平面机构运动简图与其自由度.ppt

第2章 平面机构的运动简图及其自由度 §2-1 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 §2-4 速度瞬心简介 §2-1 机构的组成 平面机构：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构。 一、构件 零件：制造单元 构件：运动单元 构件是由若干个零件组合成的刚性结构。 如：内燃机连杆 二、运动副及其分类 在三维空间内自由运动的构件具有六个自由度。 作平面运动的构件(如图所示)则只有三个自由度，这三个自由度可以用三个独立的参数x、y和角度θ表示。 2、运动副 运动副是使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接。是由两构件组成的可动联接。运动副是约束运动的，构件组成运动副后，其独立运动受到约束，自由度便随之减少。如：轴与轴承、凸轮与从动件 由运动副的定义可知：构成机构的两个基本要素是构件和运动副。 运动副的基本特征是： ①具有一定的接触形式，并把两构件上直接参与接触而构成运动副的部分称为运动副元素：点、线、面 ②能产生一定形式的相对运动。 运动副的类型： 按运动副元素接触形式可将运动副分为低副和高副。 低副：面接触 高副：点线接触 如果构成运动副的两构件间相对运动是平面运动，则称为平面运动副；如果构成运动副的两构件间相对运动是空间运动，则称为空间运动副。 1. 低副——两运动副元素通过面接触所构成的运动副。 转动副和移动副都属于低副。 ⑴转动副——两构件间只能作相对转动的低副称为转动副或铰链。转动副及其简图符号表示如下图所示。如果转动副中的一个构件为固定构件，则该转动副又称为固定铰链，否则称为活动铰链。 两个构件间形成的运动副引入多少个约束，限制了构件的哪些独立运动，则完全取决于运动副的类型。 由此可见，在平面机构中，每个转动副引入两个约束，使构件失去两个自由度。 ⑵ 移动副——两构件间只能作相对移动的低副称为移动副，移动副及其简图符号表示如下图所示。 2. 高副——两运动副元素通过点或线接触所构成的运动副。如图所示。用简图表示高副时，应将两构件接触处的几何形状绘出。对于齿轮与齿轮啮合及齿轮与齿条啮合的高副，可按规定的简图表示。 常见的高副： 两个构件间形成的运动副引入多少个约束，限制了构件的哪些独立运动，则完全取决于运动副的类型。 由此可见，在平面机构中，每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。 空间运动副：球面副、螺旋副 §2-2 平面机构运动简图 一、机构运动简图——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，再用规定的运动副代表符号和简单的线条或几何图形表示机构各构件间相对运动关系的一种简化图形。 它是表示机构运动特征的一种工程用图。 注意：机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性！ 二. 绘制机构运动简图的目的： 机构运动简图与真实机构具有完全相同的运动特性，主要用于简明地表达机构的组成情况和运动情况，进行运动分析，作为运动设计的目标和构造设计的依据。也可对机构进行力分析并作为专利性质的判据。 三. 机构运动简图中运动副的表示方法 机构运动简图中运动副(转动副、移动副)的表示方法如前面所述。 需要注意的是：移动副的导路必须与相对移动方向一致。表示机架的构件需画上阴影线。 四.机构运动简图中构件的表示方法 机构中构件的相对运动是由运动副的类型及同一构件上各运动副的相对位置决定的。因此，在绘制机构运动简图时，要表示参与构成不同类型的若干运动副的构件，应按其运动副的类别，用规定的符号画在相应的位置上，再用简单的线条将这些符号联成一体即可。 参与构成n个运动副的构件，可以用n边形表示，并在相交的部位涂上焊缝标记 或在几何图形中间画上剖面线。 五、构件的分类： 任何机构都包含机架、原动件和从动件3个部分。 ⑴ 固定构件(机架) 是用来支承活动构件的构件。 ⑵ 原动件(主动件) 是运动规律已知的活动构件。它的运动是由外界输入的，又称为输入构件。 ⑶ 从动件 是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。相对于机架有确定的相对运动。 从动件的运动规律取决于原动件的运动规律和机构的结构。当机构的结构确定之后，从动件的运动规律完全取决于原动件的运动规律。 六. 绘制机构运动简图的方法及步骤 ⑴通过观察和分析机构的结构组成和运动传递情况，首先认清机构的机架、原动件，按传动路线逐个分清各从动件，并依次标上数字编号；然后循着传动路线仔细分析各构件之间的相对运动性质，各构件间形成的运动副类别和数目，并对各运动副标上字母：A，B，C，…。 ⑵恰当地选择投影面。选择时应以能简单、清楚