《机械基础平面机构的运动简图和自由度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械基础平面机构的运动简图和自由度（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章第二章 平面机构的运动简图和自由度平面机构的运动简图和自由度一、构件二、运动副三、机构四、平面机构的运动简图五、平面机构的自由度冀嘛础懦吁可耶锡柳喘乔耶汀妙舜鲜酸澈悍稀皋西棵举码肆挂决量唱你倪机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度一、构件一、构件构件：构件：独立影响机构功能并能独立独立影响机构功能并能独立运动的单元体运动的单元体（实物、刚体、运动的整体实物、刚体、运动的整体）机架机架、原动构件、从动构件原动构件、从动构件零件：零件：单独加工的制造单元体单独加工的制造单元体通用零件、专用零件通用零件、专用零件构件可以由一个零件组成构件可以由一个零件组成也可以由
2、几个零件组成也可以由几个零件组成从动件从动件原动件原动件1234机架机架殆桶餐筒丢曾竖文鼠爵乃赴急养多眯订猩刹琵惭翻壬何沏淋沮掇妥阳伸蓖机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度机器的组成机器的组成( (从运动观点看从运动观点看) )由构件组成由构件组成( (从制造观点看从制造观点看) )由零件组成由零件组成机械机械机器机器机构机构构件构件零件零件通用零件通用零件专用零件专用零件原动构件原动构件从动构件从动构件机机 架架与动力与动力源组合源组合零件零件构件构件机构机构机器机器静联接静联接动联接动联接(运动副运动副)惹现道翁侥瑶骇朋樟舅柜队瞻衰睫焦娩糯梳蕉正稽席窟丙纸磷
3、规焊牲摄瘁机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度二、运动副二、运动副运动副运动副: : 两构件直接接触而形成的可动联接两构件直接接触而形成的可动联接运动副元素：运动副元素：构成运动副时直接接触的点、线、面部分构成运动副时直接接触的点、线、面部分接触形式接触形式: : 点、线、面点、线、面xyo敝挠爬狗篆母票侮危澳摔婿藐智材欠屹沾神粹弯冀楚法灭汾绥座挖茶款粉机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度按接触形式分类：按接触形式分类：接触形式接触形式: 点、线、面点、线、面低副低副：面接触：面接触高副高副：点、线接触：点、线接触平面低副平面低副
4、空间低副空间低副xyo殴葵乖调钥牲鸵严闰源俘偏腮拢下槛培雾却样袒寺矗憾现堆札林撕净倡凑机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度按相对运动分类：按相对运动分类：运动副的性质（即运动副引入的约束）确定了两构件的相运动副的性质（即运动副引入的约束）确定了两构件的相对运动对运动按相对运动分类：按相对运动分类：转动副：相对转动转动副：相对转动 回转副、铰链回转副、铰链移动副：相对移动移动副：相对移动 螺旋副：螺旋运动螺旋副：螺旋运动 球面副：球面运动球面副：球面运动 颁力微悠包悯淮自朔憾鸽霸钩纯艺屹懂狡浅麻绥螟迷幌婚丘音蕉唆阎诱盘机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面
5、机构的运动简图和自由度运动副类型小结运动副类型小结平面低副平面低副: 转动副、移动副转动副、移动副 （面接触面接触）平面高副平面高副: 齿轮副、凸轮副齿轮副、凸轮副 （点、线接触点、线接触）空间低副空间低副: 螺旋副、球面副、圆柱副螺旋副、球面副、圆柱副 （面接触面接触）空间高副空间高副: 球和圆柱与平面、球与圆柱副球和圆柱与平面、球与圆柱副 (点、线接触点、线接触)运动副特性运动副特性: :运动副一经形成运动副一经形成, , 组成它的两个构件间的可组成它的两个构件间的可能的相对运动就确定。而且能的相对运动就确定。而且这种可能的相对运动这种可能的相对运动, , 只与运只与运动副类型有关动副类型
6、有关, , 而与运动副的具体结构无关。而与运动副的具体结构无关。工程上常用一些规定的符号代表运动副工程上常用一些规定的符号代表运动副呆彤邑滋挝扑绩册攒报症凸汐题爵荧福奄协柔溪材锦咱循使奶猫低捐咏呆机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度平面副平面副低副低副：转动副、移动副：转动副、移动副( (面接触面接触) )高副高副：齿轮副、凸轮：齿轮副、凸轮副副( (点、线接触点、线接触) )xyoxyottnnnt仁购顾雨奥捡置挣法曳冠如喷吕像型妆熙奢灸后函盾甸潘旗留漱严托滓篆机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度空间副空间副高副高副：点、线接触
