機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章

1、 運(yùn)動(dòng)副及其分類 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 平面機(jī)構(gòu)的自由度 速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用 定義：兩構(gòu)件定義：兩構(gòu)件直接接觸直接接觸并能產(chǎn)生并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的的可動(dòng)聯(lián)接可動(dòng)聯(lián)接稱稱 為為運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副。 例如例如齒輪與齒輪的聯(lián)接齒輪與齒輪的聯(lián)接; 軸徑與軸承間的聯(lián)接。軸徑與軸承間的聯(lián)接。 作用：作用：限制構(gòu)件的某些獨(dú)立運(yùn)動(dòng)限制構(gòu)件的某些獨(dú)立運(yùn)動(dòng),使自由度減少。使自由度減少。 約束：運(yùn)動(dòng)副對(duì)構(gòu)件獨(dú)立約束：運(yùn)動(dòng)副對(duì)構(gòu)件獨(dú)立 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 的限制稱為運(yùn)動(dòng)副的的限制稱為運(yùn)動(dòng)副的約約 束束，它所限制獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱為運(yùn)動(dòng)副的，它所限制獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱為運(yùn)動(dòng)副的約束數(shù)約束數(shù)。 機(jī)械零件機(jī)械零件構(gòu)件

2、構(gòu)件 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)機(jī)器機(jī)器 靜連接動(dòng)連接 （運(yùn)動(dòng)副） 與動(dòng)力 結(jié)合 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖繪制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖繪制 平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算 平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 （1）移動(dòng)副）移動(dòng)副 1 低副低副 1 2 x y （2）回轉(zhuǎn)副）回轉(zhuǎn)副 y x 2 1 2 高副高副 1 2 t t n n A 結(jié)論結(jié)論: 每個(gè)低副引入兩個(gè)約束，使機(jī)構(gòu)失去兩個(gè)自由度；每個(gè)低副引入兩個(gè)約束，使機(jī)構(gòu)失去兩個(gè)自由度； 每個(gè)高副引入一個(gè)約束，使機(jī)構(gòu)失去一個(gè)自由度。每個(gè)高副引入一個(gè)約束，使機(jī)構(gòu)失去一個(gè)自由度。 如果一個(gè)平面機(jī)構(gòu)中有如果一個(gè)平面機(jī)構(gòu)中有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件（機(jī)架不計(jì)在個(gè)活動(dòng)構(gòu)件（機(jī)架不計(jì)在 內(nèi)）；其中有內(nèi)）；

3、其中有PL個(gè)低副和個(gè)低副和 PH個(gè)高副。個(gè)高副。 這些活動(dòng)構(gòu)件在未用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接之前的自由度總數(shù)這些活動(dòng)構(gòu)件在未用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接之前的自由度總數(shù) 為為 3n。 當(dāng)用當(dāng)用 PL個(gè)低副和個(gè)低副和 PH個(gè)高副聯(lián)接成機(jī)構(gòu)之后，全部個(gè)高副聯(lián)接成機(jī)構(gòu)之后，全部 運(yùn)動(dòng)副所引入的約束為運(yùn)動(dòng)副所引入的約束為 2PL+PH 該機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)該機(jī)構(gòu)的自由度數(shù) F 為：為： F = 3n-2PL-PH（1-1） 式（式（1-1）就是平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式。由公）就是平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式。由公 式可知，式可知，機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度F 取決于活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目以及運(yùn)動(dòng)取決于活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目以及運(yùn)動(dòng) 副的性質(zhì)和數(shù)目。副的性質(zhì)和數(shù)

4、目。 機(jī)構(gòu)的自由度必須大于零，機(jī)構(gòu)才能夠運(yùn)動(dòng)，否機(jī)構(gòu)的自由度必須大于零，機(jī)構(gòu)才能夠運(yùn)動(dòng)，否 則成為桁架。則成為桁架。 機(jī)構(gòu)的自由度也即是機(jī)構(gòu)所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)。機(jī)構(gòu)的自由度也即是機(jī)構(gòu)所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)。 從動(dòng)件是不能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的，只有原動(dòng)件才能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件是不能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的，只有原動(dòng)件才能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。 通常每個(gè)原動(dòng)件只具有一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，因此，機(jī)通常每個(gè)原動(dòng)件只具有一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，因此，機(jī) 構(gòu)自由度必定與原動(dòng)件的數(shù)目相等。構(gòu)自由度必定與原動(dòng)件的數(shù)目相等。 1 A B 1 5 4 4 D D 3 C C 2 E 1 1、復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈：兩個(gè)以上構(gòu)件在同一點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副。：兩個(gè)以上構(gòu)件在同一點(diǎn)構(gòu)成

5、轉(zhuǎn)動(dòng)副。 k k個(gè)構(gòu)件匯交組成個(gè)構(gòu)件匯交組成k-1k-1個(gè)回轉(zhuǎn)副。個(gè)回轉(zhuǎn)副。 1 07253 23 hl ppnF P24是構(gòu)件是構(gòu)件2和構(gòu)件和構(gòu)件4的同速點(diǎn)，因此通過的同速點(diǎn)，因此通過P24可以求出構(gòu)可以求出構(gòu) 件件4和構(gòu)件和構(gòu)件2的角速比的角速比 構(gòu)件構(gòu)件4繞絕對(duì)瞬心繞絕對(duì)瞬心P14轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)， 構(gòu)件構(gòu)件4上上P24的絕對(duì)速度為的絕對(duì)速度為 1424 424ppP lv 構(gòu)件構(gòu)件2繞絕對(duì)瞬心繞絕對(duì)瞬心P12轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)， 構(gòu)件構(gòu)件2上上P24的絕對(duì)速度為的絕對(duì)速度為 1224 224ppP lv 14241224 42pppp ll 1224 1424 4 2 1224 1424 pp pp l l pp pp 兩構(gòu)件的角速度與其絕對(duì)瞬心