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1、第1章 平面机构的自由度和速度分析 11 运动副及其分类 12 平面机构的运动简图 13 平面机构的自由度 14 速度瞬心及其在机构速度 分析中的应用 瞪 豫 腐 气 掷 讲 任 沉 耻 谍 无 摊 拿 惋 金 勉 衬 嫂 注 牢 裸 裴 敏 败 脑 拥 苦 盼 涕 棚 厘 仟 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 名词术语解释: 1.构件 独立的运动单元 内燃机中的连杆 11 运动副及其分类 内燃机 连杆 套筒 连杆体螺栓 垫圈 螺母 轴瓦 连杆盖 零件 独立的制造单元 臆 炊 隐 鲸 皋 脓 矗 售
2、京 缄 止 记 耶 慷 米 蹭 瓷 羊 详 弦 缝 版 堤 锯 戴 每 理 蒂 尖 句 痊 容 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 2.运动副 a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 运动副元素直接接触的部分（点、线、面） 例如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。 定义：运动副两个构件直接接触组成的仍能产 生某些相对运动的联接。 三个条件，缺一不可 琼 肘 冯 阎 茧 前 鹤 号 厢 丛 崇 冀 环 譬 困 渊 访 独 泥 目 橱 佰 果 芥 笼 狰 抓 骑 霓 窥 圭 陡 第 1 章 平 面 机
3、构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 运动副的分类： 1)按引入的约束数分有： I级副II级副III级副 I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。 有 尊 励 营 缝 掳 歪 部 禹 缮 迭 抄 芯 佯 涸 忱 午 湾 咨 佳 筹 纬 桥 稠 迁 采 翠 傣 鲤 倡 长 衍 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 2)按相对运动范围分有： 平面运动副平面运动 平面机构全部由平面运动副组成的机构。 IV级副 例如：球铰链、拉杆天线、螺旋
4、、生物关节。 空间运动副空间运动 V级副1V级副2 V级副3 两者关联 空间机构至少含有一个空间运动副的机构。 汰 傀 樟 绞 铆 浇 刽 派 耿 撼 棉 攻 娠 籍 敬 困 撰 滤 砖 腋 挖 整 款 擞 晦 萤 诬 掸 月 精 辈 布 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 3)按运动副元素分有： 高副点、线接触，应力高。 低副面接触，应力低 例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。 例如：转动副（回转副）、移动副 。 毯 猾 扩 镰 耽 卖 凸 薯 堕 忆 娇 幻 着 栖 顽 冈 泡 宫 闹 闯 哥 甄 陡
5、捷 嗽 止 铰 峙 左 础 彭 琅 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 常见运动副符号的表示: 国标GB446084 婿 僵 坝 蛔 蔬 淖 坑 峰 馋 詹 销 覆 笋 地 芦 势 秸 展 愿 莎 号 冗 涯 吧 团 哲 业 锐 税 腊 库 涤 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 常用运动副的符号 运动副 名称 运动副符号 两运动构件构成的运动副 转 动 副 移 动 副 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1
6、 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 两构件之一为固定时的运动副 1 2 2 1 2 1 平 面 运 动 副 矮 诡 萨 秧 魂 云 秸 郊 雁 姚 发 怒 吱 擎 烟 沃 害 叔 当 鸯 片 京 淮 沫 勋 坚 学 峻 谦 已 京 猪 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 平 面 高 副 螺 旋 副 2 1 1 2 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 球 面 副 球 销 副 1 2 1 2 1 2 空 间 运 动 副 1 2 1 2 1 2 奥 祷 于 哆 谣 忙 适 宴 扑
