1、第3章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 機(jī)構(gòu)：具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的組合機(jī)構(gòu)內(nèi)容第一節(jié) 自由度和運(yùn)動(dòng)副 平面內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件：有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性，即三個(gè)自由度三個(gè)自由度一、構(gòu)件的自由度構(gòu)件的自由度：構(gòu)件作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性分析分析自由構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)自由構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)二、運(yùn)動(dòng)副和約束的概念.運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副 運(yùn)動(dòng)副：兩構(gòu)件間的既保持直接接觸，又能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)兩構(gòu)件間的既保持直接接觸，又能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接如圖所示單缸內(nèi)燃機(jī)，活塞相對(duì)連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，而相對(duì)于機(jī)架移動(dòng)，活塞與連桿、與機(jī)架分別構(gòu)成了運(yùn)動(dòng)副。兩構(gòu)件形成運(yùn)動(dòng)副的條件兩構(gòu)件間的必須保持直接接觸直接接觸兩構(gòu)件間的必須能作相對(duì)運(yùn)動(dòng)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)分析圖示鉸鏈

2、形成的運(yùn)動(dòng)副個(gè)數(shù)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副2.約束約束約束：運(yùn)動(dòng)副限制構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的作用約束：運(yùn)動(dòng)副限制構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的作用三、運(yùn)動(dòng)副的分類三、運(yùn)動(dòng)副的分類高副兩構(gòu)件接觸點(diǎn)面線低副1.平面低副平面低副（1）轉(zhuǎn)動(dòng)副（鉸鏈） 3）轉(zhuǎn)動(dòng)副的符號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副兩個(gè)構(gòu)件間只能作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)構(gòu)件間只能作相對(duì)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)按相對(duì)運(yùn)動(dòng)特征不同 低副1）轉(zhuǎn)動(dòng)副的結(jié)構(gòu)： 兩構(gòu)件通過(guò)圓柱面接觸 運(yùn)動(dòng)演示 2）轉(zhuǎn)動(dòng)副的特點(diǎn)： 保留一個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)， 引入2個(gè)約束， 保留1個(gè)自由度。）移動(dòng)副的結(jié)構(gòu)：兩構(gòu)件通過(guò)平面接觸運(yùn)動(dòng)演示（2）移動(dòng)副2）移動(dòng)副的特點(diǎn)：只保留一個(gè)相對(duì)移動(dòng)引入2個(gè)約束， 保留1個(gè)自由度）移動(dòng)副的符號(hào)：平面低副引入2個(gè)約束， 保留

3、1個(gè)自由度。平面高副（）平面高副的結(jié)構(gòu)：兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)線接觸齒輪副；凸輪副（）平面高副的特點(diǎn)：保留了繞接觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)和沿接觸點(diǎn)切線t-t方向的移動(dòng)，引入一個(gè)約束，即限制了沿法線n-n方向的移動(dòng)，兩個(gè)自由度 （）平面高副的符號(hào)122122齒輪副凸輪副四、構(gòu)件的符號(hào)及分類四、構(gòu)件的符號(hào)及分類.構(gòu)件的符號(hào)（）參與形成兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件（）參與形成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件.構(gòu)件的分類構(gòu)件的分類（）機(jī)架：機(jī)構(gòu)中固定的構(gòu)件。畫(huà)斜線固定件（）原動(dòng)件：接受外部給定運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)件輸入構(gòu)件、主動(dòng)件。（）從動(dòng)件：隨原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)件 )(mmml圖上尺寸實(shí)際尺寸第二節(jié)第二節(jié) 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1.分析機(jī)構(gòu)，觀察相對(duì)運(yùn)

