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第三章机构运动简图及平面机构自由度

CATALOGUE目录机构运动简图概述平面机构自由度概念及计算方法平面连杆机构运动简图与自由度分析凸轮机构运动简图与自由度分析齿轮传动系统运动简图与自由度分析总结回顾与拓展延伸

机构运动简图概述01

机构运动简图是用规定的线条和符号表示机构中各构件的运动关系，而不考虑其具体的形状和尺寸的简化图形。定义机构运动简图能够清晰地表达机构的组成、运动传递关系和运动特性，是进行机构分析和设计的重要工具。作用定义与作用

运动简图应准确地反映机构的实际情况，包括构件的数目、类型、连接方式和相对运动关系等。准确性简洁性规范性在保证准确性的前提下，运动简图应尽量简化，避免不必要的细节和复杂性。绘制运动简图时应遵循一定的规范和标准，如使用规定的线条和符号等，以便于理解和交流。030201运动简图绘制原则

由若干刚性构件通过低副连接而成的机构。具有结构简单、制造方便、承载能力大等优点，但运动精度和稳定性较差。连杆机构由凸轮、从动件和机架等构件组成的机构。具有结构紧凑、设计灵活、传动平稳等优点，但制造精度要求较高。凸轮机构由齿轮副组成的机构。具有传动效率高、传动比准确、结构紧凑等优点，但制造和安装精度要求较高。齿轮机构由蜗杆和蜗轮组成的机构。具有传动比大、结构紧凑、传动平稳等优点，但制造精度和效率相对较低。蜗杆机构常见机构类型及其特点

平面机构自由度概念及计算方法02

自由度定义平面机构自由度是指机构中独立运动的构件数目，它决定了机构的运动性质和运动能力。自由度意义自由度的概念对于机构设计、分析和优化具有重要意义。通过计算机构的自由度，可以了解机构的运动特性，判断机构是否满足工作要求，以及预测机构的运动行为。自由度定义与意义

平面机构自由度F=3n-2Pl-Ph，其中n为活动构件数，Pl为低副数，Ph为高副数。计算公式首先确定机构中的活动构件数n，然后统计低副数Pl和高副数Ph，最后代入公式进行计算。计算步骤平面机构自由度计算公式

平面机构中的约束条件包括几何约束和运动约束。几何约束是指构件之间的相对位置关系，运动约束是指构件之间的相对运动关系。约束条件约束条件对平面机构自由度具有重要影响。不同的约束条件会导致机构自由度的变化。例如，增加低副数Pl会减少机构的自由度，而增加高副数Ph则可能增加机构的自由度。因此，在机构设计过程中，需要充分考虑约束条件对自由度的影响，以保证机构能够满足工作要求并具有良好的运动性能。对自由度影响约束条件对自由度影响分析

平面连杆机构运动简图与自由度分析03

连杆机构由若干刚性构件通过低副（转动副、移动副）连接而成。在连杆机构中，通过主动件的连续运动，带动从动件按预定规律进行运动。连杆机构组成及工作原理工作原理组成

选择视图平面绘制构件绘制运动副标注尺寸连杆机构运动简图绘制方法通常选择垂直于连杆机构运动平面的视图作为绘制运动简图的平面。用规定的符号表示运动副，并标注运动副的类型和位置。用规定的线条表示构件，并用字母标注各构件。标注必要的尺寸，如构件长度、角度等。

123F=3n-2Pl-Ph，其中n为构件数，Pl为低副数，Ph为高副数。计算公式以某平面四杆机构为例，介绍自由度计算方法和步骤。实例分析当自由度F0时，机构具有确定的运动；当F=0时，机构处于静止或瞬时运动状态；当F0时，机构无法运动。自由度与机构运动确定性关系连杆机构自由度计算实例

凸轮机构运动简图与自由度分析04

03凸轮机构的类型根据凸轮形状和从动件类型的不同，可分为盘形凸轮机构、移动凸轮机构、圆柱凸轮机构等。01凸轮机构的基本组成包括凸轮、从动件和机架三个基本构件。02凸轮机构的工作原理通过凸轮的旋转或往复运动，推动从动件按照预定的运动规律进行往复移动或摆动。凸轮机构组成及工作原理

设计原则满足从动件的运动规律要求；保证凸轮机构具有良好的动力性能和较小的冲击；便于加工和测量。设计方法反转法，即根据从动件的运动规律，反求凸轮的轮廓曲线；解析法，即通过建立凸轮轮廓曲线的数学模型，利用计算机进行辅助设计。凸轮轮廓曲线设计原则和方法

凸轮机构运动简图绘制和自由度计算运动简图绘制用简单的线条和符号表示凸轮机构的实际结构和运动情况，包括构件、运动副、力和力偶等要素。自由度计算根据机构运动简图，利用自由度计算公式F=3n-2PL-Ph（n为活动构件数，PL为低副数，Ph为高副数）进行计算。对于凸轮机构，通常只有一个自由度，即凸轮的旋转自由度。

齿轮传动系统运动简图与自由度分析05

平行轴之间的传动，包括直齿、斜齿和人字齿等类型，具有结构紧凑、传动效率高、工作可靠等特点。圆柱齿轮传动相交轴或交错轴之间的传动，分为直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮等，适用于大速比、大扭矩的场合。圆锥齿轮传动交错轴之间的传动，