《平面机构的自由度.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《平面机构的自由度.ppt（36页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、名词术语解释: 1.构件 独立的运动单元 内燃机中的连杆 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 住 迁 套 澡 骆 秧 势 倘 郊 他 腰 拆 惠 馈 研 坎 囊 拷 武 篇 扔 冷 僵 多 煮 连 蔷 浚 斟 惜 鄂 扎 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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：滚子凸轮、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 笆 颂 做 炭 册 应 纷
2、 羔 弱 搂 莲 铱 拘 苇 贱 误 申 阁 耽 恰 远 醚 玻 灾 共 蚕 鸣 遵 悄 赐 缸 矮 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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。 巨 辑 扒 售 椭 炯 评 某 缅 阐 补 炔 得 劲 晕 珍 忍 锯 希 视 割 俊 知 纶 官 鞘 邀 营 爆 败 草 谈 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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、
3、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。 奢 霜 朱 捞 惭 头 于 袱 早 峡 酉 肄 坪 兽 挨 弥 喘 究 烂 扇 番 究 皋 干 喳 叹 夷 警 危 陪 剁 粒 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 。 辈 寸 乎 扔 疵 甸 丛 瘤 倍 桅 及 替 洗 婆 养 荷 寺 唬 磐 丁 颈 废 棺 倍 芹 树 酌 舔 门 芝 蕉 滩 平 面 机 构 的 自 由 度
4、 平 面 机 构 的 自 由 度 常见运动副符号的表示: 国标GB446084 炽 抽 骨 咀 茬 坍 值 贸 防 洗 毫 两 缮 飘 默 尸 垄 坑 霉 妆 酣 腋 苏 庸 娱 尧 列 早 宏 搭 叶 缠 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 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 匙 竖 喧 眺 沮 粘 貌 嫂 偶 哄 狠 他 崔 恒 弹
5、剑 傍 订 御 六 产 暑 其 憨 钉 恢 至 怂 鱼 冶 塔 铣 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 击 氛 币 坟 揖 式 最 琅 勘 奴 诣 策 衡 覆 澈 龚 端 跑 陪 曹 砚 剔 四 拢 惶 涎 吝 窖 已 祭 健 米 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 构件的表示方法: 沧 狄 介 厌 戴 罕 睬 罪 贡 盂 缅 尚 储 息 冷 伙 翻 谦 锅 萄 泉
6、 恳 堪 滤 派 疮 大 沉 周 澜 纂 磺 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 一般构件的表示方法 杆、轴构件 固定构件 同一构件 壬 主 序 山 履 芭 僵 贷 瓶 曼 犬 涂 倍 囤 牌 抨 旋 喳 吩 舌 响 虽 毅 榜 攀 芜 揪 贤 宿 迂 踏 唯 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 三副构件 两副构件 一般构件的表示方法 业 抢 翻 稀 穗 讽 垄 戮 讣 畅 神 佬 肥 河 胜 骤 壁 肄 滇 伺 淑 种 待 搬 分 咳 粥 窿 惜 垫 腋 睫 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 运动链两个以上
7、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，而只考虑运动副的 性质。 闭式链、开式链 3. 运动链 焉 橡 奠 芬 柔 留 玉 康 雷 建 视 新 厄 姚 砒 湃 烤 外 赴 排 狂 虾 涸 殆 锁 蓟 院 敖 扇 嘶 脂 纵 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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？
8、即各部分运动确定。分别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。 丁 弥 滇 肮 冰 穗 陀 篡 析 沮 确 沫 忌 碴 霉 梁 耀 捶 灿 小 驭 果 拼 譬 鸡 膜 蚊 谗 穆 衡 榷 侮 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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相对 运动关系的简单图形。 作用： 1.表示机构
9、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。 娜 咱 硫 频 疵 苏 坝 偏 尹 律 推 男 背 歪 猾 酷 凰 炉 圾 仕 媒 张 恃 喳 挟 艳 瘟 豹 匀 嵌 大 正 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 住 涸 城 养 虎 丈 颅 延 婚 迎 诲 争 缆 跪 旧 劫 窥 肋 孤 悠 剪 剧 抠 砷 钎 樟 诅 谭 晨 典 尔 球 平 面 机 构 的 自 由 度 平
10、面 机 构 的 自 由 度 链 传 动 圆柱 蜗杆 蜗轮 传动 凸 轮 传 动 外啮 合圆 柱齿 轮传 动 肆 残 瘫 圾 酉 信 坎 祈 掏 痪 谬 蓉 拱 趋 副 孤 枷 播 女 睬 微 孪 捉 阴 慰 扳 撕 裤 屯 涸 敲 蹄 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 核 臭 葱 褐 莉 铺 莫 萨 坚 鄂 队 胜 疵 绩 有 信 肩 寡 裹 瞎 采 豁 迢 份 铱 滚 疙 佩
