机械设计基础 自由度

1、11 1 机构的组成机构的组成2 2 机构运动简图机构运动简图3 3 平面机构的自由度平面机构的自由度2运动副：构件间的动联接。 零零 件件静联接静联接 构构 件件动联接动联接 机机 构构 机机 器器协调组合协调组合曲柄滑块机构曲柄滑块机构3 平面平面低副低副面接触面接触a a）回转副回转副（铰链）（铰链）相对转动相对转动b b）移动副移动副相对移动相对移动4 平面高副平面高副点、线接触点、线接触 空间运动副空间运动副5运动链：两个以上构件通过运动副连接而构成的可动系统。 闭式链闭式链首尾两构件相互连接形成一个封闭的可动系统。 开开式式链链首尾两构件不相互连接，形成一个非封闭的可动系统。6机构

2、：在运动链中，将某一构件固定作为机架 。机架：机架：4 4原动件：原动件：1 1从动件：从动件：2 2、3 3平面机构：各构件在同一平面或平行平面内运动。空间机构7：用简单线条、符号表达复杂机械中各 构件的相互联系、运动特性。2134567,88 识别构件； 确定构件间的相对运动关系(运动副)； 选择视图、定比例作图。u 对现有机器进行运动分析和受力分析。u 新机器的方案设计、方案比较及主要参数的确定。 914例例1 1：偏心轮滑块机构偏心轮滑块机构ABOe解：1) 识别构件1机架2偏心轮3连杆4滑块2) 确定运动关系1-2：回转副O2-3：回转副A3-4：回转副B4-1：移动副233) 选视

3、图，定比例，作图。10例：凸轮机构例：凸轮机构解：1）识别构件1机架; 2凸轮; 3从动杆2）确定运动关系1-2: 回转副A; 2-3: 高副B; 3-1: 移动副CABe32 C13) 作图11例例：颚式破碎机颚式破碎机解：1）识别构件1曲轴；2、3、4从动件；5动颚板；6机架2）确定运动关系1-6：回转副O；1-2：回转副A 2-3：回转副D；2-4：回转副B4-5：回转副C；3-6：回转副E5-6：回转副F3）作图1213抽水机机构抽水机机构冲孔机构冲孔机构缝纫机下针机构缝纫机下针机构插齿机构插齿机构14平面机构机构中所有运动构件在同一平面或平行平面内运动。自 由 度独立的自由运动。o

4、ox xy y 一个作平面运动的自由构件有3个自由度。约 束对构件间相对运动的限制。15 引入一个回转副后，构件失去2个自由度。 引入一个高副后，构件失去1个自由度。结论：平面机构中， 引入一个移动副后，构件失去2个自由度。oxyoxyyox16 设由N个构件组成的平面机构，活动构件数为n=N-1，低副数为PL，高副数为PH，则机构的自由度F为：F=33-24=1该机构有确定运动。F=34-25=2该机构无确定运动。若4也为原动件,则有确定运动。F=32-23=0该机构为桁架，无法运动。12345ABCDE例：1234ABCD123ACBCD17结论：平面机构要实现确定的运动，必须满足以下条件

5、： 。F=310-211-1=7 ?18：多个构件在同一轴线上用回转副相联。如图：三个构件组成的复合铰链构 成了2个回转副。同理：可以包括机架。如：12319图示凸轮机构： n=3PH=1PL=3F=33-23-1=2滚子3的转动不会影响整个机构的运动局部自由度。正确的计算方法：将滚子与从动件在一起（如图）F=32-22-1=120EABCDF注意：局部自由度虽不影响整个机构的运动，但可将 滑动摩擦滚动摩擦，从而，磨损。常见的局部自由度：小滚子图示机构：F=34-26=0构件3：重复约束F=33-24=1F=0，机构无法运动。21注意：虚约束虽不影响整个机构的运动，但可改善受载状况。常见的虚约

6、束：多以对称结构出现虚约束虚约束虚约束虚约束虚约束虚约束虚约束虚约束虚约束虚约束22例：解：机构中B、C、D、E处均为复合铰链，每处有2个回转副。F=37-210=1若lCE=lDE， lBC=lBD=lCF=lDF，则F沿mm水平移动圆盘锯机构。解：首先去掉虚约束。虚约束虚约束共有5个活动构件，7个低副。该机构有确定运动。F=35-27=1该机构有确定运动。1 12 23 34 45 523虚约束解：去掉机构中的虚约束。共有7个活动构件，10个低副。F=37-210=11234567该机构有确定运动。解：去掉机构中的虚约束。局部自由度将小滚子局部自由度焊接住。共有6个活动构件，8个低副，1个高副，三角