机械设计基础课件第一章平面机构及其自由度.ppt

第一章 平面机构及其自由度,第一节 平面机构的组成 第二节 平面机构运动简图 第三节 平面机构的自由度,第一节 平面机构的组成,一、运动副及其分类1、运动副 使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接。2、分类A、低副：凡为面接触的运动副。包括回转副和移动副。,第一节 平面机构的组成,回转副两构件只作相对转动铰链（分为固定铰链和活动铰链）移动副只能沿某一方向相对移动,第一节 平面机构的组成,B、高副：凡点接触或线接触的运动副。,第一节 平面机构的组成,C、两种空间运动副：球面副和螺旋副,第二节 平面机构运动简图,一、机构运动简图 机构运动简图是用简单的线条和符号表示构件和运动副，并按一定比例定出各运动副的位置的简单图形。二、目的 研究和设计机构或对机器作运动分析。,第二节 平面机构运动简图,三、常用符号,第二节 平面机构运动简图,四、画法说明1、选择合适的比例 m/mm2、选择视图平面运动平面3、运动情况 搞清传动路线，构件的组成及运动副是关键。,第二节 平面机构运动简图,第二节 平面机构运动简图,第三节 平面机构的自由度,一、平面运动构件的自由度 对于一个作平面运动的独立构件，具有三个独立的运动。即x方向、y方向的平动和转动。,第三节 平面机构的自由度,二、运动副的约束 机构中构件被联接起来组成运动副后，其相互间有接触，独立运动受到限制，把对独立运动的限制称为约束。平面低副引入两个约束，具有一个自由度。平面高副引入一个约束，具有两个自由度。,第三节 平面机构的自由度,三、平面机构自由度的计算 设某一平面机构由N个构件组成，PL个低副和PH个高副。这N个构件中有一个构件充当机架（此构件被看作是固定不动的），其余活动构件数为n=N-1，这n个活动构件在未同运动副联接前共具有3n个自由度，在PL个低副和PH个高副联接成机构后，便受到2PL+PH个约束。,第三节 平面机构的自由度,活动构件相对机架的自由度数，既为机构的自由度数，应为活动构件自由度总数与运动副引入约束总数之差。即：F=3n-2PL-PH,第三节 平面机构的自由度,机构的自由度也就是机构所具有独立运动的数目，通常机构中的每个原动件具有一个独立运动，因此，机构的自由度也就是机构应当具有原动件的数目。机构能运动的条件 F0；机构具有确定运动的条件:主动件数=F,第三节 平面机构的自由度,例1-3 计算图1-8b所示机构的自由度。解 在机构中，活动构件数n=3；低副数PL=4；高副数PH=0。由公式：F=3n-2PL-PH=33-24=1 该机构只有一个原动件同自由度数目相同。,第三节 平面机构的自由度,例1-4计算图1-9所示机构的自由度。解 在机构中，活动构件数n=4；低副数PL=5；高副数PH=1。由公式：F=3n-2PL-PH=34-25-1=1,第三节 平面机构的自由度,第三节 平面机构的自由度,四、计算自由度应注意的问题1、复合铰链 两个以上的构件在一处用转动副联接即构成复合铰链。由m个构件汇成的复合铰链应包含m-1个转动副。,第三节 平面机构的自由度,例 1-5计算图1-14所示机构的自由度。解 在机构中，活动构件数n=7；低副数PL=10；高副数PH=0。由公式：F=3n-2PL-PH=37-210-0=1,第三节 平面机构的自由度,2、局部自由度 如图1-15a所示凸轮机构，为了减少触处的磨损，在凸轮和从动件（顶杆）间装了圆柱形滚子，显然滚子绕自身轴线的自由转动不会影响其它构件的运动。这种同整个机构运动无关的自由度称为局部自由度。,第三节 平面机构的自由度,3、虚约束 机构中，重复而对机构运动不起限制作用的约束称为虚约束。在计算自由度时应除去不计。虚约束常出现在下列场合：1、两构件间组成多个导路平行的移动副时；2、两构件间组成多个轴线重合的转动副时；3、机构中对传递运动不起独立作用的对称部分。,第三节 平面机构的自由度,第三节 平面机构的自由度,例 1-7 计算图1-17a所示机构的自由度。,第三节 平面机构的自由度,解 在机构中，活动构件数n=7；低副数PL=9；高副数PH=1。由公式：F=3n-2PL-PH=37-29-1=2,第一章 平面机构及其自由度,第一章 平面机构及其自由度,