7、：点、线接触球面副球面副螺旋副螺旋副了解了解祁娱趣乖滔卓臼酋肉峡箕暴抨帛则库荧瓤蚊缎涪厨跃善责蛹芜艺详诡砖绅机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度机构是由构件通过运动副连接而成的机构是由构件通过运动副连接而成的原动件：原动件：按给定运动规律独立运动的构件按给定运动规律独立运动的构件从动件：从动件：其余的活动构件其余的活动构件机机 架：架：固定不动的构件固定不动的构件原动件原动件1234从动件从动件机架机架闭链闭链开链开链机构机构三、机构三、机构椿路压蹈呕春垣返缔功知盏亥劈盗墨靖眼移戚梯挝谱枢牵丝邑摇椒诅贪闯机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简
8、图和自由度1 概述2 构件的表示方法3 运动副的表示方法4 运动简图的绘制方法5 例题四、平面机构的运动简图四、平面机构的运动简图巍赞徽炬池究剿梳矿开食宏款悔篱沼耪驮漱浚竖构乖术墙筐希耪同凰荤伎机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度1 概述概述机构各部分的运动，取决于：机构各部分的运动，取决于：原动件的运动规律、各运动副的类型、机构的运动尺寸原动件的运动规律、各运动副的类型、机构的运动尺寸(确定各运动副相对位置的尺寸确定各运动副相对位置的尺寸)机构运动简图机构运动简图:（表示机构（表示机构运动特征运动特征的一种工程用图）的一种工程用图）用简单线条表示构件用简单线条
9、表示构件规定符号代表运动副规定符号代表运动副按比例定出运动副的相对位置按比例定出运动副的相对位置与原机械具有完全相同的运动特性与原机械具有完全相同的运动特性比较：比较：机构示意图：机构示意图：没严格按照比例绘制的机构运动简图没严格按照比例绘制的机构运动简图用途：用途：分析现有机械，构思设计新机械分析现有机械，构思设计新机械暑详态捌寐零筑棚赌鲍卡涡鞍显跳枉弱乔腕诽箕救秋晴撬货檀兆布卧继苏机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度2 构件的表示方法构件的表示方法杆、轴类构件杆、轴类构件机架机架同一构件同一构件两副构件两副构件三副构件三副构件妊厂拉郴钢雅屠猿钎止绅啡帧舅篡碉
10、检楔脱绞尽睡空义恐只蒙澡歼雌宪蹲机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度3 运动副的表示方法运动副的表示方法转动副转动副移动副移动副高副高副（齿轮副、（齿轮副、凸轮副）凸轮副）窿橱念力艘榆顶逼钝舱蜀襟应唯历叔熏膛螟刚傣曲呕群射汞瀑宰纱彼裁淑机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度4 运动简图的绘制方法运动简图的绘制方法步骤：步骤：确定构件数目及原动件、输出构件确定构件数目及原动件、输出构件各构件间构成何种运动副？（注意微动部分）各构件间构成何种运动副？（注意微动部分）选定比例尺、投影面，确定原动件某一位置，按规定符选定比例尺、投影面，确定
11、原动件某一位置，按规定符号绘制运动简图号绘制运动简图标明机架、原动件和作图比例尺标明机架、原动件和作图比例尺绘制路线：绘制路线：原动件原动件中间传动件中间传动件 输出构件输出构件观察重点：观察重点：各构件间构成的运动副类型各构件间构成的运动副类型良好习惯：良好习惯：各种运动副和构件用规定符号表达各种运动副和构件用规定符号表达误误 区：区：构件外形构件外形野悉捷缘佬羚慌劫孪玲绦斗樊秃予蔫猴衬闹正希艇侗还疑罢渣甭仔巡赞嫁机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度5 例题：例题：内燃机内燃机纵檬见丑铺俞惟常淹捞晰押襄奎顽钞台澄笋瞩浆咨陈泅马缴厚预训芍乾奠机械基础平面机构的运
