1、1第一章第一章 平面機構(gòu)運動簡圖及自由度平面機構(gòu)運動簡圖及自由度第一節(jié) 平面機構(gòu)的組成 第二節(jié) 平面機構(gòu)的運動簡圖 第三節(jié) 平面機構(gòu)的自由度 2第一節(jié)第一節(jié) 平面機構(gòu)的組成平面機構(gòu)的組成u運動副及其分類運動副及其分類回轉(zhuǎn)副(鉸鏈)組成運動副的兩構(gòu)件只能在一個平面內(nèi)相互轉(zhuǎn)動（1）低副兩構(gòu)件通過面接觸組成的運動副。兩構(gòu)件通過面接觸組成的運動副。121212 機構(gòu)是一個構(gòu)件系統(tǒng)，為了傳遞運動和動力，各構(gòu)件之間必須通過一定的聯(lián)接而產(chǎn)生確定的相對運動。運動副兩個構(gòu)件直接接觸組成的可動聯(lián)接。運動副元素直接接觸的部分（點、線、面）3移動副組成運動副的兩構(gòu)件只能沿某一軸線相對移動1212（2）高副兩構(gòu)件通過點

2、、線接觸組成的運動副。兩構(gòu)件通過點、線接觸組成的運動副。21nntt4u機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成（1）固定構(gòu)件（機架）固定構(gòu)件（機架）用來支承運動構(gòu)件的構(gòu)件用來支承運動構(gòu)件的構(gòu)件（2）原動件（主動件）原動件（主動件）運動規(guī)律已知的活動構(gòu)件運動規(guī)律已知的活動構(gòu)件（3）從動件）從動件機構(gòu)中隨著原動件的運動而運動的其余活動構(gòu)件機構(gòu)中隨著原動件的運動而運動的其余活動構(gòu)件機架機架主動件主動件從動件從動件5第二節(jié)第二節(jié) 平面機構(gòu)的運動簡圖平面機構(gòu)的運動簡圖 機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運動、動力分析與機構(gòu)的外形、斷面尺寸、構(gòu)件的零件數(shù)目、運動副的具體構(gòu)造等這些與運動無關(guān)的因素沒有關(guān)系，研究時，用機構(gòu)運動簡圖對機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運動

3、、動力進行分析。機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖：用簡單的線條和符號來代表構(gòu)件和運動副,并按一定的比例表示各運動副的相對位置這種表明機構(gòu)中各構(gòu)件間相對運動關(guān)系的簡單圖形。機構(gòu)示意圖機構(gòu)示意圖：定性表明機構(gòu)的運動狀況，不嚴(yán)格按比例來繪制機構(gòu)簡圖。6常用機構(gòu)運動簡圖符號在機架上的電機齒輪齒條傳動帶傳動圓錐齒輪傳動7鏈傳動圓柱蝸桿蝸輪傳動凸輪傳動外嚙合圓柱齒輪傳動8內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動棘輪機構(gòu)9一般構(gòu)件的表示方法桿、軸構(gòu)件桿、軸構(gòu)件固定構(gòu)件固定構(gòu)件同一構(gòu)件同一構(gòu)件10平面機構(gòu)運動簡圖的繪制平面機構(gòu)運動簡圖的繪制（1）明確機構(gòu)的組成；分析機構(gòu)的運）明確機構(gòu)的組成；分析機構(gòu)的運動動 找出機構(gòu)的原動件、機架和從動件

4、，搞清運動傳找出機構(gòu)的原動件、機架和從動件，搞清運動傳遞的具體過程，從而確定出該機構(gòu)的數(shù)目及各運動遞的具體過程，從而確定出該機構(gòu)的數(shù)目及各運動副的類型和數(shù)目。副的類型和數(shù)目。（2）選擇視圖平面）選擇視圖平面（3）選擇適當(dāng)?shù)谋壤叽缋L圖）選擇適當(dāng)?shù)谋壤叽缋L圖11常用運動副的符號運動副名稱運動副符號兩運動構(gòu)件構(gòu)成的運動副轉(zhuǎn)動副移動副12121212121212121212121212兩構(gòu)件之一為固定時的運動副122121平面運動副12平面高副21nntt21nntt碼頭吊車13第三節(jié)第三節(jié) 平面機構(gòu)的自由度平面機構(gòu)的自由度一、構(gòu)件的自由度 構(gòu)件獨立運動的數(shù)目 一個作平面運動的自由構(gòu)件3 3個自由

