机械设计基础与实训电子教案第2章 平面机构及自由度.ppt

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1、第第2 2 2 2章章章章 平面机构及自由度平面机构及自由度平面机构及自由度平面机构及自由度2.1 平面机构的组成2.2 平面机构运动简图2.3平面机构的自由度实训实训2 2 绘制鄂式破碎机机构运动简图知识梳理与总结知识梳理与总结运动副 构件之间直接接触并能产生一定相对运动的(可动)联接。2.1 平面机构的组成两构件接触形式点、线接触高副面接触 低副1 1、运动副及分类、运动副及分类机构是具有确定相对运动的构件组合，如果机构中所有运动部分均在同一平面或相互平行的平面内运动，则称为平面机构，否则称为空间机构。（一）低（一）低（一）低（一）低 副副副副 两构件通过面接触构成的运动副。(1)转动副：

2、两构件间只能产生相对转动的运动副。(2)移动副：多媒体课件 两构件间只能产生相对移动的运动副。平面机构的组成平面机构的组成链接动画链接动画凸轮副凸轮副齿轮副齿轮副（二）高副：两构件通过点或线接触组成的运动副。轮轨高副轮轨高副平面机构的组成平面机构的组成（三）其它：空间运动副球面副球面副螺旋副螺旋副平面机构的组成平面机构的组成具有确定运动的运动链。固定件(机架):描述运动的参考系2、机构从动件原动件原动件(输入构件):运动规律已知的构件从动件:其余活动构件机构的组成机架两个以上的构件以运动副连接而成的可动系统。分析已有机构或设计新机构时，为了使问题简化，在研究机构的运动时，撇开那些与运动无关的机

3、构的外形和运动副的具体结构，仅用简单的线条和规定的运动副符号来表示机构和运动副，并按比例画出各运动副的相对位置。这种说明机构各构件间相对运这种说明机构各构件间相对运动关系的简明图形，称为机构运动简图。动关系的简明图形，称为机构运动简图。2.2 平面机构运动简图1、平面机构运动简图的概念 转动副转动副移动副移动副2、平面机构的表示方法平面运动副的表示平面低副的表示平面机构运动简图平面机构运动简图平面高副的表示平面高副的表示凸轮高副凸轮高副齿轮高副齿轮高副平面机构运动简图平面机构运动简图构件的表示方法平面低副构件的表示：用简单的线条表示平面机构运动简图平面机构运动简图转动副转动副机机 架架 移动副

4、移动副平面机构运动简图平面机构运动简图齿轮副凸轮副平面高副构件的表示：画出构件的轮廓来表示圆圆柱柱齿齿轮轮锥锥齿齿轮轮蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆平面机构运动简图平面机构运动简图2 2、平面机构运动简图的绘制、平面机构运动简图的绘制绘制平面机构运动简图的步骤：(1)分析机构的运动，找出机架、原动件、执行件和传动件。(2)沿着运动传递路线，逐一分析各构件间的相对运动性质，确定各运动副的类型和数目。(3)测量构件的运动尺寸，选择视图平面和比例尺。(4)选择原动件的一个位置，采用构件和运动副的规定符号按比例作图。平面机构运动简图平面机构运动简图例如图所示单缸内燃机的机构运动简图动画动画平面机构运动简图平面机构运

5、动简图自由构件作平面运动 三个自由度(三个独立运动的可能性)自由构件作空间运动 六个自由度2.32.3平面机构的自由度平面机构的自由度1、构件的自由度2、运动副引入的约束引入两个两个约束引入一个一个约束低副高副平面机构的自由度平面机构的自由度3、平面机构的自由度 活动构件数（原动件从动件）低副数目高副数目平面机构的自由度平面机构的自由度32 23=0 F=033 25=-1 F043 25=2 F w三角形具有稳定性，不能动EDC也构成三角形，不能动链接动画运动不确定若若 F=w=2运动确定平面机构的自由度平面机构的自由度33 24=1 F w构件破坏构件破坏33 24=1 F=w运动确定运动

