《第二章平面机构的运动简图及自由度.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章平面机构的运动简图及自由度.pptx（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、机械设计基础第一节 运动副及其分类 一、平面运动构件的自由度一、平面运动构件的自由度 自由度：构件具有独立运动的数目。自由度：构件具有独立运动的数目。平面运动构件具有三个自由度，有三个独立运动。平面运动构件具有三个自由度，有三个独立运动。约束：对独立运动的限制。约束：对独立运动的限制。二、运动副二、运动副 1 1、运动副：两构件间组成的可动联接（既保持直接接触，又能产生一定的相、运动副：两构件间组成的可动联接（既保持直接接触，又能产生一定的相 对运动）。对运动）。2 2、分类、分类 平面运动副平面运动副低副（面接触）低副（面接触）高副（点、线接触）高副（点、线接触）转动副转动副移动副移动副空间
2、运动副：螺旋副、球面副空间运动副：螺旋副、球面副第1页/共22页机械设计基础第一节 运动副及其分类低副低副 两构件以面接触而形成的运动副。两构件以面接触而形成的运动副。(1)(1)转动副：只允许两构件作相对转动。转动副：只允许两构件作相对转动。(2)(2)移动副：只允许两构件作相对移动。移动副：只允许两构件作相对移动。转动副转动副移动副第2页/共22页机械设计基础第一节 运动副及其分类高副高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。齿轮副凸轮副两构件间线接触高副两构件间点接触高副运动副元素不外乎为点、线、面。运动副元素不外乎为点、线、面。第3页/共22页机械设计基础第一节 运动副及其分类空间运动副
3、空间运动副螺旋副螺旋副球面副球面副环副环副第4页/共22页机械设计基础第一节 运动副及其分类运动副特点 例：圆柱副（级）+圆柱-平面副 低副：低副：低副：低副：制造容易，承载能力强，摩擦阻力大。制造容易，承载能力强，摩擦阻力大。制造容易，承载能力强，摩擦阻力大。制造容易，承载能力强，摩擦阻力大。高副：高副：高副：高副：不能独立存在，制造困难，摩擦小。不能独立存在，制造困难，摩擦小。不能独立存在，制造困难，摩擦小。不能独立存在，制造困难，摩擦小。低级别运动副通过组合或加中间元件形成高级副。低级别运动副通过组合或加中间元件形成高级副。低级别运动副通过组合或加中间元件形成高级副。低级别运动副通过组合
4、或加中间元件形成高级副。五级移动副第5页/共22页机械设计基础机构运动简图的概念第二节 平面机构运动简图的绘制用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构运动特征的简图。完全反映机构运动特征的简图。绘制步骤1 1、从原动件开始，按运动传递路线，分析各、从原动件开始，按运动传递路线，分析各构件间的相对运动关系；构件间的相对运动关系；2 2、确定各运动副的类型、个数；、确定各运动副的类型、个数；3 3、确定与运动有关的几何尺寸；、确定与运动有关的几何尺寸；4 4、选择一个能充分表现各构件运动情况的视、选择一
5、个能充分表现各构件运动情况的视图。图。5 5、选定恰当的长度比例尺、选定恰当的长度比例尺第6页/共22页机械设计基础运动副的表示 转动副：转动副：移动副：移动副：平面高副平面高副：2112第二节 平面机构运动简图的绘制第7页/共22页机械设计基础第二节 平面机构运动简图的绘制23451分析：该机构有分析：该机构有6个构件和个构件和7个转动副。个转动副。例题1 绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图第8页/共22页机械设计基础例题二、图示为一冲床。绕固定中心例题二、图示为一冲床。绕固定中心A转动的菱形盘转动的菱形盘1为原动件，与滑块为原动件，与滑块2在在B点铰接，滑块点铰接，滑块2推动拨叉推
6、动拨叉3绕固定轴绕固定轴C转动，拨叉转动，拨叉3与圆盘与圆盘4为同一构件，当圆盘为同一构件，当圆盘4转动时，通过连杆转动时，通过连杆5使冲头使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图。实现冲压运动。试绘制其机构运动简图。冲床动画冲床动画ABCDE分析：分析：绘制简图：绘制简图：123456第二节 平面机构运动简图的绘制第9页/共22页机械设计基础第三节 平面机构自由度的计算自由度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度数目称为自由度,作平面运动的自由构件有三个自由度。作平面运动的自由构件有三个自由度。机构自由度的计算：机构相对于机架所具有的独
