机械零部件设计 第2版 课件 学习情境二 任务2.2绘制平面机构运动简图与计算自由度.pptx

《机械零部件设计》

情境二

设计

内燃机中的常用机构;1、了解内燃机的组成及工作原理，学会进行内燃机结构分析。

2、掌握平面机构运动简图绘制与自由度计算。

3、掌握平面连杆机构的设计。

4、掌握凸轮机构设计。

5、培养学生分析和解决工程实际问题的能力，勇于创新、敬业

乐业的工作作风和良好的职业道德以及团队协作精神。;任务二;任务二;1、掌握平面机构运动副的概念；

2、学会平面机构运动简图的绘制；

3、掌握平面机构自由度的概念，学会平面机构自由

度的计算方法和机构运动确定性的判定方法。;1、完成学习情境（二）工作任务单中的问题：

（1）什么是高副？什么是低副？在平面机构中高副和低副各引入几个约束？

（2）什么是机构运动简图？绘制机构运动简图的步骤？

（3）什么是机构的自由度？计算自由度应注意那些问题？

（4）机构具有确定运动的条件是什么？若不满足这一条件，机构会出现什么情况？

2、完成内燃机机构运动简图的绘制；

3、计算内燃机主体机构的自由度。;1、平面机构的运动副；

2、平面机构运动简图；

3、平面机构的自由度概念；

4、平面机构的自由度计算；

5、平面机构具有确定运动的条件。;1．平面运动副的定义

两个构件或两个以上构件直接接触，并且构件之间能产生一定形式的相对运动的可动联接称为运动副。

若运动副只允许两构件在同一平面或相互平行平面上做相对运动，则称该运动副为平面运动副。;2．平面运动副的分类

根据运动副中两构件接触方式的不同，平面运动副分为低副和高副。

两构件通过面接触组成的运动副称为低副，包括转动副和移动副。

两构件通过点或线接触构成的运动副称为高副，包括凸轮副和齿轮副。;1）转动副

若运动副只允许两个构件作相对转动，则称该运动副为转动副，也称铰链。

;2）移动副

若运动副只允许两个构件沿某一直线做相对移动，则称该运动副为移动副。

;1）齿轮副：两个齿轮接触形成的运动副称为齿轮副。;2）凸轮副：与凸轮表面接触所形成的运动副称为凸轮副。;1.平面机构运动简图的概念

所有构件都只能在相互平行的平面上运动的机构称为平面机构。

为了便于研究机构的运动，将机构中那些与运动无关的实际外形和具体结构略去，只用一些简单线条表示构件、用简单的规定符号表示运动副的类型，按一定比例确定出各运动副的相对位置及与运动有关的尺寸。这种表示机构各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。

若不按比例绘制，则称为机构运动示意图。;2.构件的分类

（1）机架：机构中相对固定的构件称为机架，它的作用是支承运动构件。

（2）主动件：给定运动规律的构件称为主动件，一般主动件与机架相连。

（3）从动件：机构中除主动件以外的全部活动件都称为从动件。;3.绘制机构运动简图的目的

1）用来分析现有机器

能够了解机器由哪些构件、哪些机构组成的，还能根据这些机构的运动性能知晓其工作特点。甚至能预知其容易发生故障的部位，进而能正确操作、使用与维护。;;4.平面机构运动简图的绘制

1）绘制简图的比例尺及机构要素的符号;2）绘制平面机构运动简图的步骤

（1）分析机构的构造和运动情况，搞清楚该机构是由多少个构件组成，各构件之间用何种运动副连接。

（2）选择合适的①比例尺，②机构位置，③投影面。

（3）按照机构运动简图的定义绘图，即用简单线条和规定符号分别表示构件和运动副，按比例确定各运动副之间的位置，用简单图形把机构运动情况反映出来。

★图中各运动副顺次标以大写英文字母，各构件标以阿拉伯数字，用箭头标明主动件。;机构运动简图符号;绘制平面机构运动简图实例;绘制平面机构运动简图实例;电机;绘制平面机构运动简图实例;训练：绘制内燃机的机构运动简图;训练：绘制内燃机的机构运动简图;;;2、运动副的约束

平面低副的约束为2：

在低副中，十分显然转动副和移动副分别限制了构件的两个自由度（即两个移动或一个移动和一个转动），也就是说使机构减少了两个自由度；

平面高副的约束为1：

在高副中，只限制了两个构件沿接触点公法线方向的移动，也就是说构件减少了一个自由度。;;[例]计算右图所示机构的自由度

解：该图中总构件数N为6，转动副数为5，移动副数为2，没有高副。所以n=5，PL=7,PH=0，则自由度为：

F=3n-2PL-PH=3×5-2×7-0=1;机构具有确定运动的条件是：机构原动件的数目W应等于机构的自由度F，即W=F0

如果F与W不相等，则

1）若F=0，则机构不能做独立运动，不能动；

2）若F0，机构蜕变为刚性桁架，超静定，不能动