6、确定运动链具有确定运动的条件是：运动链的自由度（）大于零且等于原动件的个数(W）运动链具有确定运动机构结论：(F=0不动；F0 超静定，F w时破坏；F w运动不确定。）平面机构的自由度平面机构的自由度n=3 ;pL=4;pH=0F=3n2PLPH=33240=1有确定运动n=71=6,PL=8,PH=1(3与5同一构件)F=3n2PLPH=36281=1原动件 机构有确定运动3例 计算下列机构的自由度平面机构的自由度平面机构的自由度n=2，PL=1，PH=0，F=0n=3，PL=4，PH=0，F=1不是机构，设计有误例 修改手动冲床的设计减少一个约束增加一个自由度平面机构的自由度平面机构的自

7、由度n=2，PL=2，PH=1n=3，PL=4，PH=0，F=3n2PLPH=1F=3n2PLPH=1平面机构的自由度平面机构的自由度 两个以上的构件（k个）在同一轴线上用转动副相联构成复合铰链，其实际转动副数为k1个。4、平面机构的自由度时计算应注意的问题（1）复合铰链平面机构的自由度平面机构的自由度F=3F=35 52 27 70 0=1=1复合铰链复合铰链平面机构的自由度平面机构的自由度某些构件的（不影响其他构件运动的）独立的运动 该处的局部自由度可减轻机构的摩擦和磨损。但在计算机构的自由度时应除去局部自由度。具体做法是将滚子与推杆假想焊接后再计算。F=3F=33 32 23 31=2?

8、1=2?（2 2）局部自由度）局部自由度F=32221=1平面机构的自由度平面机构的自由度对机构运动不起限制作用的重复约束两构件组成多个重复的运动副 (平行的)移动副、(轴线重合)转动副 F=3223 1（3）虚约束F=32221=1=1？平面机构的自由度平面机构的自由度机构中对传递运动不起独立作用的对称部分F=3n2PLPH=34244=0?处理办法：去掉不起独立作用的对称部分F=3n2PLPH=3323 2=1平面机构的自由度平面机构的自由度两构件上两点间的距离保持恒定不变，若用两转动副杆联接，会引入虚约束。F=3n2PLPH=34260=0?F=3n2PLPH=33240=1平面机构的自

9、由度平面机构的自由度解解:n=8，PL=10,PH=1原动件数 F 机构运动不确定结论错误！重解：原动件数=F机构有确定运动原动件数=2n=7，PL=9，PH=1F=3721=2例F=3n2PLPH =382101 =3计算图示大筛机构的自由度，并判断此机构是否具有确定的相对运动复合铰链虚约束局部自由度链接动画运动链成为机构的条件运动链成为机构的条件实训2 绘制鄂式破碎机机构运动简图 实训目的：实训目的：1掌握正确绘制平面机构运动简图的方法。2加深对自由度与平面机构运动确定性关系的理解。实训要求：实训要求：根据项目所提供的机械实物或模型绘制相应运动简图并完成下表所列内容的填写。若所画的图中有复合铰链、局部自由度、虚约束，应在图中注明。实训步骤实训步骤（参见教材）（参见教材）知识梳理与总结 1、通过本章大家学习了运动副概念及分类、平面机构运动简图的绘制、机构自由度的计算及判断机构是否具有确定运动的条件。2、平面机构运动简图的绘制，要注意从原动件开始分析构件之间的相对运动关系，正确确定运动副的种类、运动副之间的相对位置及恰当的比例尺；自由度计算要注意是否存在局部自由度、复合铰链、虚约束及相应的处理方法。3、通过分析绘制鄂式破碎机机构运动简图实训，可增强对平面机构运动简图的绘制方法、机构自由度的计算方法的掌握及加深对判断机构是否具有确定运动的条件的理解。