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1、忻州机电职业技术学院教案 首页课 次8课 型理论章节2.平面机构的结构分析教学目的教学重 点平面机构运动简图的绘制和自由度的计算教学难 点平面机构运动简图的绘制和自由度的计算教学方 法讲授教 具挂 图多媒体授 课班 级授 课日 期相 关素 材1、周志平 欧阳中和主编?机械设计根底与实践?冶金工业出版社2008-6-12、周家泽主编?机械设计根底?人民邮电出版社1999年01月3、马保吉主编?机械设计根底?西北工业大学出版社4、李学雷主编?机械设计根底?北京希望电子出版社2004-9-1教学后记忻州机电职业技术学院教案 续页教学过程u 引言对于一个机构如何去表达，怎么样通过简单的方法表达复杂的机
2、构和机构，对于一个机构的自由度如何计算，通过这次课的学习，我们能得到初步的答案。u 教学内容正文第二章 平面机构的运动简图及自由度机械一般由假设干机构组成，而机构是由两个以上有确定相对运动的构件组成的。假设组成机构的所有构件都在同一平面中运动，那么称该机构为平面机构。第一节 运动副及其分类一、运动副的概念运动副：两构件之间直接接触并能产生一定相当于运动的联接。如轴和轴承、活塞与气缸、车论与钢轨，一对啮合的齿轮。二、运动副的分类平面运动副：两构件只能在同一平面相对运动的运动副。通过点、线、面接触。平面运动副分类：按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。转动副 低副面接触 运动副 移动副高副点、
3、线接触：两构件以面接触而形成的运动副。 分类：转动副、移动副转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。 a)固定铰链b)活动铰链转动副(2) 移动副：只允许两构件作相对移动。2.高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。凸轮副：齿轮副空间运动副：球面副 螺旋副第二节 平面机构的运动简图一、机构运动简图的概念机构运动简图：用国家标准规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一定比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出表示机构的简明图形。它与原机械具有完全相同运动特性。机构示意图：为了说明机械的组成状况和结构特征，不严格按比例绘制的简图。二、平面机构运动简图的绘制机构的组成：固定件机架：机构中支承活动构件
4、的构件，任何机构中有且只有一个机构为机架； 原动件：机构中作用有驱动力或运动规律的构件； 从动件：机构中除原动件以外的所以的活动构件。绘制机构运动简图的步骤：1分析机构的组成，确定机架、原动件和从动件；2由原动件开始，依次分析构件间的相对运动形式，确定运动副的类型和数目；3选择适当的视图平面和原动件位置，以便清楚地表达各构件见的运动关系，通常选择与构件运动平行的平面作为投影面；4选择适当的比例尺，按照各运动副间的距离和相对位置，以规定的线条和符号绘图。机构运动简图符号1转动副构件组成转动副时，如下列图表示。图垂直于回转轴线时用图a表示；图面不垂直于回转轴线时用图b表示。表示转动副的圆圈，其圆心
5、必须与回转轴线重合。一个构件具有多个转动副时，那么应在两条交叉处涂黑，或在其内画上斜线。2移动副两构件组成移动副，其导路必须与相对移动方向一致。3. 平面高副两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出其全部轮廓；对于齿轮，常用点划线划出其节圆。例2-1：绘制下列图颚式破碎机主体机构的运动简图第三节 平面机构的自由度为了使设计的机构能够运动并具有运动确实定性，必须研究机构的自由度和机构具有运动确定性的条件。一、平面机构的自由度计算1、自由度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度,作平面运动的自由构件有三个自由度。2、约束：当两构件组成
6、运动副后，它们之间的某些相对运动受到限制，对于相对运动所加的限制称为约束。每加一个约束就减少一个自由度。平面低副：引入两个约束，保存一个自由度平面高副：引入一个约束，保存两个自由度3、机构自由度计算：机构相对于机架所具有的独立运动数目，称为机构的自由度。计算公式：F=3n-2PL-PH其中：n：在一个机构中除机架以外的所以构件的数目。 PL：低副数 PH：高副数例题：计算颚式破碎机的自由度。解：F=3n-2PL-PH =3x3-2x4-0 =1第三节 平面机构的自由度二、平面机构自由度计算的考前须知两个以上构件在同一处以同轴线的转动副相联，称为复合铰链。 复合铰链处理方法：假设有m个构件组成复
7、合铰链，那么复合铰链处的转动副数应为m-1个。在计算机构自由度时应注意识别复合铰链，不要把它当成一个转动副进行计算。2.局部自由度 与机构运动无关的构件独立运动称为局部自由度。 局部自由度1局部自由度2处理方法：在计算机构自由度时，局部自由度应略去不计。图 2-93.虚约束 虚约束2机构中与其他约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束称为虚约束。 处理方法：在计算机构自由度时，应除去不计。出现的场合：1两构件间形成多个具有相同作用的运动副。1、两构件在同一轴线上形成过个转动副。2、两构件形成多个导路平行或重合的移动副。导路重合3、两构件组成多处接触点公法线重合的高副。2两构件上联接点运动轨迹相互重合。对称运动轨迹重合3机构中具有对运动不起作用的对称局部。三、 机构具有确定运动的条件机构的自由度即是平面机构所能有的独立运动的数目。当机构自由度大于零，机构才能运动，只有给机构输入的独立运动数目与机构自由度相等，该机构才能有确定的运动。ba机构具有确定运动的条件：机构的原动件数目W等于机构的自由度数F，即：W=F0
