平面机构运动简图和自由度
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
原动件数>F ，机构破坏
四、计算 F 时注意问题
（1）复合铰链：两个以上 的构件在同一处用转动 副相联接，则该联接称 为复合铰链。 如果复合铰链由 k 个 构件组成，则联接处有 (k-1) 个转动副。
F 3 7 2 10 0 1
（ 2 ）局部自由度
与输出件运动无关的自由度称局部自由度
A 2 1 O1 4 N O3 M B 3
A
M
B
O1
N
O3
F 3 3 2 4 0 1
F 3 4 2 6 0 0
计算机构自由度时应解除虚约束。
平面机构的虚约束常出现于下列情况：
（1）机构中存在轨迹重合时,可能引入虚约束 （ 2 ）机构中存在对称部分时,可能引入虚约束
第二章平面机构简图和自由度
本章主要内容 :
1、平面机构运动简图的绘制 2 、平面机构具有确定运动的条件探讨 3 、平面机构自由度的计算
第二章平面机构简图和自由度
机构是指由若干构件所组成 的,并各构件间具有确定的相对 运动。它可分为下述二类： 平面机构： 各构件的相对运动平面为同一平面
或互相平行的平面（常用的机构大 多数为平面机构）。
实际尺寸mm l 图上尺寸(mm)
【例题 1 】颚式破碎机主体机构如图所示， 试绘制该机构的运动简图。
绘图时的注意事项
1.编号:一般按运动传递路线，对各构件由小到 大进行编号，其中原动件最好为序号1，机架最 好为最后的序号数。 2.绘制机构运动简图时，必按比例绘出，反之 称为机构示意图。 3.机架必加剖面线表示，原动件必须用带箭头 的圆弧或直线标注其运动形式。 4.原动件的初始位置可自行决定。
4 2 C B 1 A A 3 B 1 D 4 D 2
在计算机构自由 度时，应将局部自由 度去除。
F 3 3 2 3 1 2 F 3 2 2 2 1 1
（ 3 ）虚约束：
在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用 是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。
[例 题2] 绘制下述机构的运动简图
§ 2-3 平面机构的自由度及计算
一、构件自由度:指构件产生可能独立运动的数目。
一个作平面运动的自由构件有3个独立的运动，因此 它的自由度为：3
二、计算机构自由度（设 n 个活动构件， PL 个低 副， PH 个高副）
机构的自由度：机构中各构件相对于机架所能有的独立 运动的数目，记为F。
原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）
F 3 4 2 6 0 0
构件间没有相对运动 机构→刚性桁架
（多一个约束）超静定桁架
F 3 3 2 5 0 1
F ≤ 0 ，构件间无相对运动，不成为机构。 原动件数=F ，运动确定
F>0,
原动件数<F ，运动不确定
空间机构： 至少有两个构件能在三维空间中
相对运动。
§ 2-1 运动副及分类
运动副：构件间的一种可动的联接。（既保持直 接接触，又能产生一定的相对运动的联接）
运动副分二类：
x y
1.高副：点、线接触
x
y
高副：①齿轮副；②凸轮副。
凸轮副 (简图) ：
2
2
齿轮副 (简图) ：
1
1
2.低副：面接触
低副分二类：
运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的 简图。反之没按比例绘出的图形称为结构示意 二、绘制： 图。 1、运动副的符号
2 2 2 2 2 1 1 1 1
转动副：
1
1 2 2 1 2 2
1 2 1 2
移动副：
1
2 、构Baidu Nhomakorabea（杆）：
3 、机构运动简图的绘制
（1）找出机构中的原动件、从动件和机架。 （ 2 ）从原动件开始，沿着运动传递的顺序，弄清运动 是如何由原动件传递到各个从动件的；再根据构件间的 接触情况和相对运动，确定运动副的类型、数目及构件 的数目，并测出各运动副间的相对位置尺寸。 （ 3 ）选择合适投影面，一般以它的运动平面为投影面。 （ 4 ）选取适当的比例尺，根据各运动副的相对位置， 采用规定的符号绘制机构运动简图；作图时须注意：用 大写英文字母标注各转动副，用阿拉伯数字表示各构件， 用带箭头的圆弧或直线标明机构中的原动件及其运动形 式，用剖面线标明机构中的机架。长度比例尺为
F 3n 2PL PH
三、机构具有确定运动的条件
2
F 3 3 2 4 0 1
3 4
1 1
（原动件数>F ，机构破坏） 原动件数= 机构自由度
铰链五杆机构：
C 3 2 B 1 A 5 E 1 C' D 4 4 D'
F 3 4 2 5 0 2
2
4 1 2'
3
2''
（ 3 ）两构件构成多个移动副且导路互相平行
（ 4 ）两构件构成多个转动副且轴线互相重合……
【例题3】试计算下述机构的自由度
L
H
解:
F 3n 2 PL PH 3 7 2 9 1 2
【例题 4 】试计算下述机构的自由度
解:
F 3n 2 PL PH 3 5 2 7 1 0
y
低副结构图
y x
①转动副： 两个构件间只能作相 对旋转运动的运动副；
转动副简图为：
2 2 2 2 2 1 1 1 1
x
②移动副：
两个构件间只能作相 对移动运动的运动副。
移动副简图为：
1 2 2 1 2 1 2 1 2
1
1 2
