机构的组成及其自由度.PPTVIP

§1-3 平面机构的自由度 机构的自由度 机构具有确定的相对运动的条件 几种特殊自由度情况的处理 湖北三峡学院 机械设计基础 机械制造系《机械设计基础》课题组 第一章 平面机构的自由度 §3-1 运动副及其分类 §3-2 机构运动简图 §3-3 平面机构的自由度 运动副元素是两构件参与接触而构成运动副的表面。 运动副是两构件直接接触而构成的可动联接； 一、运动副 机构中各个构件之间必须有确定的相对运动，因此，构件的连接既要使两个构件直接接触，又能产生一定的相对运动，这种直接接触的活动连接称为运动副。 转动副 移动副 齿轮副 §1-1 运动副及其分类 1) 运动副的类型 4）按其相对运动形式分 转动副（回转副或铰链） 移动副 螺旋副 球面副 3）按其接触形式分 高副： 点线接触的运动副 低副： 面接触的运动副 2) 运动副的分类 2）按其引入的约束数目分 Ⅰ级副、 Ⅱ级副、 ……Ⅴ级副 1）按两个构件运动关系分为平面运动副和空间运动副 凸轮高副（点接触） 齿轮高副（线接触） 低副（曲面接触） 低副（平面接触） 不严格按比例绘出的，只表示机械结构状况的 简图。 根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出 各运动副的位置， §1-2 机构运动简图 在对现有机械进行分析或设计新机器时，都需要绘出其机构 运动简图。 1. 机构运动简图的定义 内燃机机构运动简图 机构运动简图 采用运动副及常用机构运动简图符号和构件的 表示方法，将机构运动传递情况表示出来的简化图形。 机构示意图 2. 运动副的表示（之一） 运动副的表示（之二） 但当机 构安装在运动的机械上时则是运动的。 ——按给定已知运动规律 独立运动的构件； 3.机构 具有固定构件的运动链称为机构。 机 架 原动件 从动件 ——机构中的固定构件； ——机构中其余活动构件。 平面铰链四杆机构 机构常分为平面机构和空间机构 两类， 其中平面机构应用最为广泛。 空间铰链四杆机构 一般机架相对地面固定不动， 常以转向箭头表示。 其运动规律决定于原动件的运动规律 和机构的结构和构件的尺寸。 机架 原动件 从动件 机架 从动件 原动件 举例： （2）选定视图平面； （3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画出各运 动副和机构的符号，最后用简单线条连接即得机构运动简图。 3.机构运动简图的绘制 绘制方法及步骤： （1）搞清机械的构造及运动情况，沿着运动传递路线，查明 组成机构的构件数目、运动副的类别及其位置； 内燃机机构运动简图绘制 颚式破碎机机构运动简图绘制 内燃机及其机构运动简图 自由度是构件可能出现的独立运动。 任何一个构件在空间自由运动时皆有六个自由度。 它可表达为在直角坐标系内沿着三个坐标轴的移动 和绕三个坐标轴的转动。 一、构件的自由度 1、空间构件的自由度 而对于一个作平面运动的构件，则只有三个自由度， 如图所示。即沿x轴和y轴移动，以及在Oxy平面内的转动。 2、平面构件的自由度 平面机构的自由度: 平面内一个独立的构件具有 三个自由度； 其自由度应等于全部可动构件 在自由状态下的全部自由度减 去各运动副限制的自由度。 例 铰链四杆机构 二、机构的自由度 指机构具有独立运动的数目 用 F表示 含有n个可动构件的机构： 机构自由度计算公式 F＝3n－2pl － ph 式中：n---机构的活动构件数目 Pl---机构的低副数目 Ph---机构的高副数目 例. 计算图示活塞泵自由度 解：除机架外，活塞泵有四个活动构件，n=4； 四个回转副和一个移动副共5个低副，PL=5； 一个高副，PH=1。 F=3n-2PL-PH =3?4-2?5-1?1=1 三、机构具有确定运动的条件 一个机构在什么条件下才能实现确定的运动呢？ 请观察下面几个系统的运动情况： 当给定 1个 原动构件1的位置时，其它构件的位置亦被确定，即运动是确定的。 原动件数 = 机构自由度数 当给定1个原动件1的位置φ1时，其它构件位置不唯一（所示实线和虚线位置），机构运动不确定。 原动件数机构自由度数 当给定2个原动件1、4的位置φ1、φ2时，系统为实线位置，运动是确定的。 原动件数=机构自由度数 刚性桁架→构件间没有相对运动 由以上分析得知： F0时 原动件数W=F，