1.3.1平面机构自由度的计算（一）《机械设计基础》教学课件.pptxVIP

项目一 单缸四冲程内燃机的机构表达1.3 计算单缸四冲程内燃机的自由度1.3.1平面机构自由度的计算（一）机械设计基础 （1）掌握平面机构自由度的计算方法，能准确识别机构中的运动副，判断低副、高副的数目。 （2）掌握平面机构具有确定运动的条件。任务目标 ??? 1.自由度：构件所具有的这种独立运动的数目称为构件的自由度。 一个作平面运动的构件可以做沿轴x、轴y和绕垂直于xoy平面的轴的转动。这个自由构件有三个独立运动的可能性。所以一个作平面运动的自由构件有三个自由度。一、平面机构自由度计算 2.约束 但当这些构件之间以一定的方式联接起来成为构件系统时，各个构件不再是自由构件。两相互接触的构件间只能作一定的相对运动，自由度减少。 这种对构件独立运动所施加的限制称为约束。3.自由度和约束的关系 运动副引入约束，构件就失去自由度。 运动副既限制了两构件的某些相对运动，又允许构件间有一定的相对运动。 引入转动副后约束了构件2沿X、Y轴移动的自由度，只保留一个转动的自由度。 （1）转动副 1.低副（2）移动副 引入移动副，约束了构件2沿Y轴方向的移动和在平面内转动两个自由度，只保留沿X轴方向移动的自由度。 比如，凸轮只约束了顶杆沿接触处公法线n-n方向移动的自由度，保留了其绕接触处的转动和沿接触处公切线t-t方向移动的两个自由度。2.高副 二、自由度计算公式n：机构中活动构件数，n=N-1，原自由度为3n; PL ：机构中低副数，自由度减少2PL ； PH ：机构中高副数，自由度减少PH ；则 自由度F = 3n - 2PL - PH 计算实例 n = 3, PL= 4, PH = 0 = 1 F = 3n - 2PL - PH =3×3 - 2×4 - 0 =1 三、平面机构具有确定相对运动的条件?四杆机构，F=1,1个原动件，运动可确定。 五杆机构，F=2,1个原动件，运动不确定。 2个原动件，运动确定 原动件数=F0，运动确定原动件数F，运动不确定原动件数F，机构破坏 结论： 平面机构具有确定运动的条件：机构原动件个数应等于机构的自由度数目，W=F≠0。 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。