§ 2-2 平面机构运动简图 一、定义： 用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和
四、计算 F 时注意问题
（1）复合铰链：两个以上 的构件在同一处用转动 副相联接，则该联接称 为复合铰链。 如果复合铰链由 k 个 构件组成，则联接处有 (k-1) 个转动副。
F 3 7 2 10 0 1
（ 2 ）局部自由度
与输出件运动无关的自由度称局部自由度
A 2 1 O1 4 N O3 M B 3
A
M
B
O1
N
O3
F 3 3 2 4 0 1
F 3 4 2 6 0 0
计算机构自由度时应解除虚约束。
平面机构的虚约束常出现于下列情况：
（1）机构中存在轨迹重合时,可能引入虚约束 （ 2 ）机构中存在对称部分时,可能引入虚约束
第二章平面机构简图和自由度
本章主要内容 :
1、平面机构运动简图的绘制 2 、平面机构具有确定运动的条件探讨 3 、平面机构自由度的计算
第二章平面机构简图和自由度
机构是指由若干构件所组成 的,并各构件间具有确定的相对 运动。它可分为下述二类： 平面机构： 各构件的相对运动平面为同一平面
或互相平行的平面（常用的机构大 多数为平面机构）。
实际尺寸mm l 图上尺寸(mm)
【例题 1 】颚式破碎机主体机构如图所示， 试绘制该机构的运动简图。
绘图时的注意事项
1.编号:一般按运动传递路线，对各构件由小到 大进行编号，其中原动件最好为序号1，机架最 好为最后的序号数。 2.绘制机构运动简图时，必按比例绘出，反之 称为机构示意图。 3.机架必加剖面线表示，原动件必须用带箭头 的圆弧或直线标注其运动形式。 4.原动件的初始位置可自行决定。
4 2 C B 1 A A 3 B 1 D 4 D 2
在计算机构自由 度时，应将局部自由 度去除。
F 3 3 2 3 1 2 F 3 2 2 2 1 1
（ 3 ）虚约束：
在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用 是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。
[例 题2] 绘制下述机构的运动简图
§ 2-3 平面机构的自由度及计算
一、构件自由度:指构件产生可能独立运动的数目。
一个作平面运动的自由构件有3个独立的运动，因此 它的自由度为：3
二、计算机构自由度（设 n 个活动构件， PL 个低 副， PH 个高副）
机构的自由度：机构中各构件相对于机架所能有的独立 运动的数目，记为F。
原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）
F 3 4 2 6 0 0
构件间没有相对运动 机构→刚性桁架
（多一个约束）超静定桁架
F 3 3 2 5 0 1
F ≤ 0 ，构件间无相对运动，不成为机构。 原动件数=F ，运动确定
F>0,
原动件数<F ，运动不确定
空间机构： 至少有两个构件能在三维空间中
相对运动。
§ 2-1 运动副及分类
运动副：构件间的一种可动的联接。（既保持直 接接触，又能产生一定的相对运动的联接）
运动副分二类：
x y
1.高副：点、线接触
x
y
高副：①齿轮副；②凸轮副。
凸轮副 (简图) ：
2
2
齿轮副 (简图) ：
1
1
2.低副：面接触
低副分二类：
运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的 简图。反之没按比例绘出的图形称为结构示意 二、绘制： 图。 1、运动副的符号
2 2 2 2 2 1 1 1 1
转动副：
1
1 2 2 1 2 2
1 2 1 2
移动副：
1
2 、构Baidu Nhomakorabea（杆）：
3 、机构运动简图的绘制
（1）找出机构中的原动件、从动件和机架。 （ 2 ）从原动件开始，沿着运动传递的顺序，弄清运动 是如何由原动件传递到各个从动件的；再根据构件间的 接触情况和相对运动，确定运动副的类型、数目及构件 的数目，并测出各运动副间的相对位置尺寸。 （ 3 ）选择合适投影面，一般以它的运动平面为投影面。 （ 4 ）选取适当的比例尺，根据各运动副的相对位置， 采用规定的符号绘制机构运动简图；作图时须注意：用 大写英文字母标注各转动副，用阿拉伯数字表示各构件， 用带箭头的圆弧或直线标明机构中的原动件及其运动形 式，用剖面线标明机构中的机架。长度比例尺为
F 3n 2PL PH
三、机构具有确定运动的条件
2
F 3 3 2 4 0 1
3 4
1 1
（原动件数>F ，机构破坏） 原动件数= 机构自由度
铰链五杆机构：
C 3 2 B 1 A 5 E 1 C' D 4 4 D'
F 3 4 2 5 0 2
2
4 1 2'
3
2''
（ 3 ）两构件构成多个移动副且导路互相平行
（ 4 ）两构件构成多个转动副且轴线互相重合……
【例题3】试计算下述机构的自由度
L
H
解:
F 3n 2 PL PH 3 7 2 9 1 2
【例题 4 】试计算下述机构的自由度
解:
F 3n 2 PL PH 3 5 2 7 1 0
y
低副结构图
y x
①转动副： 两个构件间只能作相 对旋转运动的运动副；
转动副简图为：
2 2 2 2 2 1 1 1 1
x
②移动副：
两个构件间只能作相 对移动运动的运动副。
移动副简图为：
1 2 2 1 2 1 2 1 2
1
1 2
§ 2-2 平面机构运动简图 一、定义： 用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和