机械设计基础 教学课件 ppt 作者 孙占刚 主编 邹克武 贾志宁 副主编第7章 平面机构的运动简图及自由度.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第7章 平面机构的运动简图及自由度 7.1 运动副及其类型 7.2 平面机构运动简图及其绘制 7.3 平面机构的自由度 若组成机构的所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动，则称该机构为平面机构，否则称为空间机构。 7.1 运动副及其类型 运动副：两构件直接接触而彼此又有一定相对 运动的联接。 7.1.1 运动副的概念 7.1.2 平面运动副的类型 两构件间通过面接触形成的运动副称为低副。 1.低副 铰链中有一构件是 固定的，称为固定铰链。 否则称为活动铰链。 (1)转动副 组成运动副的两构 件之间只能绕某一轴线 作相对转动，这种运动 副称为转动副。 转动副又称为铰链。 组成运动副的两构件只能沿某一轴线作相对直线运动，这种运动副称为移动副。 (2)移动副 低副实例2 两构件之间通过点或线接触组成的运动副称为高副。 2.高副 齿轮副 凸轮副 7.2 平面机构运动简图及其绘制 基本不考虑机构中诸如构件的外形和截面尺寸、运动副的具体结构等与运动无关的因素，仅用一些规定的简单线条和符号，按比例作出的对机构进行简明描述的图形称为机构运动简图。 7.2.1 平面机构运动简图 要绘制出简明、清晰的机构运动简图，需要熟悉构件的类型、运动副和构件的规定符号。 7.2.2 平面机构运动简图的绘制 构 件 固定构件 机架 主动件 机构中作用有驱动力的构件。 从动件 随着主动件的运动而运动的构件。 1、构件的类型 2.运动副及构件的符号 例 图7-6 内燃机主运动机构的机构运动简图 构件的自由度：能确定构件在任一瞬时位置的一组独立运动参数的数目。 1. 构件的自由度 注意：① 一个作平面运动的点， 有两个自由度； ②一个作平面运动的构件，有三个自由度； α 平面运动构件三自由度 7.3.1 平面机构自由度及计算 7.3 平面机构的自由度 2. 运动副的约束 图7-8 通过转动副连接的两构件 3. 平面机构自由度的计算 F —该机构的自由度 n —该机构中的可动件数 PL —该机构中的低副数 PH —该机构中的高副数 F＝3n－2PL－PH ＝3×5－2×6-2 ＝1 例 该机构的可动构件数为： n＝5 低副数：PL＝6 高副数：PH＝2 两个以上构件组成两个或更多个共轴线的转动副，即为复合铰链。 7.3.2 计算机构自由度时应注意的事项 1.复合铰链 当由k个构件组成复合铰链时，应当按照k-1个转动副计算。 机构中不影响其输出与输入运动关系的个别构件的独立运动自由度。 2.局部自由度 在机构中与其他约束重复而对运动不起限制作用的约束为虚约束。 3.虚约束 注意：计算自由度时应除掉虚约束。 ① 两构件构成若干移动副，其导路均相互平行或重合时，则只有一个移动副起约束作用，其余为虚约束。 （1）两个构件之间组成多个同类型的运动副。包括三种情况： ②两构件构成若干转动副且轴线重合，则计算机构自由度时只算一个转动副，其余为虚约束。 ③两构件组成多个高副，且接触点处的公法线重合，则计算机构自由度时，只算一个高副，其余均为虚约束。 （2） 机构中对运动无影响的对称部分，也为虚约束。 例 计算图7-17所示大筛机构的自由度。 解： 机构中的滚子具有局部自由度；顶杆3与机架8在E和E′组成两个导路平行的移动副，按一个移动副考虑；C处是复合铰链。 n＝7，PL＝9，PH＝1 F＝3n－2PL－PH＝3×7－2×9－1＝2 构件组合成为机构的充分必要条件为： 构件系统的自由度必须大于零，且原动件数与其自由度必须相等。 三、构件组合成为机构的条件 1.构件系统F=0的情况 2.构件系统自由度与原动件数不相等的情况 （1）机构的原动件数大于自由度，势必使机构卡死 或导致运动副及构件的损坏，不能成为机构。 （2）机构的原动件数小于自由度，就会出现运动 不确定情况。 * *