1、工業(yè)設(shè)計機械基礎(chǔ),1 機構(gòu)的組成 2 機構(gòu)運動簡圖 3 平面機構(gòu)的自由度,第四章 機構(gòu)運動簡圖及平面機構(gòu)自由度,1,1 機構(gòu)的組成,一、運動副,運動副：構(gòu)件間直接接觸的動聯(lián)接。,零 件,2, 平面低副面接觸,a）回轉(zhuǎn)副（鉸鏈）相對轉(zhuǎn)動,b）移動副相對移動,3, 平面高副點、線接觸, 空間運動副,球面副,螺旋副,4,二、運動鏈,運動鏈：兩個以上構(gòu)件通過運動副連接而構(gòu)成的可動系統(tǒng)。, 閉式鏈,首尾兩構(gòu)件相互連接形成一個封閉的可動系統(tǒng)。, 開式鏈,首尾兩構(gòu)件不相互連接，形成一個非封閉的可動系統(tǒng)。,5,三、機構(gòu),機構(gòu)：在運動鏈中，將某一構(gòu)件固定作為機架 。,6,機構(gòu)運動簡圖：用簡單線條、符號表達復雜機

2、械中各 構(gòu)件的相互聯(lián)系、運動特性。,2 機構(gòu)運動簡圖,7, 識別構(gòu)件；, 確定構(gòu)件間的相對運動關(guān)系(運動副)； 選擇視圖、定比例作圖。,對現(xiàn)有機器進行運動分析和受力分析。,新機器的方案設(shè)計、方案比較及主要參數(shù)的確定。,一、功用,二、作圖方法,8,例1：偏心輪滑塊機構(gòu),解：1) 識別構(gòu)件,1機架 2偏心輪 3連桿 4滑塊,2) 確定運動關(guān)系,1-2：回轉(zhuǎn)副O(jiān) 2-3：回轉(zhuǎn)副A 3-4：回轉(zhuǎn)副B 4-1：移動副,3) 選視圖，定比例，作圖。,9,例：凸輪機構(gòu),3) 作圖,10,例：顎式破碎機,3）作圖,11,12,抽水機機構(gòu),沖孔機構(gòu),縫紉機下針機構(gòu),插齒機構(gòu),13,平面機構(gòu)機構(gòu)中所有運動構(gòu)件在同

3、一平面或平行平面內(nèi)運動。,自 由 度獨立的自由運動。, 運動副對自由度的影響,一個作平面運動的自由構(gòu)件有3個自由度。,約 束對構(gòu)件間相對運動的限制。,3 平面機構(gòu)的自由度,一、機構(gòu)具有確定運動的條件,14,引入一個回轉(zhuǎn)副后，構(gòu)件失去2個自由度。,引入一個高副后，構(gòu)件失去1個自由度。,結(jié)論：平面機構(gòu)中，每個低副約束2個自由度，每個高副約束1個自由度。,引入一個移動副后，構(gòu)件失去2個自由度。,o,x,y,o,x,y,y,o,x,15, 自由度計算公式及意義,設(shè)由N個構(gòu)件組成的平面機構(gòu)，活動構(gòu)件數(shù)為n=N-1，低副數(shù)為PL，高副數(shù)為PH，則機構(gòu)的自由度F為：,F=3n-2PL-PH,F=33-24=

4、1,該機構(gòu)有確定運動。,F=34-25=2,該機構(gòu)無確定運動。,若4也為原動件,則有確定運動。,F=32-23=0,該機構(gòu)為桁架，無法運動。,16,結(jié)論：平面機構(gòu)要實現(xiàn)確定的運動，必須滿足以下條件： 1、F0 2、原動件數(shù)目=F。,F=310-211-1=7 ?,17,. 復合鉸鏈,：多個構(gòu)件在同一軸線上用回轉(zhuǎn)副相聯(lián)。,如圖：三個構(gòu)件組成的復合鉸鏈構(gòu) 成了2個回轉(zhuǎn)副。,同理：m個構(gòu)件組成的復合鉸鏈，構(gòu)成m-1個回轉(zhuǎn)副。,二、應注意的幾個問題,18,. 局部自由度,F=33-23-1=2,滾子3的轉(zhuǎn)動不會影響整個機構(gòu)的運動 局部自由度。,正確的計算方法：,將滾子與從動件焊接在一起（如圖）,F=3

5、2-22-1=1,該機構(gòu)是否有確定的相對運動呢？,19,注意：局部自由度雖不影響整個機構(gòu)的運動，但可將 滑動摩擦滾動摩擦，從而，磨損。,常見的局部自由度：小滾子,. 虛約束,圖示機構(gòu)：F=34-26=0,構(gòu)件3：重復約束虛約束,F=33-24=1,F=0，機構(gòu)無法運動。,去掉虛約束：,該機構(gòu)是否有確定相對運動呢？,20,注意：虛約束雖不影響整個機構(gòu)的運動，但可改善受載狀況。,常見的虛約束：多以對稱結(jié)構(gòu)出現(xiàn),21,例：,解：機構(gòu)中B、C、D、E處均為復合鉸鏈，每處有2個回轉(zhuǎn)副。,F=37-210=1,若lCE=lDE， lBC=lBD=lCF=lDF，則 F沿mm水平移動圓盤鋸機構(gòu)。,解：首先去掉虛約束。,共有5個活動構(gòu)件，7個低副。,該機構(gòu)有確定運動。,F=35-27=1,該機構(gòu)有確定運動。,22,解：去掉機構(gòu)中的虛約束。,共有7個活動構(gòu)件，10個低副。,F=37-210=1,該機構(gòu)有確定運動。,解：去掉機構(gòu)中的虛約束。,將小滾子局部自由度焊接住。,共有6個活動構(gòu)件，8個低副，1個高副，三角形框架可視為1個構(gòu)件。,F