平面机构的运动简图及自由度ppt课件

,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2章 平面机构的运动简图 及自由度,2.1 机构的组成,2.2 平面机构的运动简图,2.3 平面机构自由度,第2章 平面机构的运动简图 及自由度2,1,本章知识导读,1.主要内容,机构的组成及运动特点，平面机构运动简图的绘制以及机构自由度的计算。,2.重点、难点提示,平面机构运动简图的绘制以及机构自由度的计算。,本章知识导读 1.主要内容,2,2.1 机构的组成,构件与运动副,凸轮机构,连杆机构,齿轮机构,2.1 机构的组成构件与运动副凸轮机构连杆机构齿轮机构,3,2.1 机构的组成,构件与运动副,2.1.1 运动副,1.运动副的概念,两构件之间直接接触并能产生,一定相对运动的连接称为,运动副。,两构件只能在同一平面内做,相对运动的运动副称为,平面运动副。,2.1 机构的组成构件与运动副 2.1.1,4,(1)低副,两构件形成面与面接触的运动副称为低副，又分转动副和移动副。,图2-1 平面低副,2.平面运动副的分类,按两构件间接触性质不同，平面运动副通常可分为,低副和高副,。,2.1.1 运动副,(1)低副图2-1 平面低副 2.平面运动副的分,5,(2)高副,两构件以点或线的形式相接触而组成的运动副称为高副。,平面高副,2.1.1 运动副,(2)高副 两构件以点或线的形式相接触而组成,6,2.1.2 构件,机构中的构件有三类：,1、,机架：,固定不动的构件(或固定构件),2、,原动件：,按给定的运动规律独立运动的构,3、,从动件：,机构中其他活动构件。,2.1.2 构件 机构中的构件有三类：,7,2.1.2 构件,1.具有转动副元素的杆状构件,杆状构件具有转动副元素的杆状构件,2.1.2 构件1.具有转动副元素的杆状构件杆状构件具有转动,8,2.1.2 构件,设计时为了保证杆件受力时具有足够的强度和刚度，其截面形状可以设计成不同形式杆状构。,杆状构件截面形状,2.1.2 构件 设计时为了保证杆件受力时具有足够的强,9,2.1.2 构件,2.具有移动副元素和转动副元素的构件,单缸内燃机,2.1.2 构件 2.具有移动副元素和转动副元素的构件,10,构件的结构及其表示,2.1.3.构件和运动副的表示方法（表2-1）,构件的结构及其表示 2.1.3.构件和运动副的表示方法（表2,11,转动副的表示,运动副的表示,转动副的表示,12,移动副的表示,移动副的表示,13,具有两个运动副元素的构件,具有两个运动副元素的构件,14,具有三个转动副元素的构件,具有三个转动副元素的构件,15,机架,永久联接与转动副,移动副,移动副,齿轮与轴的固定联接,机架永久联接与转动副移动副移动副齿轮与轴的固定联接,16,高副的表示,高副的表示,17,内啮合,外啮合,直齿圆柱轮机构（外啮合）,内啮合,内啮合外啮合 直齿圆柱轮机构（外啮合）内啮合,18,2.2 平面机构的运动简图,2.2.1 机构运动简图的概念,表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形，称为机构,运动简图,。,2.2 平面机构的运动简图 2.2.1 机构运动简图,19,平面机构的运动简图及自由度ppt课件,20,绘制机构运动简图的步骤,(1)分析机构的组成和运动。,(2)确定运动副的类型和数量。,(3)选择投影面。,(4)测量。,(5)选择适当的比例。,l,=,构件的实际长度,构件的图示长度,m/mm,绘制机构运动简图的步骤 (1)分析机构的组成和运动,21,2.2.1 机构运动简图的概念,2.2.1 机构运动简图的概念,22,例2-1 绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图,。,颚式破碎机主体机构,2.2.1 机构运动简图的概念,例2-1 绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图。,23,例2-2 绘制如图2-5所示单缸内燃机的机构运动简图。已知,L,AB,=75mm，,L,BC,=300mm,。,单缸内燃机机构运动简图,2.2.1 机构运动简图的概念,例2-2 绘制如图2-5所示单缸内燃机的机构运动简图,24,例 试绘制内燃机的机构运动简图,例 试绘制内燃机的机构运动简图,25,图 缝纫机踏板机构,图 缝纫机踏板机构,26,不能产生运动,给定构件1运动参数 =(t),构件2、3的运动是确定的,2.3 平面机构的自由度,不能产生运动 给定构件1运动参数 =(t,27,自由构件的自由度,1.自由度,运动构件相对于参考系所具有的独立运动的数目，称为构件的自由度。,任一做平面运动的自由构件有三个独立的运动,2.3.1 自由度和约束的概念,自由构件的自由度 1.自由度 任一做平面运动的,28,2.约束,当两构件组成运动副后，它们之间的某些相对运动受到限制，对于相对运动所加的限制称为,约束,。,运动副的约束数目和约束特点取决于运动副是低副还是高副。,2.3.1 自由度和约束的概念,2.约束 当两构件组成运动副后，它们之,29,低副P,L:,2,高副P,H,:1,低副PL:2,30,2.3.2 自由度的计算和机构具有 确定运动的条件,1.平面机构的自由度F的计算公式为,F,=3,n,-2,P,L,-,P,H,其中：机构中有,P,L,个低副、,P,H,个高副,.