机械设计基础第2章机构运动简图及自由度

机械设计基础第2章机构运动简图及自由度汇报人：AA2024-01-12目录机构运动简图概述自由度计算原理与方法平面连杆机构自由度分析空间连杆机构自由度分析机构运动简图与自由度关系探讨01机构运动简图概述ABDC机构组成机构是由两个或两个以上的构件通过运动副连接而成，各构件之间具有确定的相对运动。运动副类型运动副是两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。根据两构件的接触形式不同，运动副可分为低副和高副两大类。低副两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件的相对运动情况，低副可分为转动副和移动副两种。高副两构件通过点或线接触而构成的运动副。高副根据接触形式不同，可分为点接触高副和线接触高副两种。机构组成及运动副类型010203绘制步骤首先分析机构的组成情况，确定机架、原动件和从动件；然后根据机构中各运动副的性质和相对位置，选择合适的图形符号和线条进行绘制。图形符号在机构运动简图中，常用简单的线条和图形符号来表示构件和运动副。例如，用直线表示构件，用带箭头的直线表示原动件的运动方向，用圆圈表示转动副等。注意事项在绘制机构运动简图时，应注意图形符号的规范性和准确性，以及线条的清晰度和美观度。同时，还应注意标明必要的尺寸和角度等信息。机构运动简图绘制方法内燃机机构运动简图。内燃机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的热力发动机。通过绘制内燃机的机构运动简图，可以清晰地表达出其工作原理和各构件之间的相对运动关系。实例一牛头刨床机构运动简图。牛头刨床是一种用于平面加工的机床，其主运动为刨头的往复直线运动。通过绘制牛头刨床的机构运动简图，可以直观地展示出其传动系统和执行机构的组成及工作原理。实例二机构运动简图应用实例02自由度计算原理与方法机构中独立运动的构件数目，表示机构运动时的独立参数数目。自由度定义反映机构运动确定性和复杂性的重要指标，是机构设计和分析的基础。自由度意义自由度概念及意义平面机构自由度计算公式F=3n-2PL-Ph，其中n为活动构件数，PL为低副数，Ph为高副数。空间机构自由度计算公式F=6n-sum_{i=1}^{5}icdotp_i，其中n为活动构件数，p_i为i级副的数目。自由度计算公式推导活动构件数为3，低副数为4，高副数为0，代入公式F=3n-2PL-Ph得F=3*3-2*4=1。活动构件数为5，1级副数为8，2级副数为0，3级副数为0，4级副数为0，5级副数为0，代入公式F=6n-sum_{i=1}^{5}icdotp_i得F=6*5-8*1=22。在计算自由度时，需要注意复合铰链和局部自由度的处理。复合铰链应视为一个构件和多个运动副的组合，局部自由度则需要在计算时予以排除。例如，在计算含有复合铰链的机构自由度时，应先确定复合铰链中的构件数和运动副数，再代入相应的公式进行计算。平面四杆机构自由度计算空间六杆机构自由度计算复合铰链和局部自由度的处理自由度计算实例分析03平面连杆机构自由度分析由若干刚性构件通过低副（转动副、移动副）连接而成的平面机构。各构件之间为面接触，单位面积所受压力较小，易于润滑，磨损较轻，制造方便；低副的接触表面是滑动摩擦，因此效率低，磨损较严重。平面连杆机构组成及特点特点组成自由度计算公式F=3n-2PL-PH。其中，n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数。注意事项复合铰链、局部自由度和虚约束对自由度计算的影响。在计算自由度时，需要识别出这些特殊情况并进行相应的处理。平面连杆机构自由度计算方法曲柄摇杆机构。分析该机构的组成、运动特点以及自由度计算过程。实例一双摇杆机构。分析该机构的组成、运动特点以及自由度计算过程。实例二双曲柄机构。分析该机构的组成、运动特点以及自由度计算过程。实例三平面连杆机构自由度分析实例04空间连杆机构自由度分析空间连杆机构组成及特点组成空间连杆机构由多个刚性构件通过低副（转动副或移动副）连接而成。特点空间连杆机构能够实现复杂的空间运动，具有较高的运动精度和刚度，适用于高速、重载等场合。空间连杆机构自由度计算方法空间连杆机构的自由度是指机构中独立运动的参数数目，即机构能够实现的独立运动的数目。自由度定义空间连杆机构的自由度可以通过计算机构中所有活动构件的自由度数之和，再减去约束条件的数目来得到。具体计算时，需要考虑机构的拓扑结构、运动副类型及数量等因素。计算方法

空间连杆机构自由度分析实例实例一某空间四杆机构，由四个刚性构件通过四个转动副连接而成。该机构的自由度为1，即机构能够实现一个独立的旋转运动。实例二某空间六杆机构，由六个刚性构件通过八个转动副连接而成。该机构的自由度为2，即机构能够实现两个独立的旋转运动。实例三某空间八杆机构，由八个刚性构件通过十二个转动副连接而成。该机构的自由度为3，即机构能够实现三个独立的旋转运动。05机构运动简图与自由度关系探讨机构运动简图是用规定的线条和符号表示机构中各构件的运动关系和相对位置的简化图形。机构运动简图的定义机构运动简图能够直观地反映机构的组成、运动副的类型和数目以及构件之间的连接关系，从而影响机构的自由度。具体来说，机构运动简图中的运动副类型和数目决定了机构的约束条件，进而影响了机构的自由度。机构运动简图对自由度的影响机构运动简图对自由度影响自由度的定义自由度是机构中独立运动的构件数目，它反映了机构运动的灵活性和复杂性。自由度对机构性能的影响机构的自由度直接影响其运动性能和动力学特性。自由度越多，机构的运动越灵活，但同时也增加了机构的复杂性和控制难度。因此，在机构设计中需要综合考虑自由度的数量和质量，以实现机构性能的最优化。自由度对机构性能影响机构运动简图的优化策略在绘制机构运动简图时，应遵循简洁明了、准确无误的原则。同时，可以通过优化图形布局、采用标准符号和线条等方式提高机构运动简图的可读性和易理解性。自由度的优化策略在机构设计中，可以通过减少不必要的约束、增