第1章机构自由度上课讲义.ppt

11 运动副及其分类第一章 平面机构的自由度和速度分析12 平面机构运动简图13 平面机构的自由度 本章要点1、平面机构自由度的计算2、计算平面机构自由度的注意事项3、平面机构具有确定运动的条件本章要点11 运动副及其分类 机构中两构件直接接触的可动联接既保持直接接触，又能产生一定的相对运动）（P5） 相对于参考系构件所具有的独立运动数目一个作平面运动的自由构件具有三个自由度P5）一、构件自由度：二、运动副：三、运动副分类：OxySASASA自由度 一个作平面运动的自由构件具有几个自由度:三个运动副 构件组成运动副后，其独立运动受到约束，自由度减少活塞与气缸的联结两个传动齿轮间的联结连杆与曲柄的联结（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动）运动副的约束约束：两构件用运动副联接后，彼此的相对运动受到某些限制12转 动 副 组成运动副的 两构件只能在一个平面内相对转动低副引入两个约束！12移 动 副 组成运动副的 两构件只能沿某一轴线相对移动低副引入两个约束！齿 轮 副高副引入一个约束！ 沿接触处切线 t t方向的相对运动和在平面内的相对转动凸 轮 副高副引入一个约束！球面 副螺旋副12 平面机构运动简图 用简单线条和符号来表示构件和运动副，并按一定的比例定出各运动副的相对位置，这种说明机构各构件间相对运动关系的简化图形称为机构运动简图。

一、机构运动简图 (P7)二、运动副的表示方法（代号） 1、转动副： 一般用小圆圈“ ”表示，其圆心表示两构件相对转动的中心12112211222、移动副： 一般用 “ ”和“ ”表示，矩形框的长边和直线表示移动导路或其中心线的位置3、高副 ： 画出两构件接触处的曲线轮廓（齿轮除外：可用两节圆表示）齿轮机构三、构件的表示与分类 1、构件的表示 杆、轴类构件 固定构件 同一构件 两运动副构件 三运动副构件 2、构件的分类 机构中的构件可分三类： 1）固定构件（机架） ： 用来支承其他活动构件（运动构件）的构件2）原动件（主动件）（或输入构件）： 是运动规律已知的活动构件3）从动件 ： 是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件其中输出预期运动的从动件称为输出构件，其他从动件则起传递运动的作用原动件（主动件）机架 任何一个机构中，必有一个构件被相对地看作固定构件从动件ABCD输出构件输入构件从动件四、机构运动简图的绘制步骤 1、分析机构（1）找出构件总数，定出原动件,判断各构件的运动性质 (移动、转动)（2）定出运动副的个数，各运动副的类型（移动副、转动 副、高副）2、适当选择投影面 一般选择与多数构件的运动平面相平行的面作为投影面。

3、选择适当的比例尺，绘制机构运动简图 选择适当的比例尺，根据机构的运动尺寸定出各运动副之间的相对位置，用构件和运动副的规定符号绘制机构的运动简图4、标出原动件，给各构件标上代号一般原动件标号为1，机架为最后标号 注意以下简图的区别： 例1：圆盘1套在滑块2孔内，滑块2在圆盘3的槽中滑动，圆盘3相对于机架4转动23141233ABAB4413 平面机构的自由度一、平面机构自由度计算公式转动副1、运动副和约束运动副低副高副移动副约束两个移动自由度约束一个移动及转动自由度每个低副引入两个约束，失去两个自由度只约束沿接触处法线方向移动自由度每个高副引入1个约束，失去1个自由度2、自由度计算公式（设平面机构共有K个构件，PL个低副，PH个高副）活动构件数n为:机构自由度F为:未加运动副之前加运动副之后n=K1自由度总数为: 3nPHF=3n 2PL自由度计算举例F = 3n2PLPH =F =n =PL=n =PL =343324 = 1452534= 2 原动件数机构自由度数，将杆2拉断 1234ABCD104233=-X=FX 机构自由度等于零时，各构件间不可能产生相对运动12345机构具有确定运动的条件是：（1）机构自由度 F0，（2）机构自由度 F等于原动件数。

二、计算平面机构自由度的注意事项1、复合铰链 两个以上的构件同时在一处用转动副相联结就构成复合铰链 由K个构件组成的复合铰链应含有(K-1)个转动副例题1例题1 计算原盘锯主体机构的自由度12345678解 机构中活动构件有n 7低副有PL110F = 3n2PLPH = 3 2=7101动画2、局部自由度 在机构中常会出现一种与输出构件运动无关的自由度，称局部自由度（或多余自由度）计算机构自由度时应予排除例题2例题2 计算滚子从动件凸轮机构的自由度ABC321F = 3n2PLPH= 3 2=221n 2PL 2PH 1 1ABC42133、虚约束 在机构中与其他运动副作用重复，而对构件间的相对运动不起独立限制作用的约束AMBN1O3OAMB2314NO3O1计算机构自由度时处理办法： 将具有虚约束运动副的构件连同它所带入的与机构运动无关的运动副一并不计AMBN1O3O12345F = 3n2PLPH = 3 2=341例题3 计算机构的自由度（1）两构件构成多个移动副且导路互相平行平面机构的虚约束常出现于下列情况：（2）两构件组成若干个轴线互相重合的转动副, 只有一个转动副起作用如：两个轴承支持一根轴只能看作一个转动副。

3）机构中传递运动不起独立作用的对称部分存在虚约束 增加一个齿轮，使机构增加一个虚约束增加三个自由度，组成一个转动副和两个高副）例题4 计算机构的自由度1234F = 3n2PLPH = 3 2=3312例题例题5 计算图示机构自由度 12345678910F = 3n2PLPH3 2=91212=例题6 计算图示机构自由度 134567829F = 3n2PLPH3 2=81111=。