中职教育一年级下学期装备制造《平面机构自由度》课件

机械基础平面机构自由度目录学习目标12平面机构自由度的计算3构件组合成为机构的条件4构件的自由度一、学习目标学习目标2.理解运动副的约束数目1.理解构件的自由度的概念4.能够判别运动副的类型及其引入的约束数目3.理解机构自由度计算公式5.

能够准确计算机构的自由度二、构件的自由度颚式破碎机的机构简图如何判断构件组合是否具有确定的相对运动？需要从自由度的角度去考虑。任务引入入7构件相对于参考系所具有的独立运动的数目一个自由构件在作平面运动时，有三种独立运动的可能性。在xoy坐标系所示平面内，构件S可沿x轴或y轴方向移动，也可绕任意一点A转动一个作平面运动的自由构件有3个自由度。构件的自由度入1.概念8

构中的构件相互联接，其独立运动受到约束。必然失去一些自由度，同时保留一些自由度。转动副（或铰链）：两构件只能在一个平面内作相对转动转动副限制两个自由度（两个移动），保留一个自由度（转动）。结论：一个转动副受到2个约束，构件的自由度减少2个。固定铰链活动铰链构件的自由度2.运动副对构件的约束9

移动副：两构件只能沿某一方向作相对移动。移动副限制两个自由度（一个移动，一个转动），保留一个自由度（移动）。结论：一个移动副受到2个约束，构件的自由度减少2个。与机架组成的移动副两活动构件组成的移动副构件的自由度2.运动副对构件的约束重要结论一个平面低副引入2个约束，构件的自由度减少2个。构件的自由度11高副的约束——两构件通过点或线接触组成的运动副。高副限制一个自由度（一个移动），保留两个自由度（一个。移动，一个转动）。结论：一个平面高副引入1个约束，构件的自由度减少1个。构件的自由度2.运动副对构件的约束齿轮副凸轮副三、平面机构自由度的计算

平面机构的自由度就是该机构中各构件相对于机架所具有的独立运动的数目。平面机构自由度与组成机构的构件数目、运动副的数目及运动副的性质有关。平面机构自由度的计算任务：平面机构自由度的计算图1图2F=3×2—2×3=0F=3×3—2×4=1平面机构自由度的计算若一个平面机构由N个构件组成，活动构件数为n个,则n=N-1，n个可动构件所具有的总的自由度数为：3n。

若该机构中有PL个低副，则低副约束总数为2PL个，共限制2PL个自由度。若该机构中有PH个高副，则高副约束总数为PH

个，共限制PH

个自由度。平面机构自由度的计算机构自由度的计算公式F=3n-2PL

-PHF—该机构的自由度n—该机构中的可动件数PL—该机构中的低副数PH—该机构中的高副数平面机构自由度的计算该机构的可动构件数为：n＝5低副数：PL＝7高副数：PH＝0F＝3n－2PL－PH

＝3×5－2×7＝1平面机构自由度的计算例题：1.构件组合F=0，退化为结构

该结构为常见的三角形桁架结构，是一个静定结构（理论力学）。若自由度F<0，约束数更多，变为超静定结构。此时，不能称之为机构，只能称为静定结构。构件组合成为机构的条件在所示结构中，

可动构件数：n=2低副数：𝑃𝑙=3（3个转动副，0个移动副）

高副数：𝑃ℎ=0机构自由度：𝐹=3𝑛−2𝑃𝑙−𝑃ℎ=3×2−2×3=0。构件组合成为机构的条件2.构件组合的自由度与主动件数不相等的情况构件组合成为机构的条件在所示结构中，可动构件数：n=3低副数：𝑃𝑙=4（4个转动副，0个移动副）高副数：𝑃ℎ=0

机构自由度：𝐹=3𝑛−2𝑃𝑙−𝑃ℎ=3×3−2×4=1N主动件=F>0,运动确定N主动件>F>0,发生断裂构件组合成为机构的条件2.构件组合的自由度与主动件数不相等的情况构件组合成为机构的条件在所示结构中，可动构件数：n=4低副数：𝑃𝑙=5（5个转动副，0个移动副）高副数：𝑃ℎ=0机构自由度：𝐹=3𝑛−2𝑃𝑙−

𝑃ℎ=3×4−2×5=20<𝑁原动件

=F，运动确定0<𝑁原动件

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