5、度個自由度BA(xA,yA)oxy二、運動副的約束對獨立運動所加的限制oxy產(chǎn)生約束數(shù)：產(chǎn)生約束數(shù)：2 2自由度：自由度：1 1低副低副14nntt高副高副產(chǎn)生約束數(shù)：產(chǎn)生約束數(shù)：1 1自由度：自由度：2 2三、機構(gòu)的自由度機構(gòu)具有獨立運動的數(shù)目設(shè)一平面機構(gòu)有K個構(gòu)件，通過Pl個低副，Ph個高副聯(lián)接，則：活動構(gòu)件數(shù)：通過運動副聯(lián)接后，低副產(chǎn)生的約束數(shù) ： 高副產(chǎn)生的約束數(shù)： 運動副聯(lián)接前自由度：計算公式：1 Knn3lP2hP1hlPPnF2315例：n=3；Pl=4Ph=0F=3n-2 Pl-Ph=1n=2；Pl=3Ph=0F=3n-2 Pl-Ph=0機構(gòu)具有確定運動條件是：機構(gòu)具有確定運動

6、條件是：F0，且，且F等于原動件數(shù)等于原動件數(shù)161234結(jié)論：，3n0hP10523323hlPPnFF 0，機構(gòu)不能運動。，5lPuF0u原動件數(shù)=機構(gòu)自由度數(shù)F機構(gòu)具有確定運動的條件：17n=5；Pl=6Ph=0F=3n-2 Pl-Ph=3?18四、計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題m個構(gòu)件在同一處鉸接,構(gòu)成 m-1 個轉(zhuǎn)動副31、復(fù)合鉸鏈、復(fù)合鉸鏈 兩個以上的構(gòu)件在同一處以回轉(zhuǎn)副相聯(lián)。兩個以上的構(gòu)件在同一處以回轉(zhuǎn)副相聯(lián)。19n=5；Pl=7Ph=0F=3n-2 Pl-Ph=120n=3；Pl=3Ph=1F=3n-2 Pl-Ph=2?2、局部自由度、局部自由度機構(gòu)中某一構(gòu)件的運動不影響輸出構(gòu)件

7、的運動，機構(gòu)中某一構(gòu)件的運動不影響輸出構(gòu)件的運動，該構(gòu)件的運動稱為局部自由度。該構(gòu)件的運動稱為局部自由度。21n去掉局部自由度n=2；Pl=2Ph=1F=3n-2 Pl-Ph=1計算前先將小滾輪焊接在推桿上計算前先將小滾輪焊接在推桿上處理的方法：處理的方法：22n=4；Pl=6Ph=0F=3n-2 Pl-Ph=0?平行四邊形機構(gòu)；平行四邊形機構(gòu)；兩個構(gòu)件之間組成多兩個構(gòu)件之間組成多個導(dǎo)路平行的移動副；個導(dǎo)路平行的移動副；兩個構(gòu)件之間組成多兩個構(gòu)件之間組成多個軸線重合的回轉(zhuǎn)副；個軸線重合的回轉(zhuǎn)副；機構(gòu)中對傳遞運動不機構(gòu)中對傳遞運動不起作用的對稱部分；起作用的對稱部分；3 3、虛約束、虛約束 ：在

8、機構(gòu)中不產(chǎn)生實際約束效果的重復(fù)約束：在機構(gòu)中不產(chǎn)生實際約束效果的重復(fù)約束23n=3；Pl=4Ph=0F=3n-2 Pl-Ph=1虛約束對機構(gòu)作用虛約束對機構(gòu)作用： 增加機構(gòu)的剛度、運動的穩(wěn)定性和受力的均衡性增加機構(gòu)的剛度、運動的穩(wěn)定性和受力的均衡性 24運動副運動副低副：低副：高副：高副：回轉(zhuǎn)副（鉸鏈）回轉(zhuǎn)副（鉸鏈） 移動副移動副凸輪副凸輪副齒輪副齒輪副按接觸性質(zhì)分：按接觸性質(zhì)分：運動副類型25運動副的約束及自由度n自由度 約束1 21 22 1回轉(zhuǎn)副回轉(zhuǎn)副移動副移動副凸輪副凸輪副齒輪副齒輪副26機構(gòu)的自由度機構(gòu)高副數(shù)目；hP機構(gòu)中低副的數(shù)目l ; P 機構(gòu)中活動構(gòu)件數(shù) ; -n機構(gòu)自由度；F

