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1、重 点 运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。,平面机构的结构分析,内 容 构件及其运动副 机构运动简图的绘制 平面机构自由度的计算,1 构件及其运动副,一、构件,二、运动副, 两个构件直接接触且具有确定相对运动的联接。,平面运动副分类:,转动副,移动副,特点：面接触、相对转动或相对移动 低副, 运动的单元.,运动副元素两构件相互接触的点、线、面。,齿轮副,凸轮副,特点：点或线接触、沿接触点切线方向相对移动 绕接触点的转动 高副,螺旋副,球面副,若干构件通过运动副联接而成的可动系统称运动链,若将运动链中的一个构件相对固定，运动链则成为机构。 机构中
2、构件的分类： 1、机架（描述运动的参考系） 2、原动件（运动规律已知的构件） 3、从动件,2 平面机构运动简图的绘制,机构运动简图 表示机构运动特征的一种工程用图,表达方式： 用简单线条表示构件 规定符号代表运动副 按比例定出运动副的相对位置,与运动有关的因素： 构件数目 运动副数目及类型 运动副之间的相对位置,转动副,一、运动副符号,移动副,齿轮副,凸轮副,螺旋副,球面副,机构运动简图表,二、构件 不管构件形状如何，简单线条表示，带短剖面线表示机架。,带运动副元素的构件,三、机构运动简图的绘制,方法与步骤： 1.确定构件数目及原动件、输出构件； 2.根据各构件间的相对运动确定运动副的种类和数
3、目； 3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图； 4.标明机架、原动件和作图比例尺； 5.验算自由度。,1,2,3,4,A,B,C,14,12,23,A14,B12,C234,3,2,4,1,4,A,1,2,3,4,B,C,D,例1 颚式破碎机,例2 活塞泵,运动副？,一、构件的自由度,自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置所需独立坐标数）。,一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。,x,y,2,1,x,y,y,x,3 平面机构的自由度,F=6,F=3,不论形成运动副的两个构件是否其中有一个相对固定，运动副引入的约束数S均相同。,二、平面运动副的约束条件,约束 限制 约束条件 约束数,运动
4、副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。,1. 转动副,约束数 S = 2,F=1,F=4,2. 移动副,约束数 S = 2,3. 齿轮副,4. 凸轮副,n,n,约束数 S = 1,n,n,平面低副约束数 S = 2 平面高副约束数 S = 1,三、平面机构的自由度,机构的自由度 F=,3活动构件数,-2低副数,-1高副数,计算公式,F 3n 2PL PH,1.机构自由度的计算公式,F3n2PL PH 3 2 ,3,4,0, 1,F3n2PLPH 3 2 ,4,5,0, 2,F3n2PLPH 3 2 ,2,2,1, 1,例,F=3n-2PL-PH,=3,2,-2,3,-0,=0,F=3n-2
5、PL-PH,=3,3,-2,5,-0,=-1,三个构件通过三个转动副相连, 相当于一个构件。,2.机构(运动链)具有确定相对运动的条件,有一个机架 自由度大于零（F0） 原动件数 =自由度数,（通常，原动件为含低副构件且与机架相连, 只有一个自由度。）,3.注意事项,复合铰链,m个构件(m3)在同一处构成共轴线的转动副,F 3n2PLPH 3 2 ,5,6,0, 3,F 3n2PLPH 3 2 ,5,7,0, 1,m-1个低副,复,计算在内,1）要正确计算运动副数目,F3n2PLPH 3 2 ,7,6,0, 9,F3n2PLPH 3 2 ,7,10,0, 1,?,复,复,复,复,例3 圆盘锯机
6、构,F3n2PLPH 3 2 ,F3n2PLPH 3 2 ,2,3,1,-1,两构件间构成多个运动副,3.注意事项（续）,错,2,2,1,1,对,移动副导路平行 转动副轴线重合 平面高副接触点共法线,“转动副”,“移动副”,F3n2PLPH 3 2 ,3,3,1, 2,3.注意事项（续）,机构中某些构件所具有的局部运动，并不影响机构运动的自由度。,局部自由度,排除,F3n2PLPH-F 3 2 -,3,3,1, 1,1,这时 F3n2PLPH-F 式中F 为局部自由度数目,F3n2PLPH 3 2 ,3,4,0, 1,F3n2PLPH 3 2 ,4,6,0, 0,？,对,虚约束,不产生实际约束
7、效果的重复约束,排除,3.注意事项（续）,应用实例,F3n2PLPH+P 3 2 +,4,6,0, 1,1,1.轨迹重合,转动副联接的两构件上联接点的轨迹重合,F3n2PLPH+P 3 2 +,3,4,1, 1,1,F3n2PLPH 3 2 ,3,4,1, 0,错,对,虚约束常发生在下列情况,n4，PL4，PH0，P1 F1,用一个构件两个运动副去联接则构成虚约束,2.两构件上某两点间的距离在运动过程中始终不变,虚,F3n2PLPH+P 3 2 +,4,6,0, 1,1,3.对传递运动不起独立作用的重复部分,虚,P2Pl +Ph 3n 2 + ,2,4,3 2, 2,平面机构自由度计算公式,F3n- 2PL- PH + P- F,F 局部自由度数 PH 高副数 n 活动构件数 P 虚约束数 PL 低副数 F 局部自由度数,F3n2PLPH+ P- F 3 2 + -,7,9,1, 1,F3n2PLPH+ P- F 3 2 + -,8,10,1, 2,例4,例5,4,1,2,3,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,9,0,1,8,0,1,F3n2PLPH 3 2 ,8,11,1, 1,例6,结束,