第二章平面机构的运动简图及自由度

第二章平面机构的运动简图及自由度第1页，共37页。第一章平面机构的组成平面机构：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称平面机构，否那么称为空间机构。§1-1运动副及其分类第2页，共37页。一、自由度和约束1.自由度：一种相对的独立运动2.约束：对运动的一种限制二、运动副构件之间的相互联接1.低副两构件通过面接触组成的运动副回转副〔或铰链〕两构件只能相对转动移动副两构件只能沿某一轴线相对移动第3页，共37页。移动副回转副平面低副提供2个约束，保存1个自由度第4页，共37页。2.高副

两构件通过点或线接触组成的运动副空间运动副球面副螺旋副等Y-Z平面内有两个自由度，即平面高副提供1个约束第5页，共37页。球面低副球面高副第6页，共37页。螺旋副第7页，共37页。§2-2平面机构运动简图用简单的线条和符号来表示构件和运动副，按比例尺寸画出机构中各构件间相对运动关系的简单图形运动副的表示方法第8页，共37页。转动副移动副机架第9页，共37页。abcd构件的表示方法第10页，共37页。构件的分类：〔1〕固定件〔机架〕支承活动构件的构件〔2〕原动件运动规律的活动构件〔3〕从动件随原动件的运动而运动的构件。其中输出机构预期运动规律的从动件为输出构件第11页，共37页。绘制机构运动简图的步骤1〕确定机构中的原动局部和工作局部，然后再把两者之间的传动搞清楚，从而找出组成机构的所有构件并确定构件间的运动副类型。2〕恰当地选择投影面。一般选择机构中与多数构件的运动平面相平行的面为投影面。3〕选择适当的比例尺，绘制出机构的运动简图。第12页，共37页。鄂式破碎机机构运动简图第13页，共37页。牛头刨床的机构运动简图第14页，共37页。第15页，共37页。唧筒机构回转柱塞泵第16页，共37页。缝纫机下针机构机构模型第17页，共37页。§2-3平面机构的自由度一、平面机构自由度的计算公式一个不受任何约束的构件在平面运动中有三个自由度具有n个活动构件的平面机构，假设各构件之间共构成PL个低副和PH个高副，那么它们共引了(2PL+PH)个约束，机构的自由度F显然为:(2-1)这就是平面机构自由度的计算公式，也称为平面机构构造公式。第18页，共37页。二、机构具有确定运动的条件机构的自由度数目和机构原动件的数目与机构的运动有着密切的关系：1)假设机构自由度Ｆ≤０，那么机构不能动；2)假设Ｆ>０且与原动件数相等，那么机构各构件间的相对运动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。3)假设Ｆ>0，而原动件数<F，那么构件间的运动是不确定的4〕假设Ｆ>０，而原动件数>F，那么构件间不能运动或产生破坏第19页，共37页。锯床机构F=3n-2PL-PH3*7-2*6=9？3*7-2*10=1错误计算平面机构自由度第20页，共37页。复合铰链由两个以上构件在同一处构成的重合转动副称为复合铰链。由m个构件聚集而成的复合铰链应当包含〔m-1〕个转动副。第21页，共37页。F=3n-2PL-PH=3*3-2*(2+1)-1=2F=3n-2PL-PH=3*2-2*2-1=1错误正确第22页，共37页。2局部自由度

对整个机构运动无关的自由度称为局部自由度。在计算机构自由度时，局部自由度应当舍弃不计。如凸轮机构中的滚子带来一个局部自由度第23页，共37页。3虚约束不起独立限制作用的约束称为虚约束。如下图的平行四边形机构中，加上一个构件5，便形成具有一个虚约束的平行四边形机构。第24页，共37页。常见的虚约束有以下几种情况1)当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合时，那么只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束.2)当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，那么只有一个转动副起作用，其余转动副都是虚约束。第25页，共37页。3)如果机构中两活动构件上某两点的距离始终保持不变，此时假设用具有两个转动副的附加构件来连接这两个点，那么将会引入一个虚约束。4)机构中对运动起重复限制作用的对称局部也往往会引入虚约束。如下图的行星轮系具有两个虚约束第26页，共37页。计算自由度F=3n-2PL-PH=3*7-2*9-1=2C：复合铰链E：虚约束滚子为局部自由度

第27页，共37页。冲压机构12345678910F=3n-2PL-PH=3*9-2*12-2=1第28页，共37页。F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1C:复合铰链E：虚约束滚子为局部自由度第29页，共37页。推土机机构F=3*5-2*7=1第30页，共37页。锯木机机构F=3*8-2*11-1=1第31页，共37页。平炉渣口堵塞机构F=3*6-2*8-1=1第32页，共37页。测量仪表机构F=3*6-2*8-1=1第33页，共37页。缝纫机送布机构F=3*4-2*4-2=2第34页，共37页。