终保持不变，此时若用终保持不变，此时若用终保持不变，此时若用终保持不变，此时若用具有两个转动副的附加具有两个转动副的附加具有两个转动副的
12、附加具有两个转动副的附加构件来连接这两个点，构件来连接这两个点，构件来连接这两个点，构件来连接这两个点，则将会引入一个虚约束。则将会引入一个虚约束。则将会引入一个虚约束。则将会引入一个虚约束。n n4)4)机构中对运动起重复机构中对运动起重复机构中对运动起重复机构中对运动起重复限制作用的对称部分也限制作用的对称部分也限制作用的对称部分也限制作用的对称部分也往往会引入虚约束。如往往会引入虚约束。如往往会引入虚约束。如往往会引入虚约束。如图所示的行星轮系具有图所示的行星轮系具有图所示的行星轮系具有图所示的行星轮系具有两个虚约束两个虚约束两个虚约束两个虚约束第25页/共36页计算自由度计算自由度F=
13、3n-2PL-PH=3*7-2*9-1=2C：复合铰链：复合铰链 E：虚约束：虚约束 滚子为局部自由度滚子为局部自由度 第26页/共36页冲压机构冲压机构12345678910F=3n-2PL-PH=3*9-2*12-2=1第27页/共36页F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1C:复合铰链复合铰链E：虚约束虚约束滚子为局部滚子为局部自由度自由度第28页/共36页推土机机构推土机机构F=3*5-2*7=1第29页/共36页锯锯木木机机机机构构F=3*8-2*11-1=1第30页/共36页平平炉炉渣渣口口堵堵塞塞机机构构F=3*6-2*8-1=1第31页/共36页测量仪表机构测量仪表机构F=3*6-2*8-1=1第32页/共36页缝纫机送布机构缝纫机送布机构F=3*4-2*4-2=2第33页/共36页作业：23页 第2-6题 c)、e)、f)第34页/共36页xyzxyA返回返回空间自由度数为空间自由度数为6平面自由度数为平面自由度数为3第35页/共36页