第四章 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖及自由度

1、上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章第四章第四章 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖及自由度平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖及自由度4 41 1 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖4 42 2 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章 根據(jù)運(yùn)動副的接觸形式，運(yùn)動副歸為兩類根據(jù)運(yùn)動副的接觸形式，運(yùn)動副歸為兩類1）低副：面接觸的運(yùn)動副。）低副：面接觸的運(yùn)動副。轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副移動副移動副41 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制一、一、運(yùn)動副運(yùn)動副：機(jī)構(gòu)中兩構(gòu)件直接接觸的可動聯(lián)接。：機(jī)構(gòu)中兩構(gòu)件直接接觸的可動聯(lián)接。 二、運(yùn)動副的分類與符號二、運(yùn)動副的分類與符號上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章2）高

2、副：點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動副。）高副：點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動副。凸凸輪輪高高副副齒齒輪輪高高副副上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章1）平面運(yùn)動副：組成運(yùn)動副兩構(gòu)件間作）平面運(yùn)動副：組成運(yùn)動副兩構(gòu)件間作相對平面運(yùn)動，如轉(zhuǎn)動副、移動副、凸相對平面運(yùn)動，如轉(zhuǎn)動副、移動副、凸輪副、齒輪副。輪副、齒輪副。也可將運(yùn)動副分為平面運(yùn)動副和空間運(yùn)動副。也可將運(yùn)動副分為平面運(yùn)動副和空間運(yùn)動副。2）空間運(yùn)動副：組成運(yùn)動副兩構(gòu)件間作相）空間運(yùn)動副：組成運(yùn)動副兩構(gòu)件間作相對空間運(yùn)動。如螺旋副，球面副。對空間運(yùn)動。如螺旋副，球面副。上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章球面副球面副螺旋副螺旋副上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章 機(jī)

3、構(gòu)運(yùn)動簡圖是用規(guī)定的運(yùn)動副符號及代表機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖是用規(guī)定的運(yùn)動副符號及代表構(gòu)件的線條來表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性，并根據(jù)運(yùn)動學(xué)構(gòu)件的線條來表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性，并根據(jù)運(yùn)動學(xué)尺寸，按一定的比例畫成的簡單圖形。尺寸，按一定的比例畫成的簡單圖形。三三、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章運(yùn)動簡圖的繪制步驟運(yùn)動簡圖的繪制步驟1 確定原動件確定原動件2 確定輸出件確定輸出件3 確定傳動件確定傳動件4 確定構(gòu)件數(shù)量及各構(gòu)件間的運(yùn)動副確定構(gòu)件數(shù)量及各構(gòu)件間的運(yùn)動副5 選擇投影面選擇投影面6 選擇比例尺選擇比例尺7 以線條和運(yùn)動副規(guī)定符號表示構(gòu)件和運(yùn)動副以線條和運(yùn)動副規(guī)定符

4、號表示構(gòu)件和運(yùn)動副上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章243B1ADC上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章42 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度 兩構(gòu)件用運(yùn)動副聯(lián)接后，彼此的相對運(yùn)動受到某些兩構(gòu)件用運(yùn)動副聯(lián)接后，彼此的相對運(yùn)動受到某些約束。約束。 低副引入兩個(gè)約束！低副引入兩個(gè)約束！高副引入一個(gè)約束！高副引入一個(gè)約束！一、平面機(jī)構(gòu)件的自由度一、平面機(jī)構(gòu)件的自由度上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章一、構(gòu)件及其自由度一、構(gòu)件及其自由度 一個(gè)構(gòu)件作平面運(yùn)動時(shí)，具一個(gè)構(gòu)件作平面運(yùn)動時(shí)，具有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動；沿有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動；沿x軸和軸和y軸的軸的移動以及繞垂直于移動以及繞垂直于xOy平面的任平面的任一軸

5、轉(zhuǎn)動。一軸轉(zhuǎn)動。 一個(gè)作平面運(yùn)動的自由構(gòu)件一個(gè)作平面運(yùn)動的自由構(gòu)件具有三個(gè)自由度。具有三個(gè)自由度。構(gòu)件的自由度：相對參考系構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動構(gòu)件的自由度：相對參考系構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章l平面機(jī)構(gòu)的自由度 F = 3n - 2PL PH活動構(gòu)件活動構(gòu)件的數(shù)目的數(shù)目低副數(shù)低副數(shù)目目高副高副數(shù)目數(shù)目F = 3F = 33 32 24 = 14 = 1F = 3F = 34 42 25 = 25 = 2n = 3 n = 3 PL= 4= 4n = 4 Pn = 4 Pl l = 5= 5上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章 此機(jī)構(gòu)共有此機(jī)構(gòu)共有5個(gè)活動構(gòu)件（構(gòu)件