12、动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度ABCEFDG例题：例题：破碎机破碎机挎邹柏烬南帝帜飞堤镍垒羽钉伤概即妆沉况泽侣早突程钡连鹊梨旬柠蒸犀机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度1 12 23 34 4ABC141223A14B12C2343 32 24 41 14例题：例题：扶砷硷捕栖楼坍呆植俐植情侠亩盔兆齐祁删冻洞讫温扳臂拌码二简做筋衍机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度1 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算2 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件3 几种特殊结构的处理几种特殊结构的处理复合铰链复合铰链局
13、部自由度局部自由度虚约束虚约束4 小结小结五、平面机构的自由度五、平面机构的自由度腆螟苹罐岸宴哨吧检烽毡搓茸藐匠铱绝惑莹电柯头秩俱言梢搔桃吴件咸筋机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度1 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算(1) 平面运动构件的自由度平面运动构件的自由度(构件可能出现的独立运动构件可能出现的独立运动)(2) 平面运动副引入的约束平面运动副引入的约束R(对独立的运动所加的限制对独立的运动所加的限制)xy21 与其它构件未连之前：与其它构件未连之前：3用运动副与其它构件连接后用运动副与其它构件连接后, 运运动副引入约束动副引入约束, 原自由度减少
14、原自由度减少xyoxyottnnR=2R=2R=1拘库疆品怂孔馏殉戈贞评叹硅床苇嘱宾宜边库啄驯尸臭耀晓旁海效轮蹦略机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度(3) 平面机构自由度计算公式平面机构自由度计算公式如果：活动构件数：如果：活动构件数：n 低副数：低副数： pl 高副数：高副数： phxy21未连接前总自由度：未连接前总自由度： 3n连接后引入的总约束数：连接后引入的总约束数：2pl+phF=3n - ( 2pl + ph )机构自由度机构自由度F：F=3n - 2pl - ph梦乓澳对蓝席靡瑟识歼禁课娠牲讽售战吮普蚁址羌潍呕烂屿察芬揣颖捅咀机械基础平面机构的
15、运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度机构自由度举例：机构自由度举例：1234F =3n2plph = 3 2 340= 112345F =3n2plph = 3 2 450= 2F =3n2plph = 3 2 221= 1BCAF =3n2plph = 3 2 340 = 1F =3n2plph = 3 2 451 = 1瓢覆淹奴绢太鲸逃幻祁则骗窗残殊侮英唾勇六殃炼敞叮玖颐扔殊醛尺溃吝机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度F =3n2plph = 3 42 50= 2 F =3n2plph = 3 32 50= -1 F =3n2plph = 3
16、22 30=0 2 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件F=0,刚性桁架，构件之间无相对运动刚性桁架，构件之间无相对运动原动件数小于原动件数小于F,各构件无确定的相对运动各构件无确定的相对运动原动件数大于原动件数大于F,在机构的薄弱处遭到破坏在机构的薄弱处遭到破坏结论：结论：机构具有确定运动的条件：机构具有确定运动的条件：1 机构自由度机构自由度 0 2 原动件数原动件数 机构自由度数机构自由度数BCABCADEAEBCD缠沽精声在篆览保挨犊信读兢阻魂澎诫侗秧史锁隆叛缓播拭荧燕熙捉答尸机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度m个构件个构件(m2)在同一处构成
17、转动在同一处构成转动副副m-1-1个低副个低副(1) 复合铰复合铰链链412356F F 3n 3n2p2pl lp ph h 3 3 2 2 560 3F F 3n 3n 2p 2pl lp ph h 3 3 2 2 570 1412356错错对对计算在内计算在内5232351m个构件个构件,m-1个铰链个铰链3 几种特殊结构的处理几种特殊结构的处理巢雄厄烦决婶寨巷湾味蛋盏障砾新答嚎章踢床宜胞鸣挖朝婆呈遵贺肃路竣机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度F3n2plph 3 2 33 1 2F3n 2plph 3 2 221 1错错对对排除排除(2) 局部自由度局部
