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1、 重 点运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。第1章 平面机构的结构分析内 容1 构件及其运动副2 平面机构运动简图的绘制3 平面机构自由度的计算4 平面机构的组成原理和结构分析n构件n运动副 两个构件直接接触且具有确定相对 运动的联接。平面运动副分类 :转动副移动副特点：面接触、相对转动或相对移动 低副 运动的单元.n运动副元素两构件相互接触的点、线、面。1 构件及其运动副齿轮副 凸轮副特点：点或线接触、沿接触点切线方向相对移动绕接触点的转动 高副螺旋副 球面副 n运动链 若干构件通过运动副联接而成的可动系统。若将运动链中的一个构件相对固定，运动
2、链则成为机构。 机构中构件的分类：1、机架（描述运动的参考系）2、原动件（运动规律已知的构件）3、从动件2 平面机构运动简图的绘制 机构运动简图表示机构运动特征的一种工程用图 表达方式：用简单线条表示构件规定符号代表运动副按比例定出运动副的相对位置 与运动有关的因素： 构件数目运动副数目及类型运动副之间的相对位置转动副一、运动副符号 移动副齿轮 副凸轮副122122螺旋副球面副机构运动简图表二、构件不管构件形状如何，简单线条表示，带短剖面线 表示机架。带运动副元素的构件三、机构运动简图的绘制方法与步骤：1.确定构件数目及原动件、输出构件；2.根据各构件间的相对运动确定运动副的种类和数目；3.选
3、定比例尺，按规定符号绘制运动简图；4.标明机架、原动件和作图比例尺；5.验算自由度。 运动简图例运动简图例运动简图例31234ABC141223A14B12C23432414A1234BCD例1 颚式破碎机例2 活塞泵运动副？一、构件的自由度自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位 置所需独立坐标数）。一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。xy21 xyy x3 平面机构的自由度自由度说明例F=6F=3不论形成运动副的两个构件是否其中有一个相对固 定，运动副引入的约束数S均相同。运动副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。1. 转动副x0y0xy约束数 S = 2F=1F=4F=6F=3
4、二、平面运动副的约束条件约束 限制 约束条件 约束数1. 转动副x0y0xy约束数 S = 2F=1F=42. 移动副约束数 S = 23. 齿轮副4. 凸轮副nn约束数 S = 1nn平面低副约束数 S = 2平面高副约束数 S = 1 三、平面机构的自由度机构的自由度 F=3活动构件数-2低副数 -1高副数计算公式F 3n 2PL PH1.机构自由度的计算公式F3n2PL PH 3 2 34 0 1F3n2PLPH 3 2 450 2F3n2PLPH 3 2 221 1例F=3n-2PL-PH =32-23-0=0F=3n-2PL-PH =33-25-0 =-1三个构件通 过三个转动副相
5、连, 相当于一个 构件。2.机构(运动链)具有确定相对运动的条件有一个机架 自由度大于零（F0） 原动件数 =自由度数（通常，原动件为含低副构件且与机架相连, 只有一个自由度。）3.注意事项复合铰 链m个构件(m3)在同一处构成 共轴线的转动副412 356F 3n2PLPH 3 2 560 3F 3n2PLPH 3 2 570 1m-1个低副复计算在内5231）要正确计算运动副数目F3n2PLPH 3 2 760 9F3n2PLPH 3 2 7100 1?复复复复例3 圆盘锯机构F3n2PLPH 3 2 123F3n2PLPH 3 2 231-1两构件间构成多个运动副3.注意事项（续）（续）
6、错22 1 1对 移动动副导导路平行 转动转动 副轴线轴线 重合 平面高副接触点共法线“转动副”“移动副”F3n2PLPH 3 2 33 1 23.注意事项（续）（续）机构中某些构件所具 有的局部运动，并不影响 机构运动的自由度。局部自由度排除F3n2PLPH-F 3 2 - 33 1 11这时F3n2PLPH-F式中F 为局部自由度数目 412351234F3n2PLPH 3 2 340 1F3n2PLPH 3 2 46 0 0？对虚约束不产生实际约束效果的重复约束排除3.注意事项（续）（续）应用实例F3n2PLPH+P 3 2 + 46 0 111.轨迹重合转动副联接的两构件上联接点的轨迹
7、重合1234BOAF3n2PLPH+P 3 2 + 34 1 11F3n2PLPH 3 2 34 1 0错对虚约束常发生在下列情况n4，PL4，PH0，P1 F141235用一个构件两个运动副去联接则构成虚约束2.两构件上某两点间的距离在运动过程中始终不变虚F3n2PLPH+P 3 2 + 46 0 113.对传递运动不起独立作用的重复部分1232虚F3n2PLPH+P 3 2 + 44 4 11P2Pl +Ph 3n2 + 243 2 2F3n2PLPH+P 3 2 + 55 6 12虚平面机构自由度计算公式平面机构自由度计算公式F3n- 2PL- PH + P- FF 局部自由度数 PH
8、高副数 n 活动构件数 P 虚约束数 PL 低副数 F 局部自由度数F3n2PLPH+ P- F 3 2 + - 791 1局复局F3n2PLPH+ P- F 3 2 + - 8101 2例4例5412356781234567901801F3n2PLPH 3 2 8111 1例6构件 + 运动副 运动链 机构1.4 机构的组成原理和结构分析 机架原动件从动件组合F = 0基本杆组：最简单的不可再拆的自由度为零的构件组，简称为杆组。平面低副运动链自由度 F = 3n - 2P5基本杆组 F = 0P5 = n3 2n = 2 P5 = 3 级杆组（双杆组）n = 4 P5 = 6 级杆组三副构件
9、3个双副构件n = 2 P5 = 3 级杆组（双杆组） n = 4 P5 = 6 级杆组1.4.1 机构的组成原理任何机构都可以看作是若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动机和机架上而构成的，机构的自由度等于原动件的数目，这就是机构的组成原理。构件 + 运动副 运动链 机构机架原动件若干基本杆组机架和原动件级杆组 级杆组四杆机构八 杆 机 构机构的组成：在机架和原动件上每增加一个基本杆组，并不改变原来 的自由度，每次增加都可以获得一个新机构； 设计新机构时，在满足相同工作要求的前提下，机构的 结构越简单越好，杆组级别越低越好，运动副数目越少 越好。F = 3n - 2P5 P41.4.2 机
10、构的结构分析机构的结构分析是指把机构分解为基本杆组、原动件和机架，是机构组成的反过程，又称为拆杆组。机构的结构分析原则：首先，从远离原动件的部分开始拆分； 试拆时，先试拆低级别杆组； 每拆完一个杆组，剩余的部分仍然是一个完整机构。I 级机构II 级机构III 级机构机构的命名：以机构中所包含的基本杆组的最高级别原动件不同，机构的级别也有可能不同123456781.4.3 平面机构的高副低代根据一定的条件对平面机构中的高副虚拟地用低副来替代，这种以低副代替高副的方法称为高副低代。条件一：代替前后机构的自由度不变F = 31 - 22 = -1条件二：代替前后机构的瞬时速度和加速度不变两个高副元素均为圆弧AO1、BO、OO1均保持不变瞬时替代机构例：机构的结构分析本章重点小结一、构件 + 运动副 运动链 机构机架原动件从动件基本杆组三、机构运动简图的绘制二、运动链成为机构的条件：F 0, 原动件数目等于自由度数目 平面运动链自由度计算方法和注意事项
