第二章 平面机构运动简图及自由度.doc

第二章 平面机构运动简图及自由度一、 教学目的：能看懂平面机构运动简图，掌握i般平面机构运动简图的绘制方法二、 教学重点：平而机构运动简图的绘制三、 教学难点：平而机构运动简图的绘制四、 教学内容第二章平面机构的结构分析第一节机构的组成一、 构件的自由度构件的白由度:构件做独立运动的可能性一个在平面内a由运动的构件有三个自由度，它可由图中表示构件位置的三个独立运动 的位置参数x、y、来表示二、 运动副和约束运动副：两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副约束：运动副中一个构件对另一个构件的独立运动所加的限制三、 运动副的种类1. 低副两构件通过而接触组成的运动副称为低副根据低副构件间相对运动的形式不同，乂分为转动副和移动副1）转动副：若组成运动副的两个构件只能在一个平而内做相对转动，则称为转动副,也称较链限制两个自由度：（两个移动）保留一个自由度（转动）3 X 3（2）移动副：若纽成运动副的两个构件只能沿轴线相对移动，则称为移动副限制两个自由度：（一个移动，一•个转动）保留一个自由度（移动）2.高副:■>i I I■2 Y//////AV//////A两构件通过点W线接触所构成的运动測称为高副限制i个白由度：（一•个移动）保留两个白由度（一个移动，一个转动）三、运动链两个以上构件以运动副连接而成的系统称为运动链。

若纽成运动链的各构件形成首尾 封闭的系统，则称为封闭运动链，简称闭链若组成运动链的各构件未形成首尾封闭的系 统，则称为开式运动链，简称开链四、机构1机架：机架是机构中视作固定不动的构件，它支承着其它可动构件2原动件：原动件是机构中接受外部给定运动规律的可动构件3从动件：从动件是机构中随原动件运动的可动构件第二节机构运动简图机构运动简图:撇开实际机构中与运动无关的因素（例如构件的形状、组成构件的零件数 目和运动副的具体结构等），用简单线条和符号表示构件和运动副，并按一定比例定出齐运 动副相对位置，表示岀机构各构件间相对运动关系的图表示内容：构件的数乩运动副的数日和类型；构件之间的联接关系；与运动变换相关 的构件尺寸参数等画图步骤：（以缝纫机为例）1）找出各构件拨动原动件踏板1，按运动传递顺序找出从动件连杆2、曲柄3筹可动构件和机架4（2） 找岀联接构件的各运动副由机架的一端开始，按构件联接的顺序，找出机架与踏板、踏板与连杆、连杆与曲轴、 曲轴与机架的另一端相联的各个运动副为转动副A、13、C、D3） 测量各运动副间的相对位置逐一量出个运动副（转动副）中心A与B、B与C、C与D和A与D之间的实际距离（长 度）：7ab=0. 12m> 加二0. 24m、025m> 7ai）-0. 255mo4） 绘机构运动简图⑴过机架AD作坐标系Oxy⑵选取长度比例尺实际构件长度（加）P AR= 图示构件长度（加肋本例取 U I =0. 005m/mm=5mm/mmo⑶按儿何关系作图先作与机架相联的转动副A、D。

在Ox轴上取线段AD, AD= 7ad / u尸0. 255/0. 005二51mm再作原动件,AB二7ab /pj=0. 12/0. 005=24mm ,与Ox轴成任意角d最后作从动件，以B为圆心、BC （= 7bc /女尸0.24/0. 005二48mm）为半径作弧，再以D 为圆心，CD （= h）/p /=0. 025/0. 005=5mm）为半径作弧，两弧交得C、C点，取C点（也 可取C点），连BC、DCo（4）在八、B、C、D处分别画出运动副符号，并按数字顺序标注构件，在原动件上画上 表示运动方向的箭头，便得机构运动简图（o若已给出原动件某个位宜值，如<1）=60，便可按上述方法，画出机构在原动件位于60 时的机构位置图机构示意图：没有按一定比例表示出各运动副间准确的相对位直，只能表示机构组合方 式的机构图一、教学目地：了解计算平而机构自由度的日地，掌握平而机构自由度的计算方法 二 教学重点：平面机构白由度的计算 三、教学重点：计算机械H由度时虚约束的判定 四、教学内容:第三节平面机构的自由度 一、机械具有确定相对运动的条件F二W〉0二、平面机构自由度的计算设一个平而运动链由&个构件组成，其中一个构件为机架，则有尸41个活动构件。

未构成运动副之询，这些活动构件应有3刀个自由度假设构成型个低副和刊个高副，而个低副引入两个约束，一个高副引入一个约束，每引入一个约束构件就失去一个白由度,故整个运动链相对机架的白由度应为活动件ti由度的总数与运动副引入约束总数Z差以F表示机构的El由度数，则有三、计算机构自由度的注意事项1・复合狡链两个以上构件在同一•处以转动副相连接构成的运动副称为复合狡链如图示是三个构 件汇交成的复合钱链，图中构件1分别与构件2、构件3构成两个转动副依此类推，k 个构件在一处以转动副相连，应具有41个转动副因此在统计转动副数|=|时应注意识别复合钱链，避免遗漏2. 局部自由度机构中出现的与输出、输入运动无关的白由度称为局部白由度如下图所示的凸轮机构中，为了减少高副接触处的磨损，在从动件上安装一个滚子，使其与凸轮轮廓线滚动接触显然，滚子绕本身轴线的转动不影响其他构件的运动，该转动的白由度即局部白由度计算时先把滚子看成与从动件连成一体，消除转动副后再计算其自由度.3)虚约束与别的约束起重复限制构件独立运动的约束，称为虚约束常见的约束有：(1)两构件之间组成多个导路平行的移动副，其中只需一•个移动副起独立约束作用，其余 都是虚约束。

⑵两构件之间组成多个轴线重合的转动副，其中只需一个转动副起独立约束作用，其余 都是虚约束⑶机构中起相同作用的对称部分是虚约束虚约束有改善机构受力状况和增加刚度的作 用如保持压板受力平稳；轴受力对称，不致悬臂，机构动力由齐对称部分均衡承担等。