汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)學(xué)銀在線/detail/241541013中國(guó)大學(xué)MOOC/course/WXIC-10023760033.13.23.33.4平面機(jī)構(gòu)的組成平面連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)其他常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制、平面機(jī)構(gòu)的自由度平面連桿機(jī)構(gòu)概述、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及應(yīng)用、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類(lèi)型的判別、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、四桿機(jī)構(gòu)的基本特性凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律、凸輪機(jī)構(gòu)的傳力特性間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)項(xiàng)目三

汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)3.1平面機(jī)構(gòu)的組成能力目標(biāo)：能夠繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖能夠分析計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度

要回答以上問(wèn)題，首先要了解汽車(chē)常用機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)是具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的組合。組成機(jī)構(gòu)之后，可以按照預(yù)定的要求進(jìn)行有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。

駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)車(chē)輪為什么也會(huì)隨著旋轉(zhuǎn)？想讓汽車(chē)停下來(lái)為什么要使用手剎才能將車(chē)鎖住？汽車(chē)的氣門(mén)是如何開(kāi)啟和閉合的呢？3.1平面機(jī)構(gòu)的組成任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)分析1.構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副一運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)（一）運(yùn)動(dòng)副和約束

構(gòu)件（機(jī)構(gòu)的組成部分）作為一個(gè)整體參與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的剛性單元體稱(chēng)為構(gòu)件。

一個(gè)構(gòu)件，可以是不能拆開(kāi)的單一整體，也可能是由若干個(gè)不同零件組裝起來(lái)的剛性體。例如：3.1平面機(jī)構(gòu)的組成一運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)

運(yùn)動(dòng)副由兩個(gè)構(gòu)件直接接觸而產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)副。兩構(gòu)件上參與接觸構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的部分稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)副元素。運(yùn)動(dòng)副是機(jī)械原理中最重要的概念之一對(duì)運(yùn)動(dòng)副的理解要把握以下三點(diǎn)：以上是機(jī)構(gòu)的兩大組成要素可以說(shuō)：機(jī)構(gòu)是由運(yùn)動(dòng)副逐一聯(lián)接各個(gè)構(gòu)件組成的。（１）運(yùn)動(dòng)副是一種聯(lián)接；（２）運(yùn)動(dòng)副由兩個(gè)構(gòu)件組成；（３）組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3.1平面機(jī)構(gòu)的組成一運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2.運(yùn)動(dòng)副的分類(lèi)

組成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型決定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式。運(yùn)動(dòng)副有多種類(lèi)型，對(duì)運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行正確的分類(lèi)，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和綜合中是非常重要的。

平面機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為平面運(yùn)動(dòng)副，根據(jù)其接觸形式不同，可分為低副和高副。3.1平面機(jī)構(gòu)的組成一運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)低副：若兩構(gòu)件通過(guò)面接觸構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為低副。移動(dòng)副：兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)平面低副按兩構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式的不同還可以分為移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副。轉(zhuǎn)動(dòng)副：兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)3.1平面機(jī)構(gòu)的組成一運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)高副：兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為高副。3.1平面機(jī)構(gòu)的組成齒輪副凸輪副除了平面運(yùn)動(dòng)副外，還有空間運(yùn)動(dòng)副球銷(xiāo)副螺旋副圓柱套筒副球面高副一運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)3.1平面機(jī)構(gòu)的組成一運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)（二）構(gòu)件的分類(lèi)機(jī)架：機(jī)構(gòu)中視作固定不動(dòng)的構(gòu)件，它支承著其他可動(dòng)構(gòu)件。如下圖構(gòu)件4。原動(dòng)件：機(jī)構(gòu)中接受外部給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的可動(dòng)構(gòu)件。如下圖構(gòu)件1。從動(dòng)件：機(jī)構(gòu)中隨原動(dòng)件而運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)機(jī)構(gòu)。如下圖構(gòu)件2、3。A1B2C3D43.1平面機(jī)構(gòu)的組成

為了便于研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，可以撇開(kāi)構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副的外形和具體構(gòu)造，而只用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按比例定出各運(yùn)動(dòng)副位置，表示機(jī)構(gòu)的組成和傳動(dòng)情況。這樣繪制出能夠準(zhǔn)確表達(dá)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的簡(jiǎn)明圖形就稱(chēng)為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

只是為了表明機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或各構(gòu)件的相互關(guān)系，也可以不按比例來(lái)繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，通常把這樣的簡(jiǎn)圖稱(chēng)為機(jī)構(gòu)示意圖。二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成常用運(yùn)動(dòng)副及其簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副符號(hào)

轉(zhuǎn)動(dòng)副3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制運(yùn)動(dòng)副符號(hào)移動(dòng)副3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制齒輪副122122凸輪副3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制螺旋副球面副3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟：

1.在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，首先確定機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件和執(zhí)行件，兩者之間為傳動(dòng)部份，由此確定出組成機(jī)構(gòu)的所有構(gòu)件，然后確定構(gòu)件間運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型。3.1平面機(jī)構(gòu)的組成

