第1章平面机构的自由度和速度分析

1、第一章：平面机构的自由度和速度分析，1运动副及其分类，2机构运动简图，3平面机构自由度计算，4自由度计算注意事项，5速度分析，术语解释，1。连杆的独立运动单元，11个运动副及其分类，内燃机连杆，零件的独立制造单元，注：零件是从制造和加工的角度提出的最小单元的概念。构件是从运动和功能实现的角度提出的最小单位的概念；该组件可以是单个部件，也可以是几个部件的刚性连接。作者：潘存云教授，(a)两个部件，(b)直接接触，(c)相对运动部件(点、线、面)和运动副元件的直接接触，如：凸轮、齿轮齿廓、活塞和缸套等。定义：运动副的两个成员直接接触形成的关节，可以产生一定的相对运动。三个条件，都是必不可少的。作者

2、：潘存云教授，根据运动副的构成要素，有：运动副由两个高副组成，通过点或线接触。例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。2。运动副，通过表面接触由下副的两个成员组成的运动副。例如，旋转副和移动副。常用运动副符号，运动副名称，运动副符号，由两个运动副组成的运动副，旋转副，移动副，当两个运动副中的一个固定时的运动副，平面运动副，平面高副，螺旋副，空间运动副，常用运动副符号的表示GB446084，3，闭链，开链，作者：潘存云教授，4。机构，定义：具有确定运动的运动链称为机构。框架机构中的固定部件，如机床床身、车辆底盘、飞机机身。机构的组成：机构由几个由运动副连接的部件组成。显然，机构属于运动链，那么在什么条件

3、下运动链可以称为机构？即确定每个部分运动。原始运动按给定的运动定律分量。从动件的其他可移动部件。12平面机构运动图，机构运动图是用来解释机构中各部件之间相对运动关系的简单图形。功能：1 .表示机构的结构和运动。1、机构运动示意图未按比例绘制，2。作为运动分析和动力学分析的基础。一般组件、杆和轴组件、固定组件、相同组件、三对组件、两对组件、一般组件、注意事项：绘制组件时，应将组件的实际形状放在一边，但仅应考虑运动副的属性。机构的实际运动只与运动副(旋转副、运动副和高副等)的机构条件有关。)和机构的运动尺寸(尺寸由每个运动副的相对位置决定)，但与机构的外部尺寸无关。机构运动图常用符号，机构运动图应

4、满足的条件是：2 .运动副的性质和数量与实际情况相符；3.运动副之间的相对位置和部件的尺寸与实际机构成比例。1.组件数量与实际数量相同。画出机构的运动图。步骤：1 .运行机器，找出运动副的性质、数量和部件数量；2.测量运动副之间的尺寸，选择投影平面(运动平面)并绘制示意图。3。按比例画一个运动图。草图比例：l=图纸上的实际尺寸m/长度mm。想法：首先确定原运动部件和工作部件(一般位于传输线的末端)，找出运动的传输路线，确定部件的数量和运动副的类型，并用符号表示。例如，绘制破碎机和偏心泵的机构运动图。颚式破碎机，作者：潘存云教授，画一个图表，说明偏心泵的运动，总结：1。分析机构的组成和运动，确定

5、机构的框架、动力部分、传动部分和执行部分，确定运动副的数量。2.遵循运动传递的路线，逐一分析每两个部件之间相对运动的性质，确定运动对的类型和数量；3.正确选择投影平面：通常选择与大多数机械部件的运动平面平行的平面作为投影平面。4.选择适当的比例，确定运动副之间的相对位置，并使用指定的简单直线和各种运动副符号绘制机构的运动草图。作者：潘存云教授，平面机构的13自由度计算，在什么条件下机构才能实现定常运动？首先，观察两个示例，示例1铰链四杆机构，如果给定机构独立运动，则机构的运动完全确定；(例2)铰链五杆机构，如果给出该机构的两个独立运动，则该机构的运动是完全确定的。需要三个独立的参数(x，y)来