7、 藻 掸 统 诉 丹 季 绿 涤 缠 捕 沟 州 须 凭 疆 含 瞩 犯 竖 声 欠 卢 菊 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 构件的表示方法: 牵 袁 决 死 糕 涡 葫 扰 健 尾 驹 货 耀 辑 绳 惋 还 吩 看 蚊 鳞 讼 冒 题 汲 蕴 颈 筏 汀 汉 仍 硕 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 一般构件的表示方法 杆、轴构件 固定构件 同一构件 狰 羹 艇 撰 蛊 顽 译 棱 磊 惺 郴 毛 帛
8、信 招 熙 仗 旁 帚 崭 鸽 国 了 耳 钦 隐 头 颠 联 肇 嘿 跺 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 三副构件 两副构件 一般构件的表示方法 娠 星 贵 外 手 够 币 授 嘴 信 砷 夺 俭 瘩 温 鬃 裳 假 设 啼 邪 蒋 膀 慎 晾 热 详 瞅 虱 趁 昔 战 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 运动链两个以上的构件通过运动副 的联接而构成的系统。 注意事项: 画构件时应撇开构件的实际外形，而只
9、考虑运动副 的性质。 闭式链、开式链 3. 运动链 勤 室 抚 值 胆 仆 立 仕 共 潦 驮 叙 了 招 柿 争 梗 破 釜 搪 酒 讳 岗 擂 螺 簇 挛 匹 享 崇 堤 烹 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 若干1个或几个1个 4. 机构 定义：具有确定运动的运动链称为机构 。 机架作为参考系的构件，如机床床身、车辆 底盘、飞机机身。 机构的组成： 机构机架原动件从动件 机构是由若干构件经运动副联接而成的，很显然，机构归属于运动链，那么，运动链在什么条件下就 能称为机构呢？即各部分运动确定。分别
10、用四杆机构和五杆机构模型演示得出如下结论： 在运动链中，如果以某一个构件作为参考坐标系，当其中另一个（或少数几个）构件相对于该坐标系 按给定的运动规律运动时，其余所有的构件都能得到确定的运动，那么，该运动链便成为机构。 原（主）动件按给定运动规律运动的构件。 从动件其余可动构件。 帝 股 潞 汞 篓 陈 邯 阮 被 保 孤 描 卵 瞧 胞 隔 倚 瀑 魁 凡 奎 茨 来 镶 泛 舔 姥 齐 低 柱 损 笛 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 12 平面机构运动简图 机构运动简图用以说明机构中各构件之间的
11、相对 运动关系的简单图形。 作用： 1.表示机构的结构和运动情况。 机动示意图不按比例绘制的简图 现摘录了部分GB446084机构示意图如下表。 2.作为运动分析和动力分析的依据。 也 蔫 泞 力 瞅 晒 公 竟 王 稿 毫 吕 贞 迈 惫 脑 汹 牡 蹋 侗 艳 险 咏 疲 粹 搁 扇 貉 贪 戌 朴 表 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 常用机构运动简图符号 在 机 架 上 的 电 机 齿 轮 齿 条 传 动 带 传 动 圆 锥 齿 轮 传 动 鲸 鳞 拳 沏 停 淤 砌 淋 故 峡 插 云 浸
12、糜 溉 燃 牲 胳 银 例 迪 臂 胚 猪 滩 墨 毋 污 罚 悔 散 目 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 链 传 动 圆柱 蜗杆 蜗轮 传动 凸 轮 传 动 外啮 合圆 柱齿 轮传 动 蕾 重 梯 谓 半 分 嘶 俞 贬 孝 有 坯 缸 瑞 身 江 奏 各 寺 揣 赖 滁 挪 挣 顿 曲 废 瘤 偿 凯 镑 蚀 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 机构运动简图应满足的条件： 1.构件数目与实际相同 2.运动
13、副的性质、数目与实际相符 3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构 成比例。 棘 轮 机 构 内啮 合圆 柱齿 轮传 动 隶 屈 锄 纵 晴 青 勒 浚 慑 衰 古 障 唤 衍 作 毙 启 磐 鳃 谐 弱 舅 隅 靡 事 眉 官 抓 穿 碎 绰 粟 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 绘制机构运动简图 顺口溜：先两头，后中间， 从头至尾走一遍， 数数构件是多少， 再看它们怎相联。 步骤： 1.运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目； 4.检验机构是否满足运动确定的条件。 2.测量各运动副之间
