平面机构运动简图

平面机构运动简图第一页，共二十二页，2022年，8月28日机构：具有确定相对运动构件的组合机构平面机构空间机构

所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构构件不在同一平面或相互平行的平面内运动的机构内容平面机构具有确定相对运动的检验平面机构运动简图的绘制方法第二页，共二十二页，2022年，8月28日第一节自由度和运动副

平面内自由运动的构件：有三个独立运动的可能性，即三个自由度一、构件的自由度构件的自由度：构件作独立运动的可能性分析自由构件的运动第三页，共二十二页，2022年，8月28日二、运动副和约束的概念１.运动副运动副：两构件间的既保持直接接触，又能产生一定相对运动的可动联接如图所示单缸内燃机，活塞相对连杆转动，而相对于机架移动，活塞与连杆、与机架分别构成了运动副。两构件形成运动副的条件两构件间的必须保持直接接触两构件间的必须能作相对运动分析图示铰链形成的运动副个数两个运动副第四页，共二十二页，2022年，8月28日2.约束

约束：运动副限制构件独立运动的作用

三、运动副的分类高副两构件接触点面线低副第五页，共二十二页，2022年，8月28日1.平面低副（1）转动副（铰链）

3）转动副的符号转动副移动副两个构件间只能作相对旋转运动两个构件间只能作相对移动运动按相对运动特征不同

低副1）转动副的结构：两构件通过圆柱面接触

运动演示2）转动副的特点：保留一个相对转动，

引入2个约束，保留1个自由度。第六页，共二十二页，2022年，8月28日１）移动副的结构：两构件通过平面接触

运动演示（2）移动副2）移动副的特点：只保留一个相对移动

引入2个约束，保留1个自由度３）移动副的符号：平面低副引入2个约束，保留1个自由度。第七页，共二十二页，2022年，8月28日２．平面高副（１）平面高副的结构：两构件通过点线接触①齿轮副；②凸轮副（２）平面高副的特点：保留了绕接触点的转动和沿接触点切线t-t方向的移动，引入一个约束，即限制了沿法线n-n方向的移动，两个自由度

（３）平面高副的符号122122

①齿轮副

②凸轮副第八页，共二十二页，2022年，8月28日四、构件的符号及分类１.构件的符号（１）参与形成两个运动副的构件（２）参与形成三个转动副的构件第九页，共二十二页，2022年，8月28日２.构件的分类（１）机架：机构中固定的构件。画斜线——固定件（２）原动件：接受外部给定运动的可动件——输入构件、主动件。（３）从动件：随原动件运动的可动件第十页，共二十二页，2022年，8月28日第二节平面机构运动简图1.分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目和构件类型（机架、主动件、从动件）2.确定所有运动副的类型和数目；3.选定视图平面，画机构示意图（用规定符号，暂不考虑实际尺寸）

4.确定比例尺；5.用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）平面机构运动简图：用运动副符号和用简单线条表示构件，按比例绘出简明图形来对机构进行结构、运动及动力分析的简明图形步骤：

第十一页，共二十二页，2022年，8月28日例：颚式破碎机A1234BCD运动分析第十二页，共二十二页，2022年，8月28日第三节平面机构具有确定相对运动的条件

１.机构自由度概念：机构中各构件相对于机架所能具有的独立运动的数目。

２.计算机构自由度一、机构的自由度及其计算设n个活动构件，PL个低副，PH个高副n个活动构件具有３n个独立运动由于１个平面低副引入2个约束，减少２个自由度。PL个低副将减少２PL个自由度；由于１个平面高副引入１个约束，减少１个自由度。PH个高副将减少PH个自由度。因此，机构自由度为：第十三页，共二十二页，2022年，8月28日二、机构具有确定运动的条件

示例分析示例１：三角架构件间没有相对运动机构→刚性桁架

示例２：（多一个约束）超静定桁架示例３：四杆机构原动件数=机构自由度

第十四页，共二十二页，2022年，8月28日示例４：四杆机构，两个原动件原动件数>F，机构破坏示例５：五杆机构原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）

第十五页，共二十二页，2022年，8月28日F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。F>0,原动件数=F，相对运动确定原动件数<F，相对运动不确定原动件数>F，机构破坏结论机构(运动链)具有确定相对运动的条件为：原动件数=自由度数且大于零（F>0）第十六页，共二十二页，2022年，8月28日三、几种特殊情况的处理１.复合铰链由两个以上构件在一处产生的转动副处理：m个构件同时在一处以转动副相联，它必然构成（

m-1）个转动副。123第十七页，共二十二页，2022年，8月28日例：试计算图示平面直线的机构自由度。平面直线机构

Ｆ＝3n-2PL-PH=3×-2×-

=7140-7×Ｆ＝3n-2PL-PH=3×-2×-

=71001√第十八页，共二十二页，2022年，8月28日2.局部自由度局部自由度:不影响整个机构运动的、局部的独立运动例如：图示滚子从动件凸轮机构处理：设想将形成局部自由度的两构件焊接成一体或去除不计

。例：计算上述滚子从动件凸轮机构的自由度F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－

331＝

2×F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－221＝

1√第十九页，共二十二页，2022年，8月28日3．虚约束：在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。

例如：图示凸轮机构中的两个移动副（Ｃ、Ｃ′）所起的限制作用是一样的，即其中一个是起重复约束作用。

处理：应除去虚约束

例：计算上述凸轮机构的自由度F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－

２31＝

－１×F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－221＝

1√第二十页，共二十二页，2022年，8月28日２）两构件在同一轴线上形成多个转动副。１）两构件在同一导路或平行导路上形成多个移动副，如上述凸轮机构。

3）用一构件和两个转动副去连接两构件上距离始终不变的两个动点。4）用一构件和两个转动副去联接两构件上距离始终不变的一个动点和一个固定点。5）原动件与输出构件之间采用多组完全相同的运动链。

平面