1、*職業(yè)技術學院教案 第 2 次課教學課型：理論課 實驗課 習題課 實踐課 技能課 其它主要教學內容第3章 平面機構的運動簡圖和自由度3.1 自由度及運動簡圖 3.1.1 自由度 3.1.2 機構運動簡圖重點、難點重點：運動副、自由度等基本概念難點：運動副教學目的要求：1. 了解機構的組成，搞清運動副、運動鏈、約束和自由度的概念；2. 能繪制常用平面機構的運動簡圖；教學方法和教學手段：多媒體講授討論、思考題、作業(yè)：1. 什么是機構？2. 剪子、針筒、抽屜、柜門是什么機構？自由度？運動副？參考資料：多媒體材料，網(wǎng)絡資料講 稿 內 容備注第3章 平面機構的運動簡圖和自由度3.1 自由度及機構運動簡圖

2、3.1.1 自由度1.構件的自由度構件所具有的獨立運動的數(shù)目。一個作平面運動的自由構件有三個自由度。（動畫演示）2.運動副兩構件直接接觸而又能產生一定形式的相對運動的聯(lián)接。3.運動副的類型及其特點平面機構中，由于運動副將各構件的運動限制在同一平面或相互平行的平面內，故這種運動副也稱為平面運動副。根據(jù)構件間接觸形式的不同，平面運動副可分為低副和高副。 低副（舉例、動畫演示說明）低副兩構件通過面接觸組成的運動副。 根據(jù)兩構件間相對運動形式的不同，常見的平面低副有轉動副和移動副兩種。轉動副轉動副兩構件間只能產生相對轉動的運動副。又稱回轉副或鉸鏈。固定鉸鏈；活動鉸鏈（中間鉸鏈） 移動副移動副兩構件間只

3、能產生相對移動的運動副。 高副（舉例、動畫演示說明）兩構件通過點或線接觸組成的運動副稱為高副。4.約束（舉例、動畫演示說明）當一個構件與另一個構件組成運動副以后，由于構件間的直接接觸，使構件的某些獨立運動受到限制，構件的自由度便隨之減少。這種對構件獨立運動的限制稱為約束。轉動副、移動副約束數(shù)目為2；高副約束數(shù)目為1.3.1.2 機構運動簡圖1. 機構運動簡圖我們在研究分析現(xiàn)有機械和設計新機械時，一般是先不考慮那些與運動無關的因素，如構件的外形、斷面尺寸、組成構件的零件數(shù)目以及運動副的具體結構，僅僅用簡單的線條和符號來代表構件和運動副，并按一定比例確定各運動副的相對位置。這種表示機構中各構件間相

4、對運動關系的簡單圖形稱為機構運動簡圖。轉動副簡圖移動副的運動簡圖高副的運動簡圖兩構件組成平面高副時，其運動簡圖中應畫出兩構件接觸處的曲線輪廓，對于凸輪、滾子，習慣劃出其全部輪廓；對于齒輪，常用點劃線劃出其節(jié)圓。2. 平面機構運動簡圖的繪制1）分析機構，觀察相對運動，數(shù)清所有構件的數(shù)目；2）確定所有運動副的類型和數(shù)目；3）選擇合理的位置（即能充分反映機構的特性）；4）確定比例尺；5）用規(guī)定的符號和線條繪制成簡圖。（從原動件開始畫）注：機架畫上陰影，原動件用箭頭表示出運動方向舉例繪圖：內燃機 腭式破碎機 縫紉機引線機構*職業(yè)技術學院教案 第 3 次課教學課型：理論課 實驗課 習題課 實踐課 技能課

5、 其它主要教學內容第3章 常用機構3.1 自由度及運動簡圖 3.1.3 機構具有確定運動的條件 3.1.4 平面機構自由度的計算重點、難點重點：平面自由度的計算難點：虛約束教學目的要求：1. 理解機構自由度的概念；2. 能計算機構的自由度教學方法和教學手段：多媒體講授討論、思考題、作業(yè)：1. 三角形機構如何運動？平行四邊形機構如何運動？2. 內燃機如何運動？參考資料：多媒體材料，網(wǎng)絡資料講 稿 內 容備注上節(jié)內容回顧：運動副的概念以及運動副的分類； 運動副的約束數(shù)目。第2章 常用機構2.1 自由度及機構運動簡圖2.1.3 機構具有確定運動的條件1.機構的自由度我們定義機構自由度為：機構具有獨立

6、運動的數(shù)目。2.機構具有確定運動的條件機構的自由度數(shù)等于機構的原動件數(shù)，既機構有多少個自由度，就應該給機構多少個原動件。原動件數(shù)自由度數(shù)，機構無確定運動 原動件數(shù)自由度數(shù)，機構在薄弱處損壞 2.1.4 平面機構自由度的計算1. 平面機構自由度的計算公式F=3n2PlPh(2-1)2計算機構自由度時應注意的問題1復合鉸鏈三個或三個以上構件在同一處構成共軸線轉動副的鉸鏈，我們稱為復合鉸鏈（2局部自由度機構中某些構件具有局部的、不影響其它構件運動的自由度，同時與輸出運動無關的自由度我們稱為局部自由度。對于含有局部自由度的機構在計算自由度時，不考慮局部自由度（設想把局部自由度固定進行計算）局部自由度不

7、影響機構的運動，因此，計算自由度應將局部自由度除去不計。3虛約束虛約束是指為增加機構的剛度、改善受力情況、保持傳動的可靠性而增加的、對機構不起實際約束作用的約束。計算機構自由度時應將虛約束除去不計。虛約束常出現(xiàn)的形式有以下幾種：a) 軌跡重合的虛約束虛約束1如圖（虛約束1）四桿機構中，為增加機構的剛度、改善受力情況引進了EF桿，但EF=CD=AB，引入EF前后E點的運動軌跡不改變，對桿2并未起實際的約束作用，所以為虛約束。b) 轉動副軸線重合的虛約束如圖（虛約束2）所示齒輪機構中，A和A，B和B之中分別有一個屬于虛約束。c) 移動副導路平行的虛約束如圖（虛約束3）所示，桿3的滑道，可以解除其中一個而不影響機構的實際約束情況。d) 機構對稱部分的虛約束也就是對運動不起作用的對稱結構部分產生的約束。如圖（虛約束4）所示行星輪系三個行星輪中只有一個起實際約束作用，其余兩個均為虛約束。虛約束2虛約束3虛約束4需要注意：如果加工誤差過大，虛約束就可能成為實際