6、個(gè)活動構(gòu)件（構(gòu)件1、2、3、4、6），），7個(gè)低副個(gè)低副（即轉(zhuǎn)動副（即轉(zhuǎn)動副A、B、C、D、E、F及移動副及移動副E），而沒有高副，），而沒有高副，因此可求得其自由度為因此可求得其自由度為 F3n2PLPH=35-27=1例：試計(jì)算偏心輪傳動機(jī)構(gòu)的自由度。例：試計(jì)算偏心輪傳動機(jī)構(gòu)的自由度。上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章二、平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件二、平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件F1 原動件原動件1 運(yùn)動確定運(yùn)動確定F2 原動件原動件1 運(yùn)動不確定運(yùn)動不確定F1 原動件原動件2 損壞損壞F2 原動件原動件2 運(yùn)動確定運(yùn)動確定 上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章平面平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條

7、件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件1)機(jī)構(gòu)自由機(jī)構(gòu)自由 度數(shù)度數(shù) F1F1。2) 原動件數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)原動件數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)F F。F = 3F = 33 3 2 25 = -15 = -1( (超靜定桁架超靜定桁架) )F = 3F = 32 -22 -23= 0 3= 0 ( (桁架桁架) )n = 2 n = 2 P PL L= 3= 3n = 3 Pn = 3 Pl l= 5= 5上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章三、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的幾種情況三、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的幾種情況1）復(fù)合鉸鏈）復(fù)合鉸鏈由三個(gè)或三個(gè)以上構(gòu)件組成的軸線重合的轉(zhuǎn)動副稱為復(fù)合鉸鏈。由三個(gè)或三個(gè)以上構(gòu)件組

8、成的軸線重合的轉(zhuǎn)動副稱為復(fù)合鉸鏈。由由m個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)含有個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)含有( (m- -1)個(gè)轉(zhuǎn)動副。個(gè)轉(zhuǎn)動副。上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章 F = 37210 = 1n =7Pl = 10上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章2)2)局部自由度局部自由度局部自由度：機(jī)構(gòu)中個(gè)別構(gòu)件不影響其它構(gòu)件運(yùn)動，即對整局部自由度：機(jī)構(gòu)中個(gè)別構(gòu)件不影響其它構(gòu)件運(yùn)動，即對整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動無關(guān)的自由度。個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動無關(guān)的自由度。ABC321F=23-2 2-1 1=1n=3 Pl=3 Ph=1n=2Pl=2Ph=1ABC321在計(jì)算自由度時(shí)，拿掉這個(gè)局部自由度，在計(jì)算自由度時(shí)，拿掉這個(gè)局部自由

9、度，即可將滾子與裝滾子的構(gòu)件固接在一起。即可將滾子與裝滾子的構(gòu)件固接在一起。上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章3 3）虛約束）虛約束 1 1、虛約束：在機(jī)構(gòu)中與其他運(yùn)動副作用重復(fù)，而對構(gòu)件、虛約束：在機(jī)構(gòu)中與其他運(yùn)動副作用重復(fù)，而對構(gòu)件間的相對運(yùn)動不起獨(dú)立限制作用的約束。間的相對運(yùn)動不起獨(dú)立限制作用的約束。將具有虛約束運(yùn)動副的構(gòu)件連同它所帶入的將具有虛約束運(yùn)動副的構(gòu)件連同它所帶入的與機(jī)構(gòu)運(yùn)動無關(guān)的運(yùn)動副一并不計(jì)。與機(jī)構(gòu)運(yùn)動無關(guān)的運(yùn)動副一并不計(jì)。上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合：虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合：a.a.兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動副時(shí)；兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動副時(shí)；b.b.兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動過程中始終保持不變時(shí)；過程中始終保持不變時(shí)；c.c.聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合時(shí)；接點(diǎn)的軌跡重合時(shí)；上頁上頁下頁下頁總目錄總目錄本章本章虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合：虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合：d.d.機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動不起作用的對稱部分。機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動不起作用的對稱部分。e.e.兩構(gòu)件組成若干個(gè)軸線互相重合的轉(zhuǎn)動副兩構(gòu)件組成若干個(gè)軸線互相重合的轉(zhuǎn)動副. 采用虛約束是為了改善構(gòu)件的受力情況；采用虛約束是為了改善構(gòu)件的受力情況