计算实例,n=3,P,l,=4,P,h,=0,F=3n-2P,l,-P,h,=33-2P,l,-P,h,=33-24-0=1,2.3.2 自由度的计算和机构具有 确定运动,31,平面机构的运动简图及自由度ppt课件,32,计算实例,n=5,P,l,=7,P,h,=0,F=3n,2P,l,P,h,=35,27 0,=1,解：,计算实例 n=5,Pl=7,Ph=0 F,33,2.,平面机构具有确定运动的条件,分析,不能产生运动,给定构件1运动参数 =(t),构件2、3的运动是确定的,2.平面机构具有确定运动的条件分析不能产生运动 给定构件1运,34,结论,自由度数 F,0,机构原动件个数应等于机构的自由度数目。,原动件数自由度数，机构无确定运动,原动件数自由度数，机构在薄弱处损坏,平面机构具有确定运动的条件：,结论 自由度数 F0 机构原动件个数应等于机构的自,35,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,一般地，,k,个构件形成复合铰链应具有（,k,-1）个转动副，计算自由度时应注意找出复合铰链。,1.复合铰链,两个以上的构件在同一处以同轴线的转动副相连，称为复合铰链。,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 一般地，k,36,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,该机构,n,=7，,P,L,=10，,P,H,=0，,其自由度为,F,=3,n,-2,P,L,-,P,H,=37-210-0=1,如图所示为直线机构，该机构在,A,、,B,、,D,、,E,四点均为由三个构件组成轴线重合的两个转动副，即,复合铰链,。,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束该机构n=7，P,37,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,2.局部自由度,局部运动并不影响其他构件的运动。这些构件所产生的这种局部运动的自由度称为,局部自由度,。,在计算机构自由度时，局部自由度应略去不计。,该机构的自由度为,F=3n-2PL-PH =32-22-1=1,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 2.局部自,38,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,3.虚约束,机构中与其他约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束，称为,虚约束,。计算机构自由度时，应除去不计。,两构件组成多个运动副,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 3.虚约束,39,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,虚约束常出现在下列场合:,(1)两构件间形成多个具有相同作用的运动副。,两构件在同一轴线上组成多个转动副。计算机构自由度时应按一个转动副计算。,两构件组成多个运动副,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 虚约束常出,40,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,两构件组成多个导路平行或重合的移动副。,计算自由度时应只算作一个移动副。,两构件组成多处接触点公法线重合的高副同样应只考虑一处高副，其余为虚约束。,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 ,41,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,(2)两构件上连接点的运动轨迹互相重合。,在计算机车车轮联动机构的自由度时应除去不计，,即,F,=3,n,-2,P,L,-,P,H,=33-24-0=1,机车车轮联动机构中的虚约束,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束(2)两构件上连接,42,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,(3)机构中传递运动不起独立作用的对称部分。,该机构的自由度为,F,=3,n,-2,P,L,-,P,H,=34-24-2=2,对称结构引入的虚约束,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束 (3)机构中,43,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束,例2-3 计算图所示筛料机构的自由度。,筛料机构,机构中,n,=7，,P,L,=9，,P,H,=1，其自由度为,F,=3,n,-2,P,L,-,P,H,=37-29-1=2,2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束例2-3 计算图,44,图2-20,图2-20,45,