6、唯一地确定在平面内运动的刚体的位置。定义：它被称为机构的自由度，以确保机构在确定运动时具有给定的独立运动参数。结论：3个自由度的构件，2个自由度的运动副，2个自由度的高副。运动副连接后，杆件的自由度会发生变化：自由杆件的自由度约束数，移动杆件的数量n，计算公式：F=3n(2PL Ph)，杆件的总自由度，约束数少，约束数多。一个原动机只能提供一个独立的参数，确定机构运动的条件是：具有自由度的原动机的数量，通过实例计算曲柄滑块机构的自由度。解：可动件数n=，3，低数PL=，4，F=3n 2PL PH=33 24=1，高数PH=0，该例计算五杆铰链机构的自由度，解：可动件数n=，4，低数pl=，5，

7、f=3n 2pl ph=34 25=，解：可动件数n=，2，低对数PL=，2，F=3n 2PL PH=32 221=1，高由m个构件组成的复合铰链，总共有(m-1)个旋转副。1.复合铰链，解：可动件数n=7，低副数PL=，10，F=3n 2PL PH=37 2100=1，由此可以证明F点的轨迹是一条直线。圆锯机构，2。局部自由度的计算图示了两个凸轮机构的自由度。解：n=，3，PL=，3，F=3n 2PL PH=33 23 1=2，PH=1，对于正确的机构，有：F=32 22 1=1，事实上，这两个机构有相同的运动，而f=1，f=3n 2pl ph FP=33 21。在增加辊子的情况下，Fp应在

8、计算中去除。滚轮功能：滑动摩擦滚动摩擦。作者：潘存云教授，解：n=，4，PL=，6，F=3n 2PL PH=34 26=0，PH=0，形式约束对机构的运动没有影响。计算自由度时，应删除虚拟约束。因此，在添加分量4之前和之后，点e的轨迹是圆弧。添加的约束没有效果，因此应该删除组件4。作者：潘存云教授，重新计算：n=3，PL=4，PH=0，F=3n 2PL PH=33 24=1，特别注意：在这种情况下虚约束的几何条件是：1，2，3，4，a，b，c，d，e，e。如平行四边形机构，火车轮，椭偏仪等。(待定)，作者：潘存云教授，4岁。在练习过程中，两个组件上两点之间的距离始终是恒定的。3。这两个构件形成

9、多个同轴的旋转对。5。对运动没有影响的对称部分。例如多个行星轮。作者：潘存云教授，作者：潘存云教授，6岁。两个组件形成一个高对，两个部分接触，它们的法线重合。如等宽凸轮、注意：当法线不重合时，它们变成实际的约束！虚拟约束功能：提高零部件的应力，如多个行星齿轮。增加机构的刚度，如轴和轴承、机床导轨。使机构平稳移动，避免不确定的运动，如车轮。注意：虚拟约束出现的所有情况都是有条件的！作者：潘存云教授，作者：潘存云教授，计算了图形包装机送纸机构的自由度。9，2低对，去除局部自由度和虚拟约束后：n=，6，pl=，7，f=3n2pl ph=36 27 3=1，ph=，3，思维练习，局部自由度，复合铰链，

10、虚拟约束，n=8，pl=11，ph。重合点相对于瞬时中心的绝对速度不为零。1)瞬时速度中心的定义，即：瞬时绝对速度在两个相互作平面相对运动的分量上相等的重合点。由Pij代表。特点：这一点涉及两个组成部分。2)瞬时中心数，每两个构件对应一个瞬时中心，按排列组合。如果机构中有K个成员，NK(K-1)/2，绝对速度相同，相对速度为零。相对于旋转中心。(2)机构瞬时中心位置的确定(1)由运动副直接连接的两个部件瞬时中心位置的确定(1)由旋转副连接的两个部件的瞬时中心转动运动副的中心。2)通过移动与辅助导轨相连的两个部件的瞬时中心，在辅助导轨的垂直方向上移动无限远。3)由平面高副连接的两个部件的瞬心，当两个高副元件纯滚动时，瞬心在接触点。当两个高阶元件之间既有相对滚动又有相对滑动时，瞬时中心在接触点的公共法线n-n上，具体位置需要根据其他条件确定。2。两个不直接相连的部件的瞬心位置决定了三心定理，三个相互平行运动的部件的三个瞬心必须位于同一条直线上。3.用瞬心法分析机构的速度。示例1是如图所示的平面四杆机构。(1)当机构处于图中所示的位置时，尝试确定所有瞬时中心的位置。(2)当驱动器2以角速度2顺时针旋转时，在图示位置找到其他从动件的角速度3和4。首先，确定机构所有瞬心的个数，N=K(K1)/2