平面机构运动简图及自由度.ppt

,Exit,第三章,平面机构运动简图及其自由度,第三章 平面机构运动简图及其自由度,3.1机构的组成及其运动副,3.2机构运动简图,3.3平面机构的自由度,教学重点,1.平面机构运动简图的绘制； 2.计算平面机构自由度应注意的事项。,教学目标,教学难点,1.了解运动副及其分类； 2.掌握平面机构运动简图的绘制方法; 3.掌握平面机构自由度计算方法。,第三章 平面机构运动简图及其自由度,1.平面机构运动简图的绘制; 2.自由度计算方法。,引入案例,3-1 机构的组成及运动副,平面机构与空间机构：,一、机构的组成 构件是机构中的运动单元体。机构中的构件分为三类：,1.固定件（机架）,3.从动件（含输出构件）,2.原动件,二、几个重要概念,1.自由度：构件所具有的独立运动。,一个作平面运动的自由构件有三个自由度。,3.1 机构的组成及其运动副,2.运动副：两构件直接接触并形成的可动联接。,3.约束：对独立运动所加的限制称为约束。,转动副,运动副,高副,低副,移动副,平面运动副,3.1 机构的组成及其运动副,螺旋副：螺旋运动 球面副：球面运动,空间运动副,3.1 机构的组成及其运动副,转动副：两个构件间只能作相对转动的运动副,低副两运动副元素形成面接触,移动副：两个构件间只能作动相对移动的运动副。,低副： a. 面接触； b. 有一个自由度，转动或移动。 （约束了二个自由度）,3.1 机构的组成及其运动副,高副两运动副元素形成点或线接触,高副：a. 点或线接触； b. 有两个自由度，移动+转动,产生一个约束,3.1 机构的组成及其运动副,4.运动链,由若干个构件通过运动副联接组成相对可动的构件系统。,如果运动链中的各构件构成首末封闭的系统则称为闭式链， 否则称为开式链。,3.1 机构的组成及其运动副,3-2 机构运动简图,机构运动简图,为什么要画机构运动简图？,机构的真实运动仅与机构中的运动副的机构情况（转动副、移动副及高副等）和机构的运动尺寸（由各运动副的相对位置确定的尺寸）有关，而与机构的外形尺寸等因素无关。,一、常见运动副符号的表示: 国标GB446084,3.2 机构运动简图,二、构件的表示方法,3.2 机构运动简图,三、常用机构 运动简图符号,3.2 机构运动简图,四、机构运动简图的绘制步骤,(1)分析机构，明确构件的类型和数目；,(2)分析各构件之间相对运动的性质，确定运动副的类型、位置和数目；,(3)选择视图（运动平面）；,(4)确定比例尺，以机架为参考系，用构件和运动副符号绘图；,(5) 注入构件编号和原动件的转向箭头。,1. 内燃机机构运动简图的绘制,由7个构件组成，4个转动副，3个移动副；3个高副,3.2 机构运动简图,五、实例,2. 颚式破碎机机构运动简图的绘制,3.2 机构运动简图,3. 牛头刨床的机构运动简图的绘制,3.2 机构运动简图,1,3,2,6,7,4,5,3.2 机构运动简图,一、自由度的计算,F=3n-2 Pl - Ph,3-3 平面机构的自由度,例1:,3.3 平面机构的自由度,n= 6 , PL = 8 , PH =1,F =3n2PLPH =36281 =1,例2:,3.3 平面机构的自由度,五杆机构,二、机构具有确定运动的条件,四杆机构,机构有确定运动的条件 : 自由度数0， 且=机构原动件数,3.3 平面机构的自由度,三、计算平面机构自由度时应注意的问题,1、复合铰链：,结论：k 个构件在同一处汇交形成复合铰链，实际上构成了 ( k-1 ) 个转动副。,3.3 平面机构的自由度,2、局部自由度：,经常发生在将滑动摩擦变为滚动摩擦的场合。,解决方案:假想滚子和安装滚子的构件固接为一个整体,3.3 平面机构的自由度,常见的虚约束有以下几种情况:,）两构件之间形成多个导路互相平行的移动副,3、虚约束:,3.3 平面机构的自由度,）当两构件之间构成多个轴线重合的转动副,3.3 平面机构的自由度,3）两构件上某两点之间的距离在运动中始终保持不变,3.3 平面机构的自由度,AB = BC = BD CAD = 90 C点轨迹是沿纵轴的直线,4）轨迹重合的情况（转动副联接的是两构件上运动轨迹重合的点）,F =3n2PLPH =3324 =1,3.3 平面机构的自由度,5）机构中对传递运动不起独立作用的对称部分,F =3n2PLPH=3323-2=1,3.3 平面机构的自由度,6）若两构件在多处相接触构成平面高副，且各接触点处的公法线重合,则只能算一个平面高副即存在虚约束 若公法线方向不重合，构成复合高副将提供各2个约束，相当于一个低副。,有一处为虚约束,此两种情况没有虚约束,3.3 平面机构的自由度,虚约束的本质是什么?,1）从运动的角度看,是“重复的”或“多余的”约束；,2）从受力角度，非重复和多余。,3.3 平面机构的自由度,F=3n-2PL-Ph=37 -29 -1=2,例1：,3.3 平面机构的自由度,2,1,3,4,5,6,7,8,A,B,C,D,E,F,G,H,I,局部自由度,虚约束,复合铰链,F=36-27-2=2,例2：AB / EF /CD且AB = EF =CD，计算其自由度。,3.3 平面机构的自由度,局部自由度,复合铰链,虚约束,例3：,F=38-211-1=1,3.3 平面机构的自由度,局部自由度,复合铰链,虚约束,F=39-212-2=1,例4,3.3 平面机构的自由度,例5：,3.3 平面机构的自由度,F=3n-2PL-Ph=35-27-0=1,4个低副,练习题,F=357,4个低副,4个低副,三个二级杆组组成, 是二级机构,去掉6、7,练习题,在图中去掉任何一个构件，都不会影响机构的运动如去掉2 F=37-210=1,也可对称去掉左或右侧的一半，如去掉1、4、5件，则 F=35-27=1,练习题,b图 F=3n - 2P l- Ph=34 - 24 - 2=2 C图 F=3n - 2Pl - Ph=33 - 23 - 2=1 D图 F=3n - 2Pl - Ph=33 - 23 - 2=1,练习题,推土机机构,F=35-27=1,练习题,锯木机机构,F=38-211-1=1,练习题,F=39-212-2=1,冲床机构,练习题,平炉渣口堵塞机构,练习题,测量仪表机构,练习题,缝纫机送布机构,练习题,加药泵加药机构,练习题