平面机构的运动简.ppt

机构是一个构件系统，为了传递运动和动力，机构中各构件之间应具有确定的相对运动。然而，机构中的构件仅仅拼凑起来是不一定能运动的；即使能运动，也不一定能有确定的相对运动。为此，构件应如何组合，才能运动？在什么条件下才具有确定的相对运动？这对分析现有机构或创新机构是很重要的。1若要判定几个构件通过运动副相连起来的构件系统能否产生相对运动和是否有确切的运动，就必须研究平面机构的自由度计算。22.3平面机构的自由度2.3.1平面机构自由度计算公式及

机构具有确定运动的条件平面机构的自由度就是该机构中各构件相对于机架的所能有的独立运动的数目。1我们已经知道，对于一个作平面运动的构件，具有三个自由度。当它们通过运动副相互联接之后，它们的相对运动就受到约束，必然失去一些自由度。但又保留一些自由度。构件失去的自由度与它受到的约束条件数相等。2设平面机构共有k个构件，除去固定构件，则机构中的活动构件数为n=k-1；若机构中共有PL个低副和PH个高副，则这些活动构件在未用运动副联接之前，其自由度总数为3n。当用PL个低副与PH个高副联接成机构之后，全部运动副所引入的约束总数为2PL+PH。因此可动构件的自由度总数减去运动副引入的约束总数，就是该机构中各个构件相对机架独立运动的数目，亦即为该机构的自由度，以F表示，则有3F=3n-2PL-PH (2-1)42.3.1平面机构自由度计算公式及

机构具有确定运动的条件例2-3计算如图2.10所示机构的自由度。1解该机构有三个活动构件，即n=3；有四个转动副，即PL=4；没有高副，即PH=0。由式(2-1)得机构的自由度为2F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=13原动件的独立运动是由外界给定的。如果给出的原动件数不等于机构的自由度，则将产生如下影响：4如图2.11(a)所示，由三个构件通过转动副联接而成的系统就没有运动的可能性。计算其自由度可得F=3×2-2×3-0=0，如图2.11(b)所示系统，n=3，PL=5，PH=0。计算其自由度可得，F=3×3-2×5-0=-1，由于F＜0，已成为超静定的桁架。又如图2.11(c)所示的五构件系统，若取构件1作主动件，当给定?1时，构件2、3、4的位置是不确定的。但如果给定构件1、4的位置参数?1和?4，则构件2、3的位置也就确定。计算该系统的自由度可得F=3×4-2×5-0=2。52.3.1平面机构自由度计算公式及

机构具有确定运动的条件图2.11几种构件系统示例2.3.2计算平面机构自由度应注意

的事项在应用式(2-1)计算平面机构自由度时，应注意以下几点。复合铰链两个以上构件同时在一处用转动副相联接就构成复合铰链。如图2.12(a)所示为三构件在A处构成的复合铰链。图(b)是它的俯视图，可以看出，此三个构件共组成两个转动副。当由k个构件组成复合铰链时，则应当组成(k-1)个转动副。在计算机构自由度时，应仔细观察是否有复合铰链存在，以免影响计算。2.3.2计算平面机构自由度应注意的事项图2.12复合铰链2.3.2计算平面机构自由度应注意

的事项例2-4试计算如图2.13所示机构的自由度。解此机构A、B、C、D为复合铰链，各具有两个转动副，所以PL=10(全部为转动副)，PH=0，可动构件数n=7。由式(2-1)得机构的自由度为F=3n-2PL-PH=3×7-2×10-0=12.3.2计算平面机构自由度应注意的事项图2.13含有复合铰链的机构2.3.2计算平面机构自由度应注意的事项2. 局部自由度机构中一种与整个机构主运动无关的自由度，称为局部自由度，在计算机构自由度时，可预先排除。例2-5试计算如图2.14所示机构的自由度。解如图2.14所示平面凸轮机构中，为减少高副元素的磨损，在从动件上安装一个滚子3，变滑动摩擦为滚动摩擦。由于滚子绕其自身轴线的转动与否并不影响凸轮与从动件间的相对运动，因此滚子绕其身轴线的转动为机构的局部自由度，在计算机构的自由度时应预先将转动副C除去不计。或如图所示，设想将滚子3与从动件固连在一起作为一个构件来考虑，此时，该机构中n=2，PL=2，PH=1。故F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1=1即此机构只有1个自由度，是符合实际情况的。2.3.2计算平面机构自由度应注意的事项图2.14局部自由度/webnew//webnew//webnew//webnew/第2章平面机构的运动简图

及自由度（时间：2次课，4学时）第2章平面机构的运动简图及自由度本章要点及学习指导：本章首先介绍组成机构最基本的环节——