平面机构与自由度计算 教学PPT课件.ppt

REPORT BUSINESS 教学重点、难点 教学重点 掌握运动副的概念、分类； 运动副和构件的表示符号； 机构具有确定运动的条件。 教学难点 平面机构运动简图的绘制； 平面机构自由度的计算。 1 平面机构的组成 1.1 运动副及其分类 由两构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。 两构件构成运动副，接触方式包括点、线、面三种。 按其接触方式一般将运动副分为低副和高副两类 两构件通过面接触所构成的运动副称为低副。 根据它们之间的相对运动是转动或移动，又将低副分为转动副和移动副。 图1-1转动副 图1-2 移动副 1 平面机构的组成 1.1 运动副及其分类 两构件之间以点或线相接触所组成的运动副称为高副。 图1-3 高副 图1-4 1 平面机构的组成 1.1 运动副及其分类 对物体运动的限制条件称为约束。两构件组成运动副之后，其相对运动受到彼此的限制，就引入了约束。引入1个约束条件，构件将减少1个自由度。 组成转动副的构件只能绕同一轴线作相对转动，引入了2个约束，保留了1个自由度； 组成移动副的构件只能沿某一轴线相对移动，也引入2个约束，保留了1个自由度； 组成高副的构件的相对运动是转动兼移动，引入1个约束，保留了2个自由度。 1 平面机构的组成 1.2 构件的分类与组成 组成机构的构件按运动性质可分为三类： 1.机构中接受外部给定运动规律的构件称为原动件。即机构中作用有驱动力或力矩的构件，或运动规律已知的构件。 2.机构中除了原动件以外，随着原动件的运动而运动的其余可动构件称为从动件。 3.在机构中固定不动的构件称为机架。用于支撑可动构件。 2 平面机构的运动简图 2.1 构件和运动副的表示方法 构件用线段或小方块表示，有时机架画成支架的形式。 图2-1 构件的代表符号 2 平面机构的运动简图 2.1 构件和运动副的表示方法 图2-2 转动副的表示方法 图2-3 移动副的表示方法 2 平面机构的运动简图 2.1 构件和运动副的表示方法 两构件组成高副，用两构件接触处的轮廓线来表示，对于凸轮、滚子，画出其全部轮廓，对于齿轮，常画出其节圆。 图2-4 平面高副的表示方法 2 平面机构的运动简图 2.2 机构运动简图的绘制 绘制机械运动简图的方法和步骤： 1.分析机构的组成及运动情况，找出机架、原动件和从动件。 2.根据各构件的相对运动性质，确定运动副的类型和数目。 3.选择视图平面。 4.测量各运动副之间的相对位置，选定比例尺绘出机构的运动简图。 2 平面机构的运动简图  图2-5 3 平面机构的自由度及计算 3.1 平面机构自由度的计算 机构的自由度就是机构具有独立运动参数的数目。 设一个平面机构由N个构件组成，其中1个构件为机架，则可动构件数为n=N－1个，另外设有PL个低副和PH个高副。因为每一个可动构件在未组成运动副之前都具有3个自由度，组成运动副之后，1个低副引进2个约束，1个高副引进1个约束，因此该机构的自由度应为： F=3n－2PL－PH 应用上述公式可以计算平面机构的自由度。 3 平面机构的自由度及计算 3.2 计算平面机构自由度时的注意事项 两个以上的构件在同一处用转动副联接构成了复合铰链。三个构件组成的复合铰链包含两个转动副，若有m个构件汇集在同一处组成复合铰链，应包含m-1个转动副。 图3-1 复合铰链 2.3 平面机构的自由度及计算 3.2 计算平面机构自由度时的注意事项 机构中出现的一种与整个机构运动无关的自由度，称为局部自由度或多余自由度，在计算自由度时应先去除。 图3-2 局部自由度 REPORT BUSINESS