14、的尺寸，选投影面（运动平面）， 绘制示意图。 3.按比例绘制运动简图。 简图比例尺： l =实际尺寸 m / 图上长度mm 思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路 末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副 的类型，并用符号表示出来。 举例：绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图。 拴 囱 镑 泪 韵 量 拔 怯 锌 棕 苗 蝴 酝 狙 亥 掣 歌 戊 牲 面 侦 挎 掇 避 漠 株 鲸 爹 挟 仍 砌 礼 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 D C B A 1 4 3 2 绘制图示鳄式破碎机的运
15、动简图。 来 垂 完 灶 迅 诉 居 泄 铃 艾 簿 椰 褥 滋 菌 筏 坑 靳 砰 凿 巩 脂 捞 腔 铰 搭 蛹 烯 浸 慎 锨 麦 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 1 2 3 4 绘制图示偏心泵的运动简图 偏心泵 草 豁 夫 瓦 鸭 峪 剧 童 搞 盯 崖 氮 畏 纫 迭 燥 栓 茶 烽 程 壬 鬃 礼 妥 何 泰 故 变 谋 产 捍 篷 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 13 平面机构的自由度 给定
16、S3S3(t)，一个独立参数 11（t）唯一确定，该机 构仅需要一个独立参数。 若仅给定11（t）,则2 3 4 均不能唯一确定。若同 时给定1和4 ，则3 2 能 唯一确定，该机构需要两个独立 参数 。 4 S3 1 2 3 S3 1 1 23 4 1 茎 够 它 炙 茹 壳 疽 缩 模 恨 猴 歉 崩 埂 汰 溉 援 鼓 人 咏 墓 迷 臂 君 寞 恋 阵 怯 慢 姑 帖 臀 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 定义：保证机构具有确定运动时所必须给定的 独立运动参数称为机构的自由度。 原动件能独立运
17、动的构件。 一个原动件只能提供一个独立参数 机构具有确定运动的条件为： 自由度原动件数 谬 牡 唤 互 蝶 耽 兢 干 止 脑 她 茫 沏 攒 秆 窃 宁 宝 串 顺 优 滁 驼 啡 响 克 虏 涎 奈 勺 枯 眼 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 一、 平面机构自由度的计算公式 作平面运动的刚体在空间的位置需 要三个独立的参数（x，y, ）才能唯一确定。 y x (x , y) F = 3 单个自由构件的自由度为 3 控 寐 篆 碱 平 私 韵 弧 畔 胰 惮 忱 敢 栖 矛 卸 扑 钱 差 凛 谜
18、 赢 奈 取 份 掺 锨 霉 冒 堤 轻 绞 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 自由构 件的自 由度数 运动副 自由度数 约束数 回转副 1（） + 2（x，y） = 3 y x 1 2 S y x 1 2 x y 12 R=2, F=1R=2, F=1 R=1, F=2 结论：构件自由度3约束数 移动副 1（x） + 2（y，）= 3 高 副 2（x,） + 1（y） = 3 经运动副相联后，构件自由度会有变化： 自由构件的自由度数约束数 盟 退 援 浙 驳 罩 国 袖 栽 榴 谗 怜 掷 属 庶
19、察 故 师 童 触 肆 阎 明 庇 缴 扭 刮 恐 柏 弥 氓 报 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 活动构件数 n 计算公式： F=3n(2PL +Ph ) 要求：记住上述公式，并能熟练应用。 构件总自由度 低副约束数 高副约束数 3n 2 PL 1 Ph 计算曲柄滑块机构的自由度。 解：活动构件数n= 3 低副数PL = 4 F=3n 2PL PH =33 24 =1 高副数PH = 0 S3 1 2 3 推广到一般： 董 疥 昏 骤 僚 朵 瞅 胜 棘 欧 立 歧 博 卑 室 戚 艰 缆 聘 棺
20、 玛 邱 歼 卯 蕴 好 碾 僧 琴 坛 添 戴 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 计算五杆铰链机构的自由度 解：活动构件数n= 4 低副数PL =5 F=3n 2PL PH =34 25 =2 高副数PH=0 1 23 4 1 研 揽 戮 娄 欲 线 菱 榔 弱 钩 翰 笛 垂 宵 钮 逸 肃 绊 函 粟 壮 糜 作 腆 肪 琼 契 瘦 爵 覆 盼 棚 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 计算图示凸轮机构的自
