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1、主要内容：平面运动副的类型，平面机构运动简图的绘制方法， 平面机构自由度的计算。,基本概念：构件、零件、运动副、转动副、移动副、平面滚滑 副（凸轮副、齿轮副）、机构、机构具有确定运动 的条件、机构运动简图、机构简图(机构示意图)、机 构自由度、复合铰链、局部自由度、虚约束。,重点： 1. 机构运动简图的绘制； 2. 机构具有确定运动的条件； 3. 平面机构自由度的计算。,难点：机构中虚约束的确定。,机构自由度计算步骤：(1) 注意复合铰链，刚化局部自由度，去除虚约束；(2) 分别确定构件数、低副数和高副数；(3) 用平面机构自由度计算公式 F = 3n (2Pl+Ph) 计算机构的自 由度。,
2、绘制机构运动简图步骤：(1) 确定机架和主动件，按运动传递路线逐个分清各从动构件， 并依次标上数字编号；(2) 认清相邻两构件所组成的运动副(可根据运动的几何特征和 运动特征来判断)，并标上字母；(3) 选择合理的视图和主动件位置，使所画的机构运动简图上构 件的线条尽可能避免重叠和相交现象；(4) 按比例及规定的符号绘制机构运动简图；(5) 标上主动件及与运动有关的参数。,解题的一般方法和步骤：,例：计算曲柄滑块机构的自由度。,解：活动构件数 n=3,低副数 Pl=4,F=3n 2Pl Ph =33 24 =1,高副数 Ph=0,例：计算图示凸轮机构的自由度,解：活动构件数 n=2,低副数 P
3、l=2,F=3n 2Pl Ph =32 22 1 =1,高副数 Ph=1,例：计算颚式破碎机的自由度，并 判断机构是否有确定的运动。,解： n =5 Pl=7 Ph=0,F =3n 2Pl Ph =35 27 =1,机构原动件为1， 机构运动确定。,例：判断牛头刨床主体机构是否 有确定的运动。,解： n =5 Pl=7 Ph=0,F =3n 2Pl Ph =35 27 =1,机构原动件为1， 机构运动确定。,计算平面机构自由度时应注意的问题,1. 复合铰链,由三个或更多个构件在同一处构成的多个转动副称为复合铰链。,例：判断图示机构的运动确定性。,解： n =5,图中C为复合铰链，由3个构件组成
4、，转动副为2个，Pl=7,F =3n 2Pl Ph =35 27 =1 ， 机构运动确定。,例：判断图示机构的运动确定性。,解： n =5,若复合铰链由m个构件组成，则其转动副的数目为(m 1 )个。,图中C为复合铰链，由3个构件组成，转动副为2个，pL=7,F =3n 2pL pH =35 27 =1 ， 机构运动确定。,正确识别复合铰链举例：,两个转动副,两个转动副,两个转动副,两个转动副,两个转动副,两个转动副,关键：分辨清楚哪几个构件在同一处形成了转动副。,2. 局部自由度,注意：局部自由度可改善构件工作状况。,局部自由度：是指在机构中某些构件所产生的不影响其他构件 运动的局部运动的自
5、由度。,处理办法：去除局部自由度。,F =3n2PlPh =33231=2,F =3n2PlPh =32221=1,去除局部自由度后：,3. 虚约束,解：n=4 Pl=6 Ph=0,F=3n 2Pl Ph =34 26 =0,但实际上机构自由度为1，可以运动。,例：已知AB=CD=EF，且ABCDEF， 计算图示平行四边形机构的自由度。,虚约束：机构中某些运动副带入的对机构运动起重复约束作用 的约束。,去掉构件4后：,n =3 Pl=4 Ph =0,F =3n 2Pl Ph =33 24 =1,此例为连接点处轨迹相重合引入的虚约束。, FE=AB=CD，故杆2与杆4上E点 的轨迹相重合， 增加
6、的约束不起作用，应去掉构 件4。,虚约束对机构运动不产生约束作用，但会导致机构自由度的计算结果与其实际自由度不相符，计算机构自由度时应去掉虚约束。,虚约束处理办法：在计算自由度时去除虚约束。,常出现虚约束的几种情况：,两构件在多处接触而构成转动副，且转动轴线重合，只能算一个转动副，其余为虚约束。,1) 两构件在多处接触而构成移动副，且移动方向平行或重合， 只能算一个移动副，其余为虚约束。,如：,如：,如：,2) 机构运动过程中，用双转动副杆联接两构件上距离始终 保持不变的两点产生的虚约束。,3) 对运动不起作用的结构重复部分引入的虚约束。,如：多个行星轮,去掉重复部分。,4) 两构件在多处接触
7、而构成平面高副，且各接触点处的公法 线彼此重合，只能算一个平面高副。,如：等宽凸轮,注意：法线不重合时，变成实际约束！, 改善构件的受力情况，如多个行星轮。, 增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。, 使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。,虚约束的作用：,例：计算牛头刨床主体机构的自由度，并判断机构是否有确 定的运动。,解： n=6 Pl=8 Ph=1,F=3n 2Pl Ph=36 28 1=1,机构原动件为1， 机构运动确定。,n = 7 Pl = 10F = 37210 = 1,n =7 Pl = 10F = 37210 = 1,二维直线运动机构,筛料机构,复合铰链,局部自由度,虚约束
8、,自由度：F=3n2PlPh=37291=2,机构原动件为2，运动确定。,例：计算内燃机主体机构的自由度，并 判断机构是否有确定的运动。,解： n=5 Pl=6 Ph=2,F=3n2PlPh=35 262=1,机构原动件为1， 机构运动确定。,n=6 Pl=8 Ph=1,因为机构自由度数F等于主动件数，机构具有确定运动 。,例：试判断图示机构的运动确定性。,解：,F=3n 2PlPh=3628 1=1,例：计算图示机构的自由度。,n=7 Pl=9 Ph=1,筛料机机构,例：计算图示机构的自由度。,n=3 Pl=4 Ph= 0,n=3 Pl=3 Ph= 1,椭圆规机构,缝纫机送布机构,例：计算图示机构的自由度。,n=5 Pl=7 Ph= 0,n=4 Pl=5 Ph= 1,