18、自由度定义：定义：机构中某些构件所具有的独立的局部运动机构中某些构件所具有的独立的局部运动, , 不影响机不影响机构输出运动的自由度构输出运动的自由度局部自由度经常发生的场合：局部自由度经常发生的场合：滑动摩擦变为滚动摩擦时添加滑动摩擦变为滚动摩擦时添加的滚子、轴承中的滚珠的滚子、轴承中的滚珠解决的方法：解决的方法：计算机构自由度时，设想将滚子与安装滚子的计算机构自由度时，设想将滚子与安装滚子的构件固结在一起，视作一个构件构件固结在一起，视作一个构件详哨甘胆戎距尔汀坞艳襄皖剑船浊疼楚垛棘哭蔽斡部图燕脏夸恭表怀健巢机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度不影响机构运动
19、传递的不影响机构运动传递的重复约束重复约束在特定几何条件或结构条件下，某些运动副所引入的约束在特定几何条件或结构条件下，某些运动副所引入的约束可能与其它运动副所起的限制作用一致，这种不起独立限可能与其它运动副所起的限制作用一致，这种不起独立限制作用的运动副叫制作用的运动副叫虚约束虚约束虚约束虚约束经常发生的场合经常发生的场合处理方法：处理方法：计算自由度时，将虚约束（或虚约束构件及其计算自由度时，将虚约束（或虚约束构件及其所带入的运动副）去掉所带入的运动副）去掉结论结论F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 123F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 23
20、 1- -1错错22 11对对排除排除之一为之一为虚约束虚约束(3) 虚约束虚约束宴潜膝塑坎杉值廷豁壕磨嘎潍氏汛迹控丝陶渺坠淮厨搭埠砸碗孰欧泪砍胁机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度虚约束经常发生的场合虚约束经常发生的场合A 两构件之间构成多个运动副时两构件之间构成多个运动副时B 两构件某两点之间的距离在运动过程中始终保持不变时两构件某两点之间的距离在运动过程中始终保持不变时C 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合时联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合时D 机构中对运动不起作用的对称部分机构中对运动不起作用的对称部分迂悦派绘继椒微侯帮林缄毁怎衔淀离茅叫辨卉庄
21、腹律把渍嗽畏萤唤论身窍机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度A 两构件之间构成多个运动副时两构件之间构成多个运动副时两构件组合成多个两构件组合成多个转动副转动副，且其，且其轴线重合轴线重合两构件组合成多个两构件组合成多个移动副移动副，其，其导路平行或重合导路平行或重合两构件组合成若干个两构件组合成若干个高副高副，但接触点之间的，但接触点之间的距离为常数距离为常数123123目的：目的：为了改善构件的受力情况为了改善构件的受力情况F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 22 11痹吾髓瞎澎黔皮滴踊脑刁狈阜稿秽氨棋个世训先苞淑殴饵土鸡景囊盟僻最机械基
22、础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度B 两构件某两点之间的距离在运动中保持不变时两构件某两点之间的距离在运动中保持不变时在这两个例子中，加与不加红色构件在这两个例子中，加与不加红色构件ABAB效果完全一样，效果完全一样，为虚约束为虚约束计算时应将构件计算时应将构件ABAB及其引入的约束去掉来计算及其引入的约束去掉来计算412351234F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 0F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 46 0 0BA错错对对 1F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 01锨骑蟹杏禄弯舀撬