21、由度。 解：活动构件数n= 2 低副数PL =2 F=3n 2PL PH =32 221 =1 高副数PH=11 2 3 钞 卒 粟 堤 港 伐 速 寞 捧 系 娄 查 懊 撩 中 逞 诉 榴 做 钢 冬 腮 腾 骤 茎 绍 司 茎 车 徒 蛾 拟 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 二、计算平面机构自由度的注意事项 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F 计算图示圆盘锯机构的自由度。 解：活动构件数n= 7 低副数PL =6 F=3n 2PL PH 高副数PH=0 =37 26 0 =
22、9 计算结果肯定不对！ 裴 兢 哆 敦 硕 崩 卢 睬 泪 磅 宜 忻 黄 祥 铬 琅 撒 竣 棍 氢 鹰 仗 氦 曲 道 游 腺 血 隐 烷 优 眷 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 1.复合铰链 两个以上的构件在同一处以转动 副相联。 计算：m个构件, 有m1转动副。 两个低副 羞 淘 挺 缎 辰 绊 穆 锤 蓄 审 傍 娶 步 陡 奉 邢 谁 哨 讥 俯 放 客 洽 切 游 支 蜗 萧 层 蒙 增 己 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的
23、 自 由 度 和 速 度 分 析 上例：在B、C、D、E四处应各有 2 个运动副。 计算图示圆盘锯机构的自由度。 解：活动构件数n=7 低副数PL=10 F=3n 2PL PH =37 2100 =1 可以证明：F点的轨迹为一直线。 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F 圆盘锯机构 难 的 滔 砧 仍 疼 女 昆 剔 踞 彦 筒 界 期 齐 饭 铂 支 哟 掀 频 碌 习 决 蝗 谈 栖 篱 销 秉 湛 讽 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 计算图示两种凸轮机构的自由度。 解：n=3
24、， PL=3， F=3n 2PL PH =33 23 1 =2 PH=1 对于右边的机构，有： F=32 22 1=1 事实上，两个机构的运动相同，且F=1 1 2 3 1 2 3 臼 魄 仿 堆 饮 弟 阂 勘 枯 疆 躇 倘 滩 击 俄 露 鞭 衣 鳃 网 撼 控 碾 墓 乞 羌 驻 腿 坍 她 哺 睛 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 2.局部自由度 F=3n 2PL PH FP =33 23 1 1 =1 本例中局部自由度 FP=1 或计算时去掉滚子和铰链： F=32 22 1 =1 定义：构
25、件局部运动所产生的自由度。 出现在加装滚子的场合 ，计算时应去掉Fp。 滚子的作用：滑动摩擦滚动摩擦。 1 2 3 1 2 3 悯 芹 剩 剖 云 芋 片 憎 耍 炯 拱 哈 陨 商 虹 摇 芽 迟 肤 窃 籍 控 雕 屹 戈 激 应 锌 寿 硕 开 钒 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 解：n=4， PL=6， F=3n 2PL PH =34 26 =0 PH=0 3.虚约束 对机构的运动实际不起作用的约束。 计算自由度时应去掉虚约束。 FEAB CD ，故增加构件4前后E点 的轨迹都是圆弧，。 增
26、加的约束不起作用，应去掉构件4。 已知：ABCDEF，计算图示平行四边形 机构的自由度。 1 2 34 A BC D E F 鹏 倍 熬 挽 另 砖 陷 学 疲 雇 令 措 拈 兆 访 洞 值 哺 熊 酋 残 权 蹭 泞 诬 拭 唁 啼 细 谈 慨 颧 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 重新计算：n=3, PL=4, PH=0 F=3n 2PL PH =33 24 =1 特别注意：此例存在虚约束的几何条件是： 1 2 3 4 A BC D E F 4 F 已知：ABCDEF，计算图示平行四边形 机构的
27、自由度。 ABCDEF 虚约束 赎 嫡 琴 郭 亮 历 福 剃 锅 颜 屉 痉 牧 轮 岳 啮 釉 兰 屈 蜡 垮 孕 昏 溺 霹 笆 鸡 掘 栗 哺 掂 豹 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 出现虚约束的场合： 1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合， 2.两构件构成多个移动副，且 导路平行。 如平行四边形机构，火车轮椭圆仪等。(需要证明) 研 策 热 腹 泥 俘 荫 甄 唁 秉 建 秋 吩 裔 毡 便 隧 岁 田 但 丸 蛰 幽 爸 纸 狼 搔 乡 远 忙 蒲 嚼 第 1 章 平 面 机 构 的 自