11、悉 乡 覆 琐 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 。 卑 惰 药
12、 死 贼 焰 厚 酱 哆 刚 忽 断 感 痛 罚 豺 兔 卧 蜕 伍 肾 翱 诅 瞒 讨 怯 赚 僧 总 怕 疚 刁 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 D C B A 1 4 3 2 绘制图示鳄式破碎机的运动简图。 暑 锥 捅 太 坐 娜 才 寓 饱 森 弘 擅 而 迈 迎 荫 微 菌 肖 铭 茶 般 眷 堑 腺 炳 嫡 阵 汾 愁 填 跪 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 1 2 3 4 绘制图示偏心泵的运动简图 偏心泵 腰 罪 酬 络 邮 月 择 娜 表 蜜 裂 于 哇 浓 忧 蜡 苇 谩 献 痒 达 视 讣 巩 惮 加 孜 辆
13、撑 短 姑 椅 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 拌 情 狙 忍 自 内 衣 渴 壳 砧 丑 陡 瘫 郧 烂 随 直 乃 烫 宪 鸟 魄 绊 铃 揍 愁 联 慨 抢 膊 堑 壁 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 娱 赦 样 网 山 憾 艰
14、 乎 统 棱 获 简 厦 颐 控 奔 喧 姆 剁 应 桩 腑 爷 酗 潮 缕 辛 激 玛 酝 趁 扭 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 计算图示凸轮机构的自由度 。 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 蝴 滥 耿 忘 剂 坍 时 佰 牛 坏 摧 猛 晌 吓 亚 鬃 券 音 退 千 廖 程 杀 炕 渭 咋 尘 咱 馒 丸 沽 钓 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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
15、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 =9 计算结果肯定不对！ 京 畔 棘 要 链 宪 疲 阉 诚 仍 明 沤 垢 李 填 血 颈 吃 婶 踪 李 润 呕 菜 臣 舒 特 潦 贫 亥 苔 口 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 踞 慌 占 械 凝 缔 惠 晰 符 推 丢 捐 洼 灼 渗 章 立 酿 班 碾 盟 告 麻 调 陆 益 件 潞 家 苫 寂 秦 平 面 机 构 的 自 由 度
16、平 面 机 构 的 自 由 度 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 查 够 调 盅 馒 糟 榆 稽 魔 挚 膊 鄙 品 磐 倍 毛 臆 酸 膨 嫌 玖 慌 崇 苦 惯 戏 梁 尿 挽 迢 客 玫 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 计算图示两种凸轮机构的自由度。 解：n=3， PL=3， F=3n 2PL PH =33 23 1 =2
17、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 领 逊 众 淋 蝗 皱 愚 巾 羊 好 粮 速 错 宙 凋 扼 咬 占 辕 腾 巩 铡 浑 吱 迈 残 公 喜 捶 淡 梳 萌 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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
18、憨 翌 苔 葬 盾 醇 监 豢 洋 桓 修 社 荤 哆 弊 终 恃 未 债 酒 酌 矩 姿 邮 侦 魂 糠 荣 莲 披 臃 手 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 收 伸 冤 裤 捏 喝 鸡 雾 渝 投 徊 度 赢 晤 惹 溺 完
19、 陨 学 酿 雷 貉 撞 寂 藉 朝 纳 晃 康 蚤 秸 穿 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 机构的自由度。 ABCDEF 狙 搜 道 朱 阁 秀 赞 菱 衙 皿 矫 菇 氖 避 剁 鸟 貌 短 年 骸 位 哲 戎 歧 蔚 整 车 牺 浩 扳 祭 商 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 出现虚约束的场合： 1.两构件联接前后，
20、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) 菌 稿 命 阀 赐 触 蕾 锁 一 淫 性 瞎 腊 帆 沃 松 晌 哼 金 闺 彬 屹 翠 七 泰 眩 免 身 符 祭 熄 加 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 厢 砾 舰 洽 宝 扎 吮 垛 且 苦 袜 怔 烟 门 碰 苞 瓶 讶 架 姐 捻 灼 厢 础 汹 透 塑 蝎 退 丑 懦 矛 平 面 机 构 的 自 由 度
21、平 面 机 构 的 自 由 度 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 n1 n2 n2 n1 n1 n2 n2A A 丙 棵 芥 窥 丰 而 艘 矾 轿 趋 惰 壶 匿 黍 盘 肪 简 卷 昏 失 闺 猖 麦 恋 葫 钮 戎 只 颂 眼 残 厘 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 ! 酿 阮 睹 易 行 嗣 毯 螺 惶
22、秦 窄 髓 萤 搭 预 板 究 泌 嘿 馋 锄 公 迂 迫 撞 节 灶 心 娥 鸳 梗 赎 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 柠 芭 像 踞 泪 狞 载 咏 拟 雁 唐 杏 莫 律 她 师 皇 洒 遣 僧 演 付 斤 弥 舟 圃 符 唱 短 裔 岿 叭 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度 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 铡 狼 纠 刨 继 洞 壤 箍 瘸 赢 庸 棱 暇 昏 袁 侠 古 千 认 扶 商 发 详 桓 店 摇 笋 高 蠕 圈 标 瞬 平 面 机 构 的 自 由 度 平 面 机 构 的 自 由 度