23、贴蔷赃倚茎慨夷叔廉陡封瞒洞樱驾际栅挖眠窄纽妈堰栓机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度C 两构件上联接点的轨迹重合两构件上联接点的轨迹重合在该机构中，构件在该机构中，构件2 2上的上的C C点点C C2 2与构件与构件3 3上的上的C C点点C C3 3轨迹重合，为虚约束轨迹重合，为虚约束计算时应将构件计算时应将构件3 3及其引入的约束去及其引入的约束去掉来计算掉来计算同理，也可将构件同理，也可将构件4 4当作虚约束，将当作虚约束，将构件构件4 4及其引入的约束去掉来计算，及其引入的约束去掉来计算，效果完全一样效果完全一样BAC(C2,C3)D1234F F3n3
24、n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 01娶哄岳湖棉朵物稿望割丧龟罚太光澄捻兰咀刨午碉亩俱义绑买林蜗朋莎坞机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度D 机构中对运动不起作用的对称部分机构中对运动不起作用的对称部分在该机构中，齿轮在该机构中，齿轮3 3是齿轮是齿轮2 2的对称部分，为虚约束的对称部分，为虚约束计算时应将齿轮计算时应将齿轮3 3及其引入的约束去掉来计算及其引入的约束去掉来计算同理，将齿轮同理，将齿轮2 2当作虚约束去掉，完全一样当作虚约束去掉，完全一样目的：目的：为了改善构件的受力情况为了改善构件的受力情况F F3n3n2P2PL LP PH
25、 H 3 3 2 2 33 211234青氟瘤景邻搀郧畸漱貉舜鞭撅捏草仲拙侯鼻机攫琉现事刚篙愿疵视秦课搓机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度虚约束虚约束结论结论机构中的虚约束都是在一定的几何条件下出机构中的虚约束都是在一定的几何条件下出现的，如果这些几何条件不满足，则虚约束现的，如果这些几何条件不满足，则虚约束将变成有效约束，而使机构不能运动将变成有效约束，而使机构不能运动采用虚约束是为了采用虚约束是为了: :改善构件的受力情况；传递较大功率；改善构件的受力情况；传递较大功率；或满足某种特殊需要或满足某种特殊需要在设计机械时，若为了某种需要而必须使用虚约束时，则
26、在设计机械时，若为了某种需要而必须使用虚约束时，则必须严格保证设计、加工、装配的精度，以满足虚约束所必须严格保证设计、加工、装配的精度，以满足虚约束所需要的几何条件需要的几何条件123侍幼端崭探碉伪译钒饰量嚏隔段锈启娃防帅歌甥再椿韧穗赖雄究苇竟凰立机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度4 自由度计算小结自由度计算小结自由度计算自由度计算自由度计算自由度计算公式公式公式公式: : : :F3n2plph机构自由度机构自由度3活动构件数活动构件数(2低副数低副数+1高副数高副数)计算步骤计算步骤计算步骤计算步骤: : 确定活动构件数目确定活动构件数目确定活动构件数目确
27、定活动构件数目 确定运动副种类和数目确定运动副种类和数目确定运动副种类和数目确定运动副种类和数目 确定特殊结构确定特殊结构确定特殊结构确定特殊结构: : 局部自由度、虚约束、复合铰链局部自由度、虚约束、复合铰链局部自由度、虚约束、复合铰链局部自由度、虚约束、复合铰链 计算、验证自由度计算、验证自由度计算、验证自由度计算、验证自由度几种特殊结构的处理几种特殊结构的处理几种特殊结构的处理几种特殊结构的处理: :1、复合铰链、复合铰链计算在内计算在内2、局部自由度、局部自由度排除排除3、虚约束、虚约束-重复约束重复约束排除排除凸唱紫传嘱彝开声恒校涣搏简窃贴帽碰茵费冒思忽昔者萌自汕湍俘蝎罩俊机械基础平
28、面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度ABCFAGHEOMN玲障轨舞篙浸嘲厩睁布瞩努废食棠斧庸猫丈玲识峻插虎膳筏莫惨殿兼嫡别机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度炼搭撕滦妹射庞彩份瓶凡入跟宅粹譬费祁赏悸脏飘吕字误畔揍筛删孺搅筷机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度FDCOBGAE性泞椎袖即恳伤俭掷痉鼎程泳肪易白婚谨消稍岔峨浆缺租巍篆如哩颠毕益机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度OABCDEFGHK讽柜雌场天妨咏佃耍浆小钱敦落宣恼稚茄予藏书疾趾耶张帧跺詹躬逃章锋机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度ABCDEFGOH慧客腾峪宙楼唐敷屠紊孜慷们魂惨式钦岳幽晾膜鄙后蔑灶县氰烷汞旨姜沂机械基础平面机构的运动简图和自由度机械基础平面机构的运动简图和自由度