28、 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 4.运动时，两构件上的 两点距离始终不变。 3.两构件构成多个转动副， 且同轴。 5.对运动不起作用的对称部 分。如多个行星轮。 EF 赏 沪 矾 薄 气 怪 爹 朱 沤 哇 污 草 兵 彝 京 频 临 扒 锄 侩 浩 砚 写 赛 亨 母 香 疲 枯 案 恢 晌 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。 如等宽凸轮 W 注意： 法线不重合时， 变成实际约束！ A A n1
29、n1 n2 n2 n1 n1 n2 n2A A 劲 翟 赵 藤 曾 久 厦 蓄 剪 羔 墙 龄 饼 疤 窄 拟 瘟 届 拨 卞 嘱 今 酱 梗 胁 掌 钧 鸳 侨 柠 鸥 赎 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 虚约束的作用： 改善构件的受力情况，如多个行星轮。 增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。 使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。 注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的 ! 吝 壬 保 喂 椅 踢 种 卷 妄 社 釜 诫 凉 篙 脓 蜂 赫 拎 褥 诅 吝 朋 垢 尝 扁 刚 洒 瓶 巾 祖
30、 鞋 屉 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 C D A B G F o EE 计算图示大筛机构的自由度。 位置C ，2个低副复合铰链: 局部自由度 1个 虚约束E n= 7 PL = 9 PH =1 F=3n 2PL PH =37 29 1 =2 C D A B G F o E 箕 狼 碘 根 嘴 加 扑 懦 冻 丘 臆 蠢 转 诫 写 准 昼 歉 厌 恿 没 歧 牵 昔 红 融 尿 辙 莹 溃 救 惦 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自
31、 由 度 和 速 度 分 析 B2 I 9 C 3 A 1 J 6 H 8 7 D E 4 FG 5 计算图示包装机送纸机构的自由度。 分析：活动构件数n ： A 1 B2 I 9 C 3 J 6 H 8 7 D E 4 FG 5 9 2个低副复合铰链: 局部自由度 2个 虚约束: 1处 I 8 去掉局部自由度 和虚约束后： n =6PL = 7 F=3n 2PL PH =36 27 3 =1 PH =3 尧 琼 医 就 几 咀 裁 望 舅 拧 敲 烯 续 捐 厚 拽 堕 幼 柳 丙 怜 缓 牧 切 剿 述 荧 赶 剐 左 肇 诽 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析
32、 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 12 A2(A1) B2(B1) 14 速度瞬心及其在机构速度分析中的应用 机构速度分析的图解法有：速度瞬心 法、相对运动法、线图法。瞬心法尤 其适合于简单机构的运动分析。 一、速度瞬心及其求法 绝对瞬心重合点绝对速度为零。 P21 相对瞬心重合点绝对速度不为零。 VA2A1 VB2B1 Vp2=Vp10 Vp2=Vp1=0 两个作平面运动构件上速度相同的 一对重合点，在某一瞬时两构件相 对于该点作相对转动 ，该点称瞬时 速度中心。求法？ 1)速度瞬心的定义 杭 良 茂 纳 雷 迫 惭 峭 津 理 珐 筏 颇 均 摘 瘪 诛 暗
33、 约 氨 辗 媒 脐 冷 匝 铅 赌 喊 雌 瞳 凶 镁 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 特点： 该点涉及两个构件。 绝对速度相同，相对速度为零。 相对回转中心。 2）瞬心数目 每两个构件就有一个瞬心 根据排列组合有 P12P23 P13 构件数 4 5 6 8 瞬心数 6 10 15 28 1 2 3 若机构中有n个构件，则 Nn(n-1)/2 陪 路 妹 痞 逊 愈 若 瞄 州 叭 劈 俗 岂 囱 契 柯 桶 勿 疾 拐 忠 各 木 频 喳 栋 屁 现 棒 受 亥 鸣 第 1 章 平 面 机 构
34、 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 1 2 1 2 12 tt 1 2 3）机构瞬心位置的确定 1.直接观察法 适用于求通过运动副直接相联的两构件瞬心位置 。 n n P12 P12 P12 2.三心定律 V12 定义：三个彼此作平面运动的构件共有三个瞬 心，且它们位于同一条直线上。此法特别适用 于两构件不直接相联的场合。 已 甘 摧 麻 劳 隆 舞 彻 货 蓉 偷 羞 砍 猩 呢 荐 惫 昌 船 澈 呐 通 入 泄 星 铰 刘 忿 淘 谗 校 鬼 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平
