平面机构自由度

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 平面机构的自由度,1-1,运动副及分类,1-2 运动简图的绘制,13,平面机构的自由度,一、主要内容及学习要求,主要内容,（1）运动副的分类及特点；(2)机构运动简图的绘制；（2）平面机构自由度的计算。,学习要求,（1）掌握各种平面运动副的分类及一般表示方法；,（2）能识别平面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和最常见虚约束；,（3）掌握平面机构自由度的计算及判断是否存在确定运动。,返回,1-1,运动副及分类,机构：有两个以上有确定相对运动,一、构件,相对的构件组成的系统。,二、运动副及其分类,运动副:机构中两构件直接接触的可动联接。,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。,运动副元素：两构件上参加接触而构成运动副,的部分，如点、线、面,。,构件自由度,：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。,（一）、根据运动副的接触形式，运动副归为两类,1）低副：面接触的运动副。如,转动副,、,移动副,。,移,动 副,转 动 副,1,2,2）,高副：,点或线接触的运动副。如,齿轮副,、,凸轮副。,齿轮副,凸轮副,凸 轮 副,常用符号,齿 轮 副,返回,（二）、也可将运动副分为平面运动副和空间运动副。,1）,平面运动副,：组成运动副两构件间作相对平面运动，如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。,2）,空间运动副,：组成运动副两构件间作 相对空间运动。如螺旋副，球面副。,球面副,机构运动简图是用规定的运动副符号及代表构件的线条来表示机构的运动特性，并根据运动学尺寸，按一定的比例画成的简单图形。,一、运动副及构件符号,1-2 运动简图的绘制,1,2,1,2,1 确定原动件、输出件和机架。,2 确定传动路线,确定构件数量及各构件间的运动副类型,依次量出相邻两运动副距离,5,选择投影面,6,选择比例尺,7,以线条和运动副规定符号表示构件和运动副作出机构运动简图,二、运动简图的绘制,O,2,D,B,C,O,3,6,5,4,3,A,O,1,2,例11 图示为,颚式碎矿机,。当曲轴2绕轴心O,1,连 续回转，动颚板6绕轴心O,3,往复摆动，从而将矿石轧碎。试绘制此碎矿机的机构运动简图。,1,返回,1 构件的,自由度,A,X,Y,O,移动：沿x和y移动；2个。,（3）构件的自由度数等于构件的独立运动 参数,转动：绕O转动；1个。,（1）平面构件的自由度,（2）空间构件的自由度,移动：沿x、y和Z移动；3个。,转动：沿x、y和z轴转动；3个。,一、平面机构的,自由度,13,平面机构的自由度,低副引入两个约束,！,2 两构件用运动副联接后，彼此的相对运动受到某些约束。,高副引入一个约束！,3 机构自由度的一般公式,F=3n-2P,l,-P,h,n,活动构件数；P,l,低副数；P,h,高副数,F=3324=1,F=3425=2,n=3,P,l,=4,n=4,P,l,=5,四杆机构,五杆机构,F=32 23=0(桁架),F=33 25=-1,(超静定桁架),1,2,3,4,机构自由度,是指机构中活动构件相对于机架的可能独立运动数目。,P,l,=3,P,l,=5,n=2,n=3,二、,平面,机构具有确定运动的条件,）机构自由 度数,F1。,2）,原动件数目等于机构自由度数F。,下列平面机构是否具有确定运动？,B,A,E,D,C,C,D,B,A,C,D,三、计算机构自由度时应注意的几种情况,1),复合铰链,由三个或三个以上构件组成的轴线重合的转动副称为复合铰链。由,m,个构件组成的复合铰链应含有(,m,-,1),个转动副。,3,2,1,F=37210=1,B,C,D,E,1,2,3,4,5,6,7,8,A,F=37210=1,n=7,P,l,=10,n=7,P,l,=10,2)局部自由度（多余自由度）,1、局部自由度：机构中个别构件不影响其它构件运动，即对整个机构运动无关的自由度。2、处理办法：在计算自由度时，拿掉这个局部自由度，即可将滚子与装滚子的构件固接在一起。,3）虚约束,1、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。,2、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。,常见的虚约束,1)机构中某两构件用转动副相联的联结点，在未组成运动副之前，其各自的轨迹已重合为一，则此联结带入的约束为虚约束。,虚约束一,虚约束二,2）两构件组成的若干个导路中心线互相平行或重合的移动副。,x,1,x,2,A,B,C,1,2,3,4,x,1,x,2,3）两构件组成若干个轴线互相重合的转动副。,A,B,4）在机构整个运动过程中，如果其中某两构件上两点之间的距离始终不变，则联接此两点的两个转动副和一个构件形成的约束为虚约束。,C,2,A,B,D,F,E,3,4,1,5,5,end,5）机构中对运动不起作用的自由度F=-1的对称部分存在虚约束。,行星轮,F=3,n-2 p,L,-1 P,h,=,n=,P,l,=P,h,=,F=3,n-2 p,L,-1 P,h,=,n=,P,l,=P,h,=,计算机构的自由度,n=5 P,l,=6,F=3 5 2 6=3,2,1,3,4,5,6,n=5 P,l,=7,F=3 5 2 7=1,n=3 P,l,=4 P,h,=1,F=33-2 4-1 1=0,思考题,AB/EF/CD,且AB=EF=CD,计算机构的自由度,F=3,6-2 7-2=2,A,D,C,B,F,E,G,H,I,返回,何谓运动副？何谓低副和高副？平面机构中的低副和高副各引入几个约束？,复习思考题,The End,