机械设计基础第1章.ppt

§1－1运动副及其分类平面高副

两构件为点或线接触，允许两个相对运动。

机械中还经常用到两种空间运动副(球面副和螺旋副)。

§1-3平面机构自由度计算一、平面机构自由度的计算公式1构件的自由度：自由度：构件含有独立运动的数目。平面运动的自由构件有3个自由度.约束：对独立运动的限制.低副：2个约束，1个自由度;高副：1个约束，2个自由度.F=3n-2pL-pH上式表明：机构自由度F取决于活动构件、低副和高副的数目.例1.3计算颚式破碎

机主体机构的自由度。

解：该机构中：构件总数为4，活动构件数n＝3，转动副共4个，=4，无高副，=0。故F=3n-2pL-pH=3×3-2×4=1计算表明该机构只有一个自由度，这与颚式破碎机只有曲轴２是主动件相符。铰链五杆机构：§1-3平面机构自由度计算1.复合铰链两个以上的构件同时在一处用回转副相连就构成复合铰链。K个构件具有K-1个转动副.?2.局部自由度与输出构件运动无关的自由度称为局部自由度。?3.虚约束对机构运动不起限制作用的重复约束称为虚约束。虚约束虽然对运动不起作用，但有增加构件刚性、使构件受力均衡等作用。例题４例题５例1-4试判定图示圆盘锯机构是否具有确定运动。解：该机构共有７个活动构件，n=7。A、B、C、D是三构件汇交的复合铰链，各为两个回转副，故=10。于是：Ｆ=３×７-２×10=１Ｆ与主动件个数相等，机构具有确定运动。该机构主动件８匀速转动时，圆盘锯片中心Ｅ将确定地沿直线EE移动。例1-5试计算图示大筛机构的自由度解：滚子处是局部自由度；Ｅ或Ｅ处有虚约束；Ｃ处是复合铰链。将滚子与推杆焊成一体，去掉移动副Ｅ并在Ｃ点注明转动副数得到图b)。于是：Ｆ=３n－2－=３×７－２×９－１=２

此机构的自由度等于2，有两个原动件§1-4速度瞬心及其应用瞬心定义瞬心是相对运动的两刚体绝对速度的等速

点，或说是相对速度为零的重合点。瞬心数目一个机构若有Ｎ个构件，则瞬心总数为

k=Ｎ(Ｎ-１)/２瞬心位置两构件相互接触分为４种情况三心定理作平面运动的三构件的三瞬心必位于同一直线上。证三心定理的应用例１求图示铰链四杆机构的瞬心例２求图示曲柄滑块机构的瞬心瞬心应用铰链四杆机构齿轮机构或摆动从动件凸轮机构直动从动件凸轮机构瞬心位置:(1)两构件组成转动副(左图a)

转动副的中心便是瞬心；

(2)两构件组成移动副(左图b)

瞬心在导路垂线的无穷远处；

(3)两构件组成纯滚动副(左图d)

所以接触点就是其瞬心；

(4)两构件组成一般高副(左图c)

瞬心应位于过接触点的公法线1．铰链四杆机构杆求出杆２、４的瞬心p24如图。因p24是构件4和2的等速点，故有：vp24=ω4×p14p24=ω2×p12p24于是ω2/ω4=p14p24/p12p24。该式表明：两构件的角速度比与其绝对瞬心至相对瞬心的距离成反比。2．齿轮或摆动从动件凸轮机构显然，p13和p12是绝对瞬心。相对瞬心p23应在过接触点的公法线上，又应位于p13和p23的连线上，因此两直线的交点就是p23。p23因是构件2、3的等速点，故有

vp23=ω2×p12p23=ω3×p13p23。

上式表明：组成高副的两构件，其角速度比与连心线被接触点公法线所分割的两线段长度成反比。3．直动从动件凸轮机构显然p13、p23是绝对瞬心。过作导路的垂线代表p13和p23之间的连线，它与法线NN的交点就是p12。p12是构件1和2的同速点。由１可得vp12=ω1×p12p13；由构件２可得=vp12=v2（构件２为平动构件，其上各点速度都等于v2）。故得p12p13=v2/w2。第一章小结基本概念自由度运动副局部自由度虚约束速度瞬心基本技能能正确计算平面机构的自由度；能绘制简单机械