7、立运动数机构相对于机架所具有的独立运动数目，称为机构的自由度。目，称为机构的自由度。计算公式：计算公式：F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H其中：其中：n n：在一个机构中除机架以外的所有构件的数目。：在一个机构中除机架以外的所有构件的数目。P PL L：低副数：低副数 P PH H：高副数：高副数机构具有确定运动的条件：原动件数原动件数 F F，机构破坏机构破坏原动件数原动件数 F F，机构运动不确定机构运动不确定原动件数原动件数 =F=F2341j第10页/共22页机械设计基础第三节 平面机构自由度的计算机构自由度计算的注意事项：1.复合铰链复合铰链 三个或三个以上构件在同一处
8、构成共轴线转动副的铰链，三个或三个以上构件在同一处构成共轴线转动副的铰链，我们称为复合铰链。若有我们称为复合铰链。若有m m个构件组成复合铰链，则复合铰链处的转动副个构件组成复合铰链，则复合铰链处的转动副数应为（数应为（m m1 1）个）个两个低副两个低副例题例题 计算图示圆盘锯机构的自由度。计算图示圆盘锯机构的自由度。在在B、C、D、E四处应各有四处应各有 2 个运动副。个运动副。1235678ACDEFCB4F点点的的轨轨迹迹为为一一直直线线解：活动构件数解：活动构件数n=7 低副数低副数PL=10F=3n 2PL PH =37 2100 =1第11页/共22页机械设计基础第三节 平面机构
9、自由度的计算机构自由度计算的注意事项：2.局部自由度 与机构运动无关的构件独立运动称为局部自由度与机构运动无关的构件独立运动称为局部自由度对于含有局部自由度的机构在计算自由度时，不考虑局部自由度（如图对于含有局部自由度的机构在计算自由度时，不考虑局部自由度（如图2 2）实际结构中采用局部自由度是为了减小摩擦力，实际结构中采用局部自由度是为了减小摩擦力，“除去除去”指计算中不计入，指计算中不计入，并非实际拆除并非实际拆除223A11312第12页/共22页机械设计基础第三节 平面机构自由度的计算机构自由度计算的注意事项：3.虚约束 指机构在某些特定几何条件或结构条件下，有些运动副带入的指机构在某
10、些特定几何条件或结构条件下，有些运动副带入的约束对机构运动实际上起不到独立的约束作用。约束对机构运动实际上起不到独立的约束作用。常见的虚约束：1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合两构件联接前后，联接点的轨迹重合 将带入一个将带入一个虚约束。右图机构的自由度是：虚约束。右图机构的自由度是：F=33-24=1F=33-24=1 ，如平行四边形机构，火车轮椭圆仪、椭圆仪等。如平行四边形机构，火车轮椭圆仪、椭圆仪等。第13页/共22页机械设计基础第三节 平面机构自由度的计算2.两个构件在各处接触构成多个移动副，且移动副方向彼此平行，只能算一个移动副。3.两个构件在多处配合构成多个转动副，且同轴，只能算
11、一个转动副第14页/共22页机械设计基础4.机构运动过程中，如果两构件上某两点之间的距离始终保持不变，则若用双转动副杆将这两点相连，将带入一个虚约束。右图机构的自由度是：F=33-24=1 第15页/共22页机械设计基础第三节 平面机构自由度的计算5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮机构的自由度F=33-23-2=1 第16页/共22页6.两构件在多处接触构成平面高副，且各接触点处的公法线彼此重合，只能算一个平面高副如等宽凸轮W第17页/共22页机械设计基础第三节 平面机构自由度的计算注意：法线不重合时，虚约束将变成实际约束！注意：法线不重合时，虚约
12、束将变成实际约束！两个构件在多处接触构成平面高副，但各接触点的公法线方向并不彼此重合，将提供两个约束，即相当于两个平面高副或一个低副。n1n1n2n2AAAAn1n1n2n2相当于一个移动副相当于一个转动副第18页/共22页虚约束的作用改善构件的受力情况，如多个行星轮。增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮机械设计基础第19页/共22页机械设计基础第三节 平面机构自由度的计算例例:计算图示机构的自由度计算图示机构的自由度,并对有关特殊问题进行指并对有关特殊问题进行指明明.F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 =791 2局部自由度局部自由度虚约束虚约束复合铰复合铰链链第20页/共22页机械设计基础The EndThe End第21页/共22页机械设计基础感谢您的观看！第22页/共22页