机械设计基础课件平面机构.ppt

1　平面机构及其自由度 1.1　运动副及其分类 1.2　平面机构运动简图 1.3　平面机构的自由度及其计算 1.4　速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 本章的重点是运动副的概念，机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及平面机构自由度的计算。 1.1　运动副及其分类 1.1.1　自由度 1.1.2　运动副 1.1.1　自由度 构件的自由度：构件所具有的独立运动的数目（或确定构件位置的独立参变量的数目）。 　　 一个作平面运动的自由构件具 有三个独立运动数。如图所示， 在Oxy坐标系中，构件S可随其上任 一点A沿x轴、y轴方向移动和绕A点 转动。即一个作平面运动的自由构 件具有三个自由度。 约　束：是对独立运动所加的限制。每加上一个约束，构件便 失去一个自由度。 1.1.2　运动副 运动副：在机构中由两构件直接接触形成的一种可动联接。构件之间接触部分的点、线、面称为运动副元素。运动副对构件产生约束，约束的多少和特点取决于运动副型式。 　　运动副分类： 　　★按照运动副元素可分为低副和高副。面接触的运动副称为低副；点接触或线接触的运动副称为高副； 　　★按照组成运动副两构件的相对运动是平面运动还是空间运动，可以把运动副分为平面运动副和空间运动副。 1 低副 （转动副、移动副） 转动副：是使两个构件的 相对移动受到约束，而只有 一个独立相对转动自由度的 运动副。也称为回转副或铰 链。如铰链、轴与轴承等。  2 高副（平面高副） 平面高副：构件间沿公法线方向的移动受到约束，但可以沿接触点切线的方向独立移动，还可以同时绕点独立转动，是具有一个约束而相对自由度等于２的平面运动副。如齿轮副、凸轮副等，如图1-4所示。 3 空间副 　如图1-5 a)所示的球面副和图1-5 b)所示的螺旋副。这些运动副两构件之间的相对运动是空间运动，所以这些运动副称为空间运动副。 运动副分类 转动副 移动副 1.2　平面机构运动简图 1.2.1　机构运动简图及作用 1.2.2　构件的分类 1.2.3　绘制机构运动简图的步骤 1.2.1　机构运动简图及作用 ★机构运动简图:用简单线条和规定的符号来表示构件和运动副，并按比例表示各运动副的相对位置。这种能准确表达机构运动特性的简单图形称为机构运动简图。 　 ★机构示意图：仅以构件和运动副的符号表示机构而不按精确比例绘制的简图称为机构示意图。 　　机构运动简图可以对机构进行结构、运动和动力等的分析，是研究机构的重要工具。 ★常用运动副运动简图符号的有转动副符号、移动副符号、  平面高副（图1-6)。 1.2.2　构件的分类 机构中的构件可分为三类： 　　★ 固定件（机架） 研究机构运动时作为参考坐标系的构件； 　　★ 原动件 是运动规律已知的活动构件。它的运动是由外界输入的，所以又称为输入件； 　　★ 从动件 是机构中随着原动件运动而运动的其余活动构件。其中输出机构预期运动的从动件称为输出件。 1.2.3　绘制机构运动简图的步骤 1 分析清楚所要绘制机械的结构和动作原理。 2 从原动件开始，按照运动传递的顺序，仔细分析各构件相对运动的性质，确定运动副的类型和数目。 3 合理选择视图平面，通常选择与大多数构件的运动平面相平行的平面为视图平面。 4 选取适当的长度比例尺，按一定的顺序进行绘图，并将比例尺标注图上。 ★ 绘制机构示意图的方法与上述类似，但不需要按比例绘制。 例题1-2 活塞泵及其机构运动简图绘制 1.3　平面机构的自由度及其计算 1.3.1　平面机构的自由度 1.3.2　机构具有确定运动的条件 1.3.3　计算机构自由度时应注意的事项 例题1　计算机构的自由度 1.3.1　平面机构的自由度 机构的自由度: 机构中各构件相对于机架所能有的独立运 动的数目称为机构的自由度。 　　 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度。因此，平面机构中的每个活动构件，在未用运动副联结之前，都有三个自由度。 　　 ★ 每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度； 　★ 每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。 　　 若一个平面机构共有 K 个构件。除去固定件，机构中的活动构件数为  n =（ K - 1 ） 在未用运动副联结之前，活动构件的自由度总数为3n。当用运动副将构件联结起来组成机构后，构件的自由度总数就减少了。若机构中低副的数目为 PL个