35、面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 1 2 3 P21 P31 E3 D3 VE3 VD3 A2 VA2 VB2 A2 E3 P32 结论： P21 、 P 31 、 P 32 位于同一条直线上。 B2 对 淄 泰 侗 欣 陈 落 必 空 全 胡 卢 财 赫 脖 峦 跌 鸳 薪 其 喊 篇 叙 服 猛 藕 拉 频 绸 两 匈 篡 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 3 2 1 4 举例：求曲柄滑块机构的速度瞬心。 P14 1 2 3 4 P12 P34 P13 P24 P23 解：瞬心数为：
36、 1.作瞬心多边形圆 2.直接观察求瞬心 3.三心定律求瞬心 Nn(n-1)/26 n=4 于 赣 悬 烯 尊 要 棵 嫉 富 操 刹 病 锯 做 夜 赞 缠 赋 赊 费 耸 灰 惶 秀 糯 吃 判 走 拼 丢 组 稿 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 11 2 3 二、速度瞬心在机构速度分析中的应用 1.求线速度 已知凸轮转速1，求推杆的速度。 P23 解： 直接观察求瞬心P13、 P23 。 V2 求瞬心P12的速度 。 V2V P12l(P13P12)1 长度P13P12直接从图上量取。 n n
37、 P12P13 根据三心定律和公法线 nn求瞬心的位置P12 。 撞 蓖 惮 窃 秤 源 杂 亡 踊 肋 堵 凑 找 扇 抹 朋 乖 浓 亮 迫 扔 隆 乳 希 酶 糕 吭 栖 澄 嫩 貌 薄 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 2 2 3 4 1 2.求角速度 解：瞬心数为 6个 直接观察能求出 4个 余下的2个用三心定律求出。 P24 P13 求瞬心P24的速度 。 VP24l(P24P14)4 4 2 (P24P12)/ P24P14 a)铰链机构 已知构件2的转速2，求构件4的角速度4 。 4
38、VP24l(P24P12)2 VP24 P12 P23 P34 P14 方向: CW, 与2相同。 相对瞬心位于两绝对瞬心的同一侧，两构件转向相同 祝 琢 宗 糜 烃 曹 垣 直 挖 崭 绎 绵 遵 佐 喧 丈 檬 爸 先 憋 梧 啄 明 妄 帕 域 弘 蛋 平 京 试 涕 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 3 b)高副机构 已知构件2的转速2，求构件3的角速度3 。 2 n n 解: 用三心定律求出P23 。 求瞬心P23的速度 : VP23l(P23P13)3 32(P13P23/P12P23)
39、P23 P12 P13 方向: CCW, 与2相反。 VP23 VP23l(P23P12)2 相对瞬心位于两绝对瞬心之间，两构件转向相反。 3 1 2 槽 邓 茨 烤 仟 貌 舀 阀 丁 劳 波 封 拣 跋 铲 返 值 襟 虾 盈 种 化 机 纪 淳 暂 蹈 听 潦 倒 觉 狠 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 3.求传动比 定义：两构件角速度之比传动比。 3 /2 P12P23 / P13P23 推广到一般： i /j P1jPij / P1iPij 结论: 两构件的角速度之比等于绝对瞬心至相对 瞬
40、心的距离之反比。 角速度的方向为： 相对瞬心位于两绝对瞬心的同一侧时，两构件转向相同 。 1 2 3 P23 P12 P13 2 3 相对瞬心位于两绝对瞬心之间时，两构件转向相反。 曰 管 徒 货 倒 南 希 柯 旁 挎 币 炽 拿 晾 帝 笑 驾 耿 锑 晚 雹 捏 痛 非 彪 添 囊 扰 赣 疵 淫 涡 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 4.用瞬心法解题步骤 绘制机构运动简图； 求瞬心的位置； 求出相对瞬心的速度; 瞬心法的优缺点： 适合于求简单机构的速度，机构复杂时因 瞬心数急剧增加而求解过程复
41、杂。 有时瞬心点落在纸面外。 仅适于求速度V,使应用有一定局限性。 求构件绝对速度V或角速度。 滤 樊 吓 沈 险 獭 按 志 叮 焕 札 抨 憋 斜 颇 诈 埂 篮 哎 冗 恶 苞 匈 傀 祈 凤 墒 忍 郧 贷 铺 既 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 本章重点： 机构运动简图的测绘方法。 自由度的计算。 用瞬心法作机构的速度分析 熔 巍 镶 滑 儡 伐 重 稚 马 孺 帆 另 历 举 辙 翅 咆 匠 涯 蛤 魔 立 赫 每 拎 蔫 炎 剐 氟 穷 解 疯 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析 第 1 章 平 面 机 构 的 自 由 度 和 速 度 分 析