机构运动简图及平面机构自由度课件

什么是平面机构？怎样表示平面机构才便于分析问题？如何才能知道机构是否合理？机构运动简图及平面机构运动简图CABD要点精品什么是平面机构？机构运动简图及平面机构运动简图CABD要点精12.1平面机构的组成机构中两构件直接接触的可动连接平面运动副组成运动副的两构件只能作平面运动的运动副运动副构件之间用运动副连接所形成的系统运动链精品2.1平面机构的组成机构中两构件直接接触的可动连接平面运动2.组成机构的各构件都在同一平面或相互平行的平面内相对运动叫平面机构机构具有机架的运动链称为机构。机架原动件从动件用来支承活动件，在机构中相对固定不动的构件，通常作为参考坐标系即运动规律已知的活动构件，它的运动规律由外界给定，一般与机架相连。用箭头标注。从动件机构中随原动件运动而运动的其余构件固定件（机架）原动件精品.组成机构的各构件都在同一平面或相互平行的3平面运动副的分类及其表示方法低副（面接触）高副（点或线接触）12移动副12121221齿轮副21凸轮副1221nn转动副12精品平面运动副的分类及其表示方法低副（面接触）高副（点或线接触）4

关于平面机构运动简图运动副及构件的表示方法机构运动简图的绘制BACABC§2-2平面机构的运动简图精品关于平面机构运动简图BACABC§2-2平面机构的运动5什么是机构运动简图：忽略那些与机构运动无关的因素，仅用规定的符号和简单的线条来表示构件和运动副，并按一定比例绘出的反映机构中各构件相对运动关系的简单图形。原则：简单、规范、准确地反映运动。

与运动无关的因素：诸如构件的外形、截/断面尺寸、运动副内部结构…...。包含的主要内容：构件的数目、长度、运动副的类型、数目、运动副之间的相对位置，注明原动件和机架等。关于平面机构运动简图精品什么是机构运动简图：忽略那些与机构运动无关的因素，仅用规定的6转动副移动副平面高副1212312曲面高副齿轮高副凸轮高副常见平面运动构件表示方法精品转动副移动副平面高副1212312曲面高副齿轮高副凸轮高副常7同一构件两副构件常见平面运动构件表示方法精品同一构件两副构件常见平面运动构件表示方法精品8常见机构运动简图符号凸轮机构移动凸轮

齿轮齿条机构

精品常见机构运动简图符号凸轮机构移动凸轮齿轮齿条机构精品9齿轮机构

圆锥齿轮机构

蜗轮蜗杆机构精品齿轮机构圆锥齿轮机构蜗轮蜗杆机构精品10例：精品例：精品11例1：偏心轮机构。与运动有关的只是偏心轮的外形心与转动中心之间的距离。

2.2平面机构运动简图的绘制精品例1：偏心轮机构。与运动有关的只是偏心轮的外形心121234ABC141223A14B12C23432414例2

§2-2

平面机构运动简图的绘制精品1234ABC141223A14B12C23432414例213●A1234BCD例3：颚式破碎机

§2-2

平面机构运动简图的绘制精品●A1234BCD例3：颚式破碎机§2-2平面机构运动14例4：活塞泵运动副？

§2-2平面机构运动简图的绘制精品例4：活塞泵运动副？§2-2平面机构运动简图的绘制精品15

雷达天线的俯仰角调节机构只是一个单独的平面连杆机构。

内燃机由连杆机构、齿轮机构、凸轮机构等组成。CABD例5：内燃机机构例6：雷达天线

§2-2

平面机构运动简图的绘制精品雷达天线的俯仰角调节机构只是一个单独的平面连杆16

用运动副联结后，彼此的相对运动受到某些约束

空间构件在用运动副联结前有六个独立的相对运动。xzy构件1O构件2转动副xyO构件2平面自由构件具有三个自由度。

§2-3

平面机构自由度的计算构件具有独立运动的数目，称为构件的自由度。运动副对构件独立运动的限制，称为约束。精品用运动副联结后，彼此的相对运动受到某些约束17移动副12一个平面低副带入两个约束。一个平面高副带入一个约束。转动副12xyXYtnnt约束精品移动副12一个平面低副带入两个约束。一个平面高副带入一个约束181、自由度计算公式:B3CD4A121

n—机构中活动构件的数目

PL—机构中低副的个数

PH—

机构中高副的个数F=3n–2PL–PH

平面机构自由度的计算精品1、自由度计算公式:B3CD4A121n—机19n=3;PL=4;Ph=0F=3×3-2×4=1n=2;PL=2;Ph=1F=3×2-2×2-1=1ABC11234例1:n=6;PL=8;Ph=0F=3×6-2×8=2?123456例3:例2:精品n=3;PL=4;Ph=0n=2;PL=220

