機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖及平面機(jī)構(gòu)自由度.

1、u什么是平面機(jī)構(gòu)什么是平面機(jī)構(gòu)？u怎樣表示平面機(jī)構(gòu)才便于分析問題怎樣表示平面機(jī)構(gòu)才便于分析問題？u如何才能知道機(jī)構(gòu)是否合理如何才能知道機(jī)構(gòu)是否合理？機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖CABD要點(diǎn)2.1 平面機(jī)構(gòu)的組成平面機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)中兩構(gòu)件直接接觸的可動(dòng)連接機(jī)構(gòu)中兩構(gòu)件直接接觸的可動(dòng)連接平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能作平面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能作平面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副構(gòu)件之間用運(yùn)動(dòng)副連接所形成的系統(tǒng)構(gòu)件之間用運(yùn)動(dòng)副連接所形成的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈 . 組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件都在同一平面或組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)相對運(yùn)動(dòng)叫相互平行的平面內(nèi)相對運(yùn)動(dòng)叫平面機(jī)構(gòu)

2、平面機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)具有機(jī)架的運(yùn)動(dòng)鏈稱為具有機(jī)架的運(yùn)動(dòng)鏈稱為機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)。1234機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件用來支承活動(dòng)件，在機(jī)構(gòu)用來支承活動(dòng)件，在機(jī)構(gòu)中相對固定不動(dòng)的構(gòu)件，中相對固定不動(dòng)的構(gòu)件，通常作為參考坐標(biāo)系通常作為參考坐標(biāo)系即運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的活動(dòng)構(gòu)件，它的即運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的活動(dòng)構(gòu)件，它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律由外界給定，一般與機(jī)架運(yùn)動(dòng)規(guī)律由外界給定，一般與機(jī)架相連。用箭頭標(biāo)注。相連。用箭頭標(biāo)注。從動(dòng)件從動(dòng)件機(jī)構(gòu)中隨原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余構(gòu)件機(jī)構(gòu)中隨原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余構(gòu)件固定件（機(jī)架）固定件（機(jī)架）原動(dòng)件原動(dòng)件平面運(yùn)動(dòng)副的分類及其表示方法平面運(yùn)動(dòng)副的分類及其表示方法低副低副（面接觸）高副高副（點(diǎn)或線接觸）12移動(dòng)副移動(dòng)

3、副12121221齒輪副齒輪副21凸輪副凸輪副1221nn轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副12 _關(guān)于平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖關(guān)于平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖_ 運(yùn)動(dòng)副及構(gòu)件的表示方法運(yùn)動(dòng)副及構(gòu)件的表示方法_ 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制BACABC2-2 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖什么是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖什么是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖：忽略那些與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無關(guān)的因素忽略那些與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無關(guān)的因素，僅，僅用用規(guī)定的符號(hào)和簡單的線條來表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副規(guī)定的符號(hào)和簡單的線條來表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定，并按一定比比例例繪出的反映機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡單圖形。繪出的反映機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡單圖形。原則原則：簡單、規(guī)范、準(zhǔn)確地反映運(yùn)動(dòng)。簡單、規(guī)范、

4、準(zhǔn)確地反映運(yùn)動(dòng)。 與運(yùn)動(dòng)無關(guān)的因素與運(yùn)動(dòng)無關(guān)的因素：諸如構(gòu)件的外形、截諸如構(gòu)件的外形、截/斷面尺寸、運(yùn)動(dòng)副斷面尺寸、運(yùn)動(dòng)副內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu).。包含的主要內(nèi)容包含的主要內(nèi)容：構(gòu)件的數(shù)目、長度、運(yùn)動(dòng)副的類型、數(shù)目、構(gòu)件的數(shù)目、長度、運(yùn)動(dòng)副的類型、數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副之間的相對位置，注明原動(dòng)件和機(jī)架等。運(yùn)動(dòng)副之間的相對位置，注明原動(dòng)件和機(jī)架等。關(guān)于平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖關(guān)于平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副副移移動(dòng)動(dòng)副副平平面面高高副副1212312曲面高副曲面高副齒輪高副齒輪高副凸輪高副凸輪高副常見平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件表示方法常見平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件表示方法同一構(gòu)件同一構(gòu)件兩副構(gòu)件兩副構(gòu)件常見平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件表示方法常見平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件表示方

5、法常見機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖符號(hào)常見機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖符號(hào) 凸凸輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu) 移移動(dòng)動(dòng)凸凸輪輪 齒齒輪輪齒齒條條機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu) 齒齒輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu) 圓圓錐錐齒齒輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu) 蝸蝸輪輪蝸蝸桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)例：例：例例1 1：偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)。與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的只是偏心輪的外形心。與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的只是偏心輪的外形心 與轉(zhuǎn)動(dòng)中心之間的距離。與轉(zhuǎn)動(dòng)中心之間的距離。 2.2 2.2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制 1 12 23 34 4ABC141223A14B12C2343 32 24 41 14例例2 2-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制A1234BCD例例3 3： 顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī) 2-2 平面