2.為將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示清楚，恰當(dāng)?shù)剡x擇投影面。一般選擇與多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面相平行的面為投影面，必要時(shí)也可以就機(jī)械的不同部分選擇兩個(gè)或兩個(gè)以上的投影面，然后展開(kāi)到同一平面上?？傊L制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖要以正確、簡(jiǎn)單、清晰為原則。

3.選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，根?jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸定出各運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置，然后用規(guī)定的符號(hào)畫(huà)出各類(lèi)運(yùn)動(dòng)副，并將同一構(gòu)件上的運(yùn)動(dòng)副符號(hào)用簡(jiǎn)單線條連接起來(lái)，這樣便可繪制出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成顎式破碎機(jī)圖2－6二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例題

1.什么是運(yùn)動(dòng)副？平面運(yùn)動(dòng)副分為哪幾類(lèi)？各種平面運(yùn)動(dòng)副的約束性質(zhì)如何？2.

題2圖所示為一手搖唧筒，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。3.題3圖所示為一縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成

題2圖手搖唧筒

二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成題3圖縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)

二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成4.試?yán)L制如題4圖所示四種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制3.1平面機(jī)構(gòu)的組成二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成1.平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式(1)自由度與約束構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱(chēng)為自由度。對(duì)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的限制作用稱(chēng)為約束。xyzxyz3.1平面機(jī)構(gòu)的組成(2)機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的自由度。什么是獨(dú)立運(yùn)動(dòng)?三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成什么是機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)?三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成什么是機(jī)構(gòu)的自由度?機(jī)構(gòu)的自由度=機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目

平面機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目為:所有活動(dòng)構(gòu)件的自由度的和減去所有運(yùn)動(dòng)副引入約束數(shù)目的和。

對(duì)于具有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的平面機(jī)構(gòu)，若各構(gòu)件之間共構(gòu)成了PL個(gè)低副和PH個(gè)高副，則它們共引入(2PL+PH)個(gè)約束。機(jī)構(gòu)的自由度F顯然應(yīng)為:

F=3n－(2PL+PH)=3n－2PL－PH這是機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成2、機(jī)構(gòu)自由度的意義及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件

所謂機(jī)構(gòu)的自由度，實(shí)質(zhì)上就是機(jī)構(gòu)具有確定位置時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目。機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)也就是機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有的原動(dòng)件數(shù)目。計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度：n=2,PL=3,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×2-2×3=0n=3,PL=5,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×3-2×5=-1n=3,PL=4,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×3-2×4=1n=4,PL=5,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×4-2×5=2三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成討論：n=2,PL=3,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×2-2×3=0n=3,PL=5,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×3-2×5=-1（1)若機(jī)構(gòu)自由度Ｆ≤０，則機(jī)構(gòu)不能動(dòng)；三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成（2）若Ｆ>０，而原動(dòng)件數(shù)>F，則構(gòu)件間不能運(yùn)動(dòng)或產(chǎn)生破壞。n=3,PL=4,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×3-2×4=1三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成（3)若Ｆ>0，而原動(dòng)件數(shù)<F，則構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)是不確定的；n=4,PL=5,PH=0

F=3n－2PL－PH=3×4-2×5=2機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：

機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)。

三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例試計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷其運(yùn)動(dòng)是否確定。

三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成3、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)（1)復(fù)合鉸鏈由兩個(gè)以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成的重合轉(zhuǎn)動(dòng)副稱(chēng)為復(fù)合鉸鏈。由m個(gè)構(gòu)件構(gòu)成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)當(dāng)包含(m-1)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成

例計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。

三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成（2)局部自由度不影響機(jī)構(gòu)整體運(yùn)動(dòng)的自由度，稱(chēng)為局部自由度。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)當(dāng)舍棄不計(jì)。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成（3)虛約束在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中，有些約束對(duì)機(jī)構(gòu)自由度的影響是重復(fù)的。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成平面機(jī)構(gòu)中的虛約束常出現(xiàn)要下列場(chǎng)合：

①兩構(gòu)件在多處構(gòu)成移動(dòng)副，且導(dǎo)路重合或平行。

②兩構(gòu)件在多處構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，且軸線重合。③法線始終重合的高副。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成④兩構(gòu)件在相聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成⑤機(jī)構(gòu)中對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱(chēng)部分。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成⑥如果機(jī)構(gòu)中兩活動(dòng)構(gòu)件上某兩點(diǎn)的距離始終保持不變，此時(shí)若用具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的附加構(gòu)件來(lái)連接這兩個(gè)點(diǎn)，則將會(huì)引入一個(gè)虛約束。帶虛約束的桿機(jī)構(gòu)三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成虛約束的本質(zhì)是什么?從運(yùn)動(dòng)的角度看,虛約束就是“重復(fù)的約束”或者是“多余的約束”。機(jī)構(gòu)中為什么要使用虛約束?a.使受力狀態(tài)更合理b.使機(jī)構(gòu)平衡c.考慮機(jī)構(gòu)在特殊位置的運(yùn)動(dòng)三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例題分析

例計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。

三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例

如圖所示，已知：DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。計(jì)算此機(jī)構(gòu)的自由度(若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請(qǐng)標(biāo)出）。三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成三平面機(jī)構(gòu)的自由度3.1平面機(jī)構(gòu)的組成例計(jì)算圖