平面机构具有确定运动的条件1.机构的自由度F：机构所具有独立运动的数目。ABCD11234F=1ABCD1123425F=2精品平面机构具有确定运动的条件1.机构的自由度F：机21原动件数大于自由度数原动件数小于自由度数机构在薄弱处损坏

机构无确定运动

（单击播放）（单击播放）平面机构具有确定运动的条件：1、自由度数＞02、机构原动件个数应等于机构的自由度数目。2.机构具有确定运动的条件精品原动件数大于自由度数原动件数小于自由度数机构在薄弱处损坏机22412356F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－560＝

3F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－570＝

1复计算自由度时应注意的问题123213(a)(b)一、复合铰链结论：若有m(m3)个构件在同一处构成共轴线的转动副，将构成m-1个低副精品412356F＝3n－2PL－PH560＝3F＝23精品精品24惯性筛机构C处为复合铰链◆计算中注意观察是否有复合铰链，以免漏算转动副数目，出现计算错误。n=5,Pl=7,Ph=0=3×5-2×7–0=1F=3n-2Pl–Ph精品惯性筛机构C处为复合铰链◆计算中注意观察是否有复合铰链，以免25例题F=3×6-2×9-0

=0精品例题F=3×6-2×9-0

=0精品26F＝3n－2PL－PH

＝3

－2－760＝

9F＝3n－2PL－PH

＝3

－2－7100＝

1?复复复复例圆盘锯机构精品F＝3n－2PL－PH760＝9F＝3n－2PL－PH27F＝3n－2PL－PH

＝3

－2－331＝

2

机构中某些构件所具有的局部运动，并不影响机构运动的自由度。局部自由度—排除F＝3n－2PL－PH

＝3

－2－221＝

1二、局部自由度正确算法：将滚子焊在推杆上。

精品F＝3n－2PL－PH331＝2机构中某些构件所28二、局部自由度计算图示机构的自由度。F=36-28-1=1注意：A、E两点处的复合铰链。

F点处的局部自由度。123456ABCDEF例：精品二、局部自由度计算图示机构的自由度。F=36-229虚约束F＝3n－2PL－PH

＝3

－2－123F＝3n－2PL－PH

＝3

－2－＝-1两构件间构成多个运动副错21＝1对精品虚约束F＝3n－2PL－PH123F＝3n－2PL－PH30123两构件间构成多个运动副虚约束常发生在下列情况移动副导路平行转动副轴线重合“转动副”“移动副”精品123两构件间构成多个运动副虚约束常发生在下列情况移动副导路31复局F＝3n－2PL－PH＝3

－2－791＝

2例：412356789精品复局F＝3n－2PL－PH791＝2例：41235678932平面机构的组成：构件、运动副机构运动简图绘制

掌握常见构件（如偏心轮、机架、滑块）的简化方法机构自由度计算注意复合铰链局部自由度和虚约束要点F＝3n－2PL－PH

精品平面机构的组成：构件、运动副要点F＝3n－2PL－PH精品33什么是平面机构？怎样表示平面机构才便于分析问题？如何才能知道机构是否合理？机构运动简图及平面机构运动简图CABD要点精品什么是平面机构？机构运动简图及平面机构运动简图CABD要点精342.1平面机构的组成机构中两构件直接接触的可动连接平面运动副组成运动副的两构件只能作平面运动的运动副运动副构件之间用运动副连接所形成的系统运动链精品2.1平面机构的组成机构中两构件直接接触的可动连接平面运动35.组成机构的各构件都在同一平面或相互平行的平面内相对运动叫平面机构机构具有机架的运动链称为机构。机架原动件从动件用来支承活动件，在机构中相对固定不动的构件，通常作为参考坐标系即运动规律已知的活动构件，它的运动规律由外界给定，一般与机架相连。用箭头标注。从动件机构中随原动件运动而运动的其余构件固定件（机架）原动件精品.组成机构的各构件都在同一平面或相互平行的36平面运动副的分类及其表示方法低副（面接触）高副（点或线接触）12移动副12121221齿轮副21凸轮副1221nn转动副12精品平面运动副的分类及其表示方法低副（面接触）高副（点或线接触）37

关于平面机构运动简图运动副及构件的表示方法机构运动简图的绘制BACABC§2-2平面机构的运动简图精品关于平面机构运动简图BACABC§2-2平面机构的运动38什么是机构运动简图：忽略那些与机构运动无关的因素，仅用规定的符号和简单的线条来表示构件和运动副，并按一定比例绘出的反映机构中各构件相对运动关系的简单图形。原则：简单、规范、准确地反映运动。

