平面机构的运动简图及自由度1.ppt

第2章 平面机构的运动简图 及自由度 2.1 机构的组成 2.2 平面机构的运动简图 2.3 平面机构自由度 本章知识导读 2.1 机构的组成—构件与运动副 2.1 机构的组成—构件与运动副 2.1.1 运动副 1.运动副的概念 两构件之间直接接触并能产生 一定相对运动的连接称为运动副。 两构件只能在同一平面内做 相对运动的运动副称为平面运动副。 (1)低副 两构件形成面与面接触的运动副称为低副，又分转动副和移动副。 (2)高副 两构件以点或线的形式相接触而组成的运动副称为高副。 2.1.2 构件 机构中的构件有三类： 1、机架：固定不动的构件(或固定构件) 2、原动件：按给定的运动规律独立运动的构 3、从动件：机构中其他活动构件。 1.具有转动副元素的杆状构件 设计时为了保证杆件受力时具有足够的强度和刚度，其截面形状可以设计成不同形式杆状构。 2.具有移动副元素和转动副元素的构件 构件的结构及其表示 转动副的表示 移动副的表示 具有两个运动副元素的构件 具有三个转动副元素的构件 高副的表示 2.2 平面机构的运动简图 2.2.1 机构运动简图的概念 表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形，称为机构运动简图。 例2-1 绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图。 例2-2 绘制如图2-5所示单缸内燃机的机构运动简图。已知LAB =75mm，LBC=300mm。 2.约束 当两构件组成运动副后，它们之间的某些相对运动受到限制，对于相对运动所加的限制称为约束。运动副的约束数目和约束特点取决于运动副是低副还是高副。 2.3.2 自由度的计算和机构具有  确定运动的条件 1.平面机构的自由度F的计算公式为 F=3n-2PL-PH 其中：机构中有PL个低副、PH个高副 ③两构件组成多个导路平行或重合的移动副。 计算自由度时应只算作一个移动副。 .计算实例 n = 3, Pl = 4, Ph = 0 F = 3n - 2Pl - Ph =3×3 - 2Pl - Ph =3×3 - 2×4 - 0=1 计算实例 n =5, Pl = 7, Ph = 0 F = 3n – 2Pl – Ph = 3×5 – 2×7 – 0 = 1 解： 2.平面机构具有确定运动的条件 分析 不能产生运动 给定构件1运动参数 = ( t ) 构件2、3的运动是确定的 结论 自由度数 F＞0 机构原动件个数应等于机构的自由度数目。 ◆原动件数＜自由度数，机构无确定运动 原动件数＞自由度数，机构在薄弱处损坏 平面机构具有确定运动的条件： 2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 一般地，k个构件形成复合铰链应具有（k-1）个转动副，计算自由度时应注意找出复合铰链。 1.复合铰链 两个以上的构件在同一处以同轴线的转动副相连，称为复合铰链。 2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 该机构n=7， PL=10， PH=0， 其自由度为 F=3n-2PL-PH =3×7-2×10-0=1 如图所示为直线机构，该机构在A、B、D、E四点均为由三个构件组成轴线重合的两个转动副，即复合铰链。 2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 2.局部自由度 局部运动并不影响其他构件的运动。这些构件所产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。 在计算机构自由度时，局部自由度应略去不计。 该机构的自由度为 F=3n-2PL -PH =3×2-2×2-1=1 2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 3.虚约束 机构中与其他约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束，称为虚约束。计算机构自由度时，应除去不计。 两构件组成多个运动副 2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 虚约束常出现在下列场合: (1)两构件间形成多个具有相同作用的运动副。 ①两构件在同一轴线上组成多个转动副。计算机构自由度时应按一个转动副计算。 两构件组成多个运动副 2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 ②两构件组成多处接触点公法线重合的高副同样应只考虑一处高副，其余为虚约束。 * * 1.主要内容 机构的组成及运动特点，平面机构运动简图的绘制以及机构自由度的计算。 2.重点、难点提示 平面机构运