6、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制例例4 4： 活塞泵活塞泵運(yùn)動(dòng)副？運(yùn)動(dòng)副？ 2-2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制 雷達(dá)天線的俯仰角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)只是一個(gè)單獨(dú)的平面平面連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)。 內(nèi)燃機(jī)由連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)、齒輪齒輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)等組成。CABD例例5 5： 內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)例例6 6： 雷達(dá)天線雷達(dá)天線 2-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制 用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)結(jié)后，彼此的相對運(yùn)動(dòng)受到某些約束用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)結(jié)后，彼此的相對運(yùn)動(dòng)受到某些約束 空間構(gòu)件在用運(yùn)空間構(gòu)件在用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)結(jié)前有六個(gè)動(dòng)副聯(lián)結(jié)前有六個(gè)獨(dú)立的相對運(yùn)動(dòng)。獨(dú)立的相對運(yùn)動(dòng)。xzy構(gòu)件構(gòu)件1O構(gòu)件構(gòu)

7、件2轉(zhuǎn)動(dòng)副xyO構(gòu)件構(gòu)件2平面自由構(gòu)件具平面自由構(gòu)件具有三個(gè)自由度。有三個(gè)自由度。 2-3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算構(gòu)件具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，稱為構(gòu)件具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，稱為構(gòu)件的自由度構(gòu)件的自由度。運(yùn)動(dòng)副對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制，稱為運(yùn)動(dòng)副對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制，稱為約束約束。移動(dòng)副移動(dòng)副12一個(gè)平面低副帶入兩個(gè)約束。一個(gè)平面低副帶入兩個(gè)約束。一個(gè)平面高副帶入一個(gè)約束。一個(gè)平面高副帶入一個(gè)約束。轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副12xyXY tnnt約束約束1、自由度計(jì)算公式、自由度計(jì)算公式:B3CD4A 121 n 機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目 PL 機(jī)構(gòu)中低副的個(gè)數(shù) PH 機(jī)構(gòu)中高副的個(gè)數(shù) F = 3 n 2

8、 PL PH 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算n=3 ; PL =4 ; Ph=0F=33 - 24=1n=2 ; PL =2 ; Ph=1 F=32 - 22-1=1ABC 11234例1:n=6 ; PL =8 ; Ph=0F=36 - 28=2 ?123456例3:例2: 平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件1. 機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)的自由度F：機(jī)構(gòu)所具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。機(jī)構(gòu)所具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。ABCD 11234F=1ABCD 11234 25F=2原動(dòng)件數(shù)大于自由度數(shù)原動(dòng)件數(shù)小于自由度數(shù)機(jī)構(gòu)在薄弱處損壞 機(jī)構(gòu)無確定運(yùn)動(dòng) （單擊播放）（單擊播放）平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)

9、動(dòng)的條件：1、自由度數(shù)02、 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件個(gè)數(shù)應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目。 2. 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件412356F F 3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 560 3 3F F 3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 570 1 1復(fù)復(fù) 計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)注意的問題計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)注意的問題123213(a)(b)一、復(fù)合鉸鏈一、復(fù)合鉸鏈結(jié)論：結(jié)論：若有若有m (m3)個(gè)構(gòu)件在同一處構(gòu)成共軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副，將構(gòu)成個(gè)構(gòu)件在同一處構(gòu)成共軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副，將構(gòu)成 m-1個(gè)低副個(gè)低副慣性篩機(jī)構(gòu)C處為復(fù)合鉸鏈計(jì)算中注意觀察是否有復(fù)合鉸鏈，以免漏算轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目，出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤

10、。n = 5, Pl = 7, Ph = 0= 35 -27 0 = 1F = 3n - 2Pl Ph例題例題F=36-29-0=0F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 760 9F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 7100 1?復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)例例 圓盤鋸機(jī)構(gòu)圓盤鋸機(jī)構(gòu)F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 33 1 2 機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的局部運(yùn)動(dòng)，并不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的自由度。局部自由度局部自由度 排除F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 22 1 1 二、局部自由度二、局部自由度正確算法：將滾子焊在推桿上。正

11、確算法：將滾子焊在推桿上。 二、局部自由度二、局部自由度計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。F= 3 6- 2 8 - 1 = 1注意：注意：A、E兩點(diǎn)處的復(fù)合鉸鏈。兩點(diǎn)處的復(fù)合鉸鏈。 F點(diǎn)處的局部自由度。點(diǎn)處的局部自由度。123456ABCDEF例：例：虛約束虛約束F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 123F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 - -1兩構(gòu)件間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副錯(cuò)錯(cuò)2 11對對123兩構(gòu)件間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副虛約束常發(fā)生在下列情況虛約束常發(fā)生在下列情況移動(dòng)副導(dǎo)路移動(dòng)副導(dǎo)路平行平行轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合重合“轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副”“移動(dòng)副移動(dòng)副”復(fù)局F F3n3n2P2PL LP PH H3 3 2 2 791 2