与运动无关的因素：诸如构件的外形、截/断面尺寸、运动副内部结构…...。包含的主要内容：构件的数目、长度、运动副的类型、数目、运动副之间的相对位置，注明原动件和机架等。关于平面机构运动简图精品什么是机构运动简图：忽略那些与机构运动无关的因素，仅用规定的39转动副移动副平面高副1212312曲面高副齿轮高副凸轮高副常见平面运动构件表示方法精品转动副移动副平面高副1212312曲面高副齿轮高副凸轮高副常40同一构件两副构件常见平面运动构件表示方法精品同一构件两副构件常见平面运动构件表示方法精品41常见机构运动简图符号凸轮机构移动凸轮

齿轮齿条机构

精品常见机构运动简图符号凸轮机构移动凸轮齿轮齿条机构精品42齿轮机构

圆锥齿轮机构

蜗轮蜗杆机构精品齿轮机构圆锥齿轮机构蜗轮蜗杆机构精品43例：精品例：精品44例1：偏心轮机构。与运动有关的只是偏心轮的外形心与转动中心之间的距离。

2.2平面机构运动简图的绘制精品例1：偏心轮机构。与运动有关的只是偏心轮的外形心451234ABC141223A14B12C23432414例2

§2-2

平面机构运动简图的绘制精品1234ABC141223A14B12C23432414例246●A1234BCD例3：颚式破碎机

§2-2

平面机构运动简图的绘制精品●A1234BCD例3：颚式破碎机§2-2平面机构运动47例4：活塞泵运动副？

§2-2平面机构运动简图的绘制精品例4：活塞泵运动副？§2-2平面机构运动简图的绘制精品48

雷达天线的俯仰角调节机构只是一个单独的平面连杆机构。

内燃机由连杆机构、齿轮机构、凸轮机构等组成。CABD例5：内燃机机构例6：雷达天线

§2-2

平面机构运动简图的绘制精品雷达天线的俯仰角调节机构只是一个单独的平面连杆49

用运动副联结后，彼此的相对运动受到某些约束

空间构件在用运动副联结前有六个独立的相对运动。xzy构件1O构件2转动副xyO构件2平面自由构件具有三个自由度。

§2-3

平面机构自由度的计算构件具有独立运动的数目，称为构件的自由度。运动副对构件独立运动的限制，称为约束。精品用运动副联结后，彼此的相对运动受到某些约束50移动副12一个平面低副带入两个约束。一个平面高副带入一个约束。转动副12xyXYtnnt约束精品移动副12一个平面低副带入两个约束。一个平面高副带入一个约束511、自由度计算公式:B3CD4A121

n—机构中活动构件的数目

PL—机构中低副的个数

PH—

机构中高副的个数F=3n–2PL–PH

平面机构自由度的计算精品1、自由度计算公式:B3CD4A121n—机52n=3;PL=4;Ph=0F=3×3-2×4=1n=2;PL=2;Ph=1F=3×2-2×2-1=1ABC11234例1:n=6;PL=8;Ph=0F=3×6-2×8=2?123456例3:例2:精品n=3;PL=4;Ph=0n=2;PL=253

平面机构具有确定运动的条件1.机构的自由度F：机构所具有独立运动的数目。ABCD11234F=1ABCD1123425F=2精品平面机构具有确定运动的条件1.机构的自由度F：机54原动件数大于自由度数原动件数小于自由度数机构在薄弱处损坏

机构无确定运动

（单击播放）（单击播放）平面机构具有确定运动的条件：1、自由度数＞02、机构原动件个数应等于机构的自由度数目。2.机构具有确定运动的条件精品原动件数大于自由度数原动件数小于自由度数机构在薄弱处损坏机55412356F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－560＝

3F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－570＝

1复计算自由度时应注意的问题123213(a)(b)一、复合铰链结论：若有m(m3)个构件在同一处构成共轴线的转动副，将构成m-1个低副精品412356F＝3n－2PL－PH560＝3F＝56精品精品57惯性筛机构C处为复合铰链◆计算中注意观察是否有复合铰链，以免漏算转动副数目，出现计算错误。n=5,Pl=7,Ph=0=3×5-2×7–0=1F=3n-2Pl–Ph精品惯性筛机构C处为复合铰链◆计算中注意观察是否有复合铰链，以免58例题F=3×6-2×9-0

=0精品例题F=3×6-2×9-0

=0精品59F＝3n－2PL－PH

＝3

－2－760＝

9F＝3n－2PL－PH

＝3

－2－7100＝

1?复复复复例圆盘锯机构精品F＝3n－2PL－PH760＝9F＝3n－2PL－PH60F＝3n－2PL－PH

＝3

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机构中