4、動(dòng)，數(shù)清所有構(gòu)件的數(shù)目和構(gòu)件類型（機(jī)架、主動(dòng)件、從動(dòng)件） 2.確定所有運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目；3.選定視圖平面，畫(huà)機(jī)構(gòu)示意圖（用規(guī)定符號(hào)，暫不考慮實(shí)際尺寸） 4.確定比例尺；5.用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制成簡(jiǎn)圖。（從原動(dòng)件開(kāi)始畫(huà))）平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：用運(yùn)動(dòng)副符號(hào)和用簡(jiǎn)單線條表示構(gòu)件，按比例繪出簡(jiǎn)明圖形來(lái)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析的簡(jiǎn)明圖形步驟： 例：顎式破碎機(jī)例：顎式破碎機(jī)A1234BCD運(yùn)動(dòng)分析第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件 HLPPnF23.機(jī)構(gòu)自由度概念機(jī)構(gòu)自由度概念：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所能具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。 .計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度一、機(jī)構(gòu)的自由度及其計(jì)算設(shè)n個(gè)活動(dòng)構(gòu)

5、件，PL個(gè)低副，PH個(gè)高副n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件具有n個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)由于個(gè)平面低副引入2個(gè)約束， 減少個(gè)自由度。PL個(gè)低副將減少PL個(gè)自由度；由于個(gè)平面高副引入個(gè)約束， 減少個(gè)自由度。PH個(gè)高副將減少PH個(gè)自由度。因此，機(jī)構(gòu)自由度為：二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 示例分析003223F示例：三角架構(gòu)件間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性桁架 示例：105233F（多一個(gè)約束）超靜定桁架示例：四桿機(jī)構(gòu)23411104233F原動(dòng)件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度 示例：四桿機(jī)構(gòu)，兩個(gè)原動(dòng)件23411104233F原動(dòng)件數(shù)F，機(jī)構(gòu)破壞示例：五桿機(jī)構(gòu)205243F12345AEBCCDD14原動(dòng)件數(shù)0,原動(dòng)件數(shù)=F，相對(duì)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)F，機(jī)構(gòu)破

6、壞結(jié)論機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)( (運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈) )具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件為：具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件為：原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù) = =自由度數(shù)且大于零（自由度數(shù)且大于零（F0F0）三、三、幾種特殊情況的處理幾種特殊情況的處理.復(fù)合鉸鏈由兩個(gè)以上構(gòu)件在一處產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)副處理：處理：m 個(gè)構(gòu)件同時(shí)在一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)，它必然構(gòu)成（ m-1）個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。123例： 試計(jì)算圖示平面直線的機(jī)構(gòu)自由度。 平面直線機(jī)構(gòu) F3n-2PL-PH=3 -2 - =7140-73n-2PL-PH=3 -2 - =710012.局部自由度局部自由度局部自由度:不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的、局部的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)例如：圖示滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)處理：處理：設(shè)想將形

7、成局部自由度的兩構(gòu)件焊接成一體或去除不計(jì) 。例：計(jì)算上述滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的自由度F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 33 1 2F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 22 1 13虛約束：在特殊的幾何條件下，有些約束所起的限制作用是重復(fù)的，這種不起獨(dú)立限制作用的約束稱為虛約束。 例如：圖示凸輪機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)移動(dòng)副（、）所起的限制作用是一樣的，即其中一個(gè)是起重復(fù)約束作用。 處理：處理：應(yīng)除去虛約束 例：計(jì)算上述凸輪機(jī)構(gòu)的自由度F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 3 1 F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 22 1 1）兩構(gòu)件在同一軸線上形成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。 ）兩構(gòu)件在同一導(dǎo)路或平行導(dǎo)路上形成多個(gè)移動(dòng)副，如上述凸輪機(jī)構(gòu)。 3）用一構(gòu)件和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副去連接兩構(gòu)件上距離始終不變的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)。 4）用一構(gòu)件和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副去聯(lián)接兩構(gòu)件上距離始終不變的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)和一個(gè)固定點(diǎn)。 5）原動(dòng)件與輸出構(gòu)件之間采用多組完全相同的運(yùn)動(dòng)鏈。 平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)