9、23PPnFhluF0u原動件數(shù)=機構(gòu)自由度數(shù)F機構(gòu)具有確定運動的條件：27計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 常出現(xiàn)在下列情況：1231231231231、復(fù)合鉸鏈、復(fù)合鉸鏈 兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)。兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)。兩個低副m個構(gòu)件在同一處鉸接,構(gòu)成 m-1 個轉(zhuǎn)動副282、局部自由度、局部自由度機構(gòu)中某一構(gòu)件的運動不影響輸出構(gòu)件的運動，機構(gòu)中某一構(gòu)件的運動不影響輸出構(gòu)件的運動，該構(gòu)件的運動稱為局部自由度。該構(gòu)件的運動稱為局部自由度。12計算前先將小滾輪焊接在推桿上計算前先將小滾輪焊接在推桿上處理的方法：處理的方法：123

10、293 3、虛約束、虛約束 ：在機構(gòu)中不產(chǎn)生實際約束效果的重復(fù)約束：在機構(gòu)中不產(chǎn)生實際約束效果的重復(fù)約束 ABCDEFAEF5A1234BCDu平行四邊形機構(gòu)；平行四邊形機構(gòu)；u兩構(gòu)件之間組成多個導(dǎo)路平行的移動副ABCDD30u兩個構(gòu)件之間組成多個軸線重合的回轉(zhuǎn)副兩個構(gòu)件之間組成多個軸線重合的回轉(zhuǎn)副u機構(gòu)中對傳遞運動不起作用的對稱部分機構(gòu)中對傳遞運動不起作用的對稱部分計算機構(gòu)自由度時，應(yīng)將產(chǎn)生虛約束的構(gòu)件計算機構(gòu)自由度時，應(yīng)將產(chǎn)生虛約束的構(gòu)件連同它所帶入的運動副一起除去不計連同它所帶入的運動副一起除去不計處理的方法：處理的方法：31平面機構(gòu)的運動簡圖及自由度碼頭吊車碼頭吊車32顎式破碎機33抽

11、水機34例1：計算鉸鏈五桿機構(gòu)的自由度解：活動構(gòu)件數(shù)n= 4低副數(shù)Pl = 5高副數(shù)Ph = 02524323hlPPnF1234535例2：計算圖示圓盤鋸機構(gòu)的自由度。12345678ABCDEF解：活動構(gòu)件數(shù)解：活動構(gòu)件數(shù)n = 7低副數(shù)低副數(shù) Pl = 6(10) 高副數(shù)高副數(shù) Ph = 0F=3n 2Pl Ph =3x726(10) 0= 9(1)B、C、D、E四處各含有兩個回轉(zhuǎn)副36例3：計算圖示大篩機構(gòu)的自由度。n = 7Pl = 9Ph =1復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈局部自由度局部自由度21927323hlPPnF虛約束虛約束CDABGFoEE37一、判斷題（正確一、判斷題（正確 T，錯誤

12、，錯誤 F）1. 兩構(gòu)件通過點或線接觸組成的運動副為低副。 2. 機械運動簡圖是用來表示機械結(jié)構(gòu)的簡單圖形。 3. 兩構(gòu)件用平面低副聯(lián)接時相對自由度為1。 4. 將構(gòu)件用運動副聯(lián)接成具有確定運動的機構(gòu)的條件是自由度數(shù)為1。 5. 運動副是兩構(gòu)件之間具有相對運動的聯(lián)接。 6. 對獨立運動所加的限制稱為約束。 7. 虛約束在計算機構(gòu)自由度時應(yīng)將其去掉，故設(shè)計機構(gòu)時應(yīng)盡量避免出現(xiàn)虛約束 8. 在一個確定運動的機構(gòu)中，計算自由度時主動件只能有一個。二、單項選擇題二、單項選擇題1. 兩構(gòu)件通過（ ）接觸組成的運動副稱為高副。A 面 B 點或線 C 點或面 D 面或線2. 一般情況下，門與門框之間存在兩個

13、鉸鏈，這屬于（ ）。A 復(fù)合鉸鏈 B 局部自由度 C 虛約束 D 機構(gòu)自由度3. 平面機構(gòu)具有確定運動的條件是其自由度數(shù)等于（ ）數(shù)。A 1 B 從動件 C 主動件 D 04. 所謂機架是指（ ）的構(gòu)件。A 相對地面固定 B 運動規(guī)律確定C 絕對運動為零 D 作為描述其他構(gòu)件運動的參考坐標(biāo)點5. 兩構(gòu)件組成運動副必須具備的條件是兩構(gòu)件（ ）。A 相對轉(zhuǎn)動或相對移動 B 都是運動副C 相對運動恒定不變 D 直接接觸且保持一定的相對運動38三、填空題三、填空題1. 機構(gòu)是由若干構(gòu)件以（運動副 ）相聯(lián)接， 并具有（確定相對運動 ）的組合體。2. 兩構(gòu)件通過(點）或（線）接觸組成的運動副為高副。3. m