平面机构及其自由度
1.3.2 平面机构的自由度计算
平面机构的自由度:机构中各构件相对于机架所具有的 独立运动的数目。
自由度=1
自由度=0
§1—3 平面机构的自由度
设平面机构中包含有N个构件其中有n=(N-1)个活动构件,PL 个低副数和PH个高副数。
这些活动构件在未用运动副联接之前,其自由度数应为3n,引入 的约束总数为(2 PL +PH)。
从主动件开始顺 着传动路线,分 析各构件间的相 对运动情况,确 定活动构件的数 目、运动副的类 型和数目 ;
3
选择适当的视图 平面和适当的机 构运动瞬时位置, 确定适当的比例 尺,绘制机构运 动简图。
§1.2 平面机构及其运动简图
• 选择比例,绘制机构运动简图
l 构 构件 件的 的图 实示 际长 长度 度(mm / mm或m / mm)
§1.1 运动副及其分类
❖1.1.2 运动副分类
低副: 两构件通过面接触而构成的运动副。
转动副(也称为铰链): 两构件之间的相对运动为转动的低副
移动副: 两构件之间的相对运动为移动的低副
转动副 动画演示
移动副 动画演示
§1.2 平面机构及其运动简图
1.2.1 平面机构的组成
➢机架:与参考系固结相对不动的构件。
§1.3 平面机构的自由度
一个低副引入2个约束(失去2个自由度)仅保 留1个自由度
转动副: 组成转动副的两 构件只能在一个平面内相 对转动。
移动副:组成运动副的 两构件只能沿某一轴线 相对移动。
§1.3 平面机构的自由度
一个高副引入1个约束(失去1个自由度)保留2 个自由度
§1—3 平面机构的自由度
§1.2 平面机构及其运动简图
如图所示为一颚式破碎机。当偏心轴2绕轴心A连续回转时, 动颚板3作往复摆动,从而将矿石轧碎。试绘制此破碎机的机 构运动简图。
颚式破碎机 动画演示
动画演示
§1.3 平面机构的自由度
1.3.1 构件的自由度和约束
自由度:
Y
构件作独立运动的数目。
一个作平面运动的自由构件自由
一高一低
§1.2 平面机构及其运动简图
4.多个运动副的表示(在一个构件上)
2)多个运动副元素
§1.2 平面机构及其运动简图
5. 构件的表示
由于构件的相对运动主要取决于运动副,因此首先应当用 符号画出各运动副元素在构件上的相对位置,然后再用简单 的线条把它们连接成构件。
4.机构运动简图常用符号
§1.2 平面机构及其运动简图
1.2.4 绘制平面机构运动简图的方法和步骤
注意
1.与机构中构件 的外形,截面尺 寸、组成构件的 零件数目、运动 副的具体构造无 关;
2.与机构中运动 副的性质(低副、 高副)、运动副 的数目及相对位 置、构件的数目 有关。
步骤
§1.2 平面机构及其运动简图
1
2
分析机构的实际 构造和运动情况, 找出机架、原动 件和❖1.1.1 运动副
两构件直接接触而又能产生一定形式的相对运 动的联接。
§1.1 运动副及其分类
❖1.1.2 运动副分类
➢平面运动副和空间运动副
(根据两构件之间的相对运动分类 )
➢高副和低副
(根据两构件之间的接触情况分类)
高副:
两构件通过点或线的接触而构 成的运动副。
高副 动画演示
∴机构的自由度为:
F=3 n- 2 PL -PH 计算下列机构的自由度
N=4 n=3 PL=4 PH=0
∴F=3 n- 2 PL –PH=3×3-2×4=1
§1—3 平面机构的自由度
计算下列机构的自由度
N=3 n=2 PL=3 PH=0
∴F=3 n-2 PL -PH
=3×2-2×3=0
N=5 n=4 PL=5 PH=0 ∴F=3 n-2 PL -PH
第1章 平面机构及其自由度
第1章 平面机构及其自由度
§1.1 运动副及其分类
机
械
§1.2 平面机构及其运动简图
设
计
§ 1.3 平面机构的自由度
基
础
本章小结
第1章 平面机构及其自由度
平面机构:
所有构件都在同一平面或相互平行的平面内 运动的机构。
机构中的构件只有通过一定的方式相互联接起 来,并且满足一定的条件才能传递确定的运动和动 力。
=3×4-2×5=2
§1.3 平面机构的自由度
1.3.3 机构具有确定运动的条件
此条件讨论了机构自由度数与原动件的关系
➢例如各种机床的床身是机架。在机构简图中, ➢将机架打上斜线表示。除其余的构件均相对 ➢于机架而运动。
➢原动件:给定独立运动参数的构件。即直接接受能源或最
先接受能源作用有驱动力或力矩的构件。例如柴油机中的活塞。它
的运动是外界输入的,因此又称为输入构件。在机构简图中,将原动件标上 箭头表示。
➢从动件:原动件带动而随之运动的构件。如柴油机中的连杆、
意义: 由于机构在运动时,各部分的运动是由其原动件的
运动规律、该机构中各运动副的类型、数目及相对位 置来决定的,而与构件和运动副的实际结构无关。通 过机构运动简图不仅可以简明的描述一部机器或机械 系统的组成情况,而且运动特性与其实际完全等价。
§1.2 平面机构及其运动简图
1.2.3 运动副和构件的表示
度总数为3。
O
S A
X
若一个平面机构共有n个活动构件。在未用运动副联接前, 则活动构件自由度总数为3n。
§1.3 平面机构的自由度
当用运动副将这些活动构件与机架联接组成机构 后,则各活动构件具有的自由度受到约束。
通常,一个低副引入2个约束;一个高副引入1个 约束。若机构中有PL个低副,PH个高副,则受到 的约束(即减少的自由度 )总数应为2PL+ PH。
曲轴、齿轮等都是从动件。当从动件输出运动或实现机构的功能时,便称其 为执行构件件。
§1.2 平面机构及其运动简图
1.2.2 平面机构运动简图及其意义
定义: 用简单线条和规定的符号表示构件和运动副,
并按照一定的比例尺确定运动副的相对位置及与运 动有关的尺寸,这种表明机构的组成和各构件间真 实运动关系的简单图形,称为机构的运动简图。
1.移动副的表示
1
2
2 1
2 1
2 1
2 1
2 1
2 1
2 1
§1.2 平面机构及其运动简图
2. 转动副的表示
2
2
2
2
2
1
1
1
1
§1.2 平面机构及其运动简图
3. 高副的表示(画出接触处的曲线轮廓)
§1.2 平面机构及其运动简图
4.多个运动副的表示(在一个构件上)
1)两个运动副元素
两转
两移
一转一移