02平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其自由度章節(jié)內(nèi)容平面機(jī)構(gòu)的自由度32平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)的組成12第2章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其自由度學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.解釋機(jī)構(gòu)的組成；2.推導(dǎo)并牢記平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式；3.判斷并處理計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)遇到的注意事項(xiàng)；能力目標(biāo)1.能夠構(gòu)思并畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖并計(jì)算其機(jī)構(gòu)自由度；2.能夠判定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案是否合理。情感價(jià)值目標(biāo)1.案例激發(fā)興趣，簡(jiǎn)圖培養(yǎng)表達(dá)復(fù)雜機(jī)構(gòu)模型的工程意識(shí)；2.自由度分析獲得設(shè)計(jì)可動(dòng)且有確定運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的成就感。目標(biāo)2.1平面機(jī)構(gòu)的組成2.1.1構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元體。由單個(gè)或多個(gè)零件剛性構(gòu)成。機(jī)構(gòu)的組成（3種構(gòu)件）組成：概念：機(jī)架

支撐活動(dòng)構(gòu)件的構(gòu)件。

具有唯一性，是研究所有活動(dòng)構(gòu)件

的絕對(duì)坐標(biāo)。主動(dòng)件

驅(qū)動(dòng)力所作用的構(gòu)件。

從動(dòng)件

除原動(dòng)件以外的所有活動(dòng)構(gòu)件。2.1平面機(jī)構(gòu)的組成2.1.2構(gòu)件的自由度和約束構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制。約束：自由度：構(gòu)件的約束數(shù)=構(gòu)件失去的自由度數(shù)AxyoyAxASAxyoyAxAS2.1平面機(jī)構(gòu)的組成2.1.3運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副：兩個(gè)構(gòu)件直接接觸，并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。分類(lèi)：低副（面接觸）和高副（點(diǎn)、線(xiàn)接觸）。轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副nn1212xyoyxo12齒輪副凸輪副21nn2.1平面機(jī)構(gòu)的組成2.1.3運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副：兩個(gè)構(gòu)件直接接觸，并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。分類(lèi)：低副（面接觸）和高副（點(diǎn)、線(xiàn)接觸）。轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副齒輪副凸輪副低副：2個(gè)約束，1個(gè)自由度高副：1個(gè)約束，2個(gè)自由度2.2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.2.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖拋開(kāi)構(gòu)件的復(fù)雜外形，用簡(jiǎn)單線(xiàn)條和規(guī)定符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定比例表示各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形。概念：2.2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副的表示方法齒輪副1212凸輪副1212移動(dòng)副212121轉(zhuǎn)動(dòng)副121221高副低副2.2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖構(gòu)件的表示方法同一構(gòu)件固定構(gòu)件

單一構(gòu)件兩副構(gòu)件三副構(gòu)件2.2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫(huà)法步驟：分析主、從動(dòng)件和機(jī)架，按運(yùn)動(dòng)傳遞順序，確定構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型及數(shù)目。CABD選合適視圖平面，選定機(jī)器瞬時(shí)工作位置。213選定比例尺，用規(guī)定符號(hào)和線(xiàn)條按運(yùn)動(dòng)傳遞順序依次畫(huà)出構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，標(biāo)出主動(dòng)件。2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.1平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式機(jī)構(gòu)相對(duì)于機(jī)架具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。

N

個(gè)構(gòu)件，活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=N-1，總自由度為：3n

PL個(gè)低副，失去自由度為：2PL

PH個(gè)高副，失去自由度為：PH平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式：F=3n-2PL-PH機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度【例1】計(jì)算下圖鄂式礦石破碎機(jī)的自由度。n=3PL=4PH=04312F=3×3－2×4－0=1解：CABD2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度【例2】計(jì)算以下兩圖機(jī)構(gòu)的自由度。F=3×2－2×3－0=04312DCABECAB312F=3×3－2×5－0=-1F≤0機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)剛性桁架超靜定結(jié)構(gòu)F>0機(jī)構(gòu)可動(dòng)2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件1個(gè)原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)確定2個(gè)原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)不確定DCABF=原動(dòng)件數(shù)，機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)F=12.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.2計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1.復(fù)合鉸鏈三個(gè)或三個(gè)以上構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接。A向若有m個(gè)構(gòu)件在同一點(diǎn)鉸接，則低副數(shù)為(m－1)。PL=22132312.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.2計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題2.局部自由度與整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度。w1243

n=2PL=2PH=1F=3×2－2×2－1=1w123措施：滾子與從動(dòng)件看作焊到一起。2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.2計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題3.虛約束對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起作用的約束。n=3PL=4PH=0F=3×3－2×4－0=14231CDBAF5E措施：遇到，去掉。2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.2計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題3.虛約束組成移動(dòng)副，且導(dǎo)路平行組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，且軸線(xiàn)重合組成高副，且公法線(xiàn)重合虛約束在哪里？2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.3.2計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題3.虛約束軌跡重合對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)虛約束在哪里？2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度【例4】計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束請(qǐng)標(biāo)出。AEFBDCGHI,JKL154326789局復(fù)虛n=8PL=11PH=1F=1解：2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度【例5】試?yán)L出簡(jiǎn)易沖壓機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；分析其運(yùn)動(dòng)是否確定。

若不確定，提出修改方案。n=3PL=4PH=1解：機(jī)架沖頭杠桿帶輪凸輪A1234DCEBAF=0，不能