第一章平面机构运动简图与自由度计算(精品文档)

本课程是测控专业一门近机类课程，上课之前尤其要作专业引导工作，以树立对本课程的正确认识。

课程安排：课堂教学60学时，实验教学12学时，共计72学时。

第一章平面机构运动简图与自由度计算
学时8
知识要点：运动副概念和分类、平面机构低副和高副、平面机构运动简图、平面机构自由度计算
难点：自由度计算和虚约束判断，结合多媒体重点讲解。

§1 概述
机构是按一定方式联接的构件组合，是用来转递运动和力或改变运动的形式。

研究机构的目的：
⑴探讨机构运动的可能性、具有确定运动的条件；
⑵将机构按特点分类，建立运动分析和动力分析的一般方法；
⑶学会关于运动简图的绘制。

(4)熟悉构件组成机构的规律，以合理设计和创新机构。

§2运动副及其分类
运动副：两构件直接接触，而又能产生一定相对运动的联接（可动联接）。

??
例如：滚珠轴承的滚珠与内外座圈之间为点接触；互相啮合的轮齿之间为点或线接触；而轴颈与
轴承或滑块与导槽之间为面接触。

运动副要素：构成运动副的点、线、面。

按运动情况可把运动副分为平面运动副和空间运动副。

本节将主要讨论平面运动副。

构件作运动时，可分为三个独立的运动。

当X或Y值变化时，构件将沿X或Y轴移动；当α值变化。

2只能绕垂直于XOY平面的轴相对运动。

图4-1b，构件2沿Y轴相对移动和垂直于XOY平面的轴相对移动受约束，构件2相对于构件1只能
2沿公法线n-n
A独立转
沿接触点公法线相对移动的可能性即被取消。

因此，从相对运动来看，平面运动副有三种型式：
⑴具有一个独立相对转动的运动副（转动副）；F=1
⑵具有沿一个方向独立相对移动的运动副（移动副）；F=1
⑶具有一个独立移动和一个独立转动的运动副。

F=2
按照接触的特性，通常把运动副分为高副和低副。

点接触或线接触的运动副称为高副；平面高副具有一个约束。

F=2
面接触的运动副称为低副。

平面低副具有两个约束。

F=1
§3 平面机构的运动简图
机构运动简图：表明各机构间相对运动关系的简单图形。

仅仅用简单的线条和符号来代表机构和运动副，并按照一定的比例表示各运动副间的相对位置，不考虑与运动无关的因素。

表4-1
绘制运动简图时，首先要搞清楚所要绘制机械的结构和运动原理，然后从原动件开始，按照运动传递的顺序，分析各构件相对运动的性质，确定运动副的类型和数目；并合理选择视图平面。

选取适当的长度比例尺，按一定的顺序进行绘图，并将比例尺标注在图上。

例题4-1 试画出图4-4a所示油泵机构的运动简图。

解此机构主要由圆盘1、导杆2、摇块3和机架4等四个机构组成，其中构件1为原动件，构件4为机架。

该机构的工作情况是：当回转副B在AC中心线的左边时，从机架4的右孔道吸油；当B在AC 中心线的右边时，经机架4的左孔道排油。

构件1与构件4和构件2、构件3与构件4分别在A、B、C点构成转动副，构件2与构件3组成移动副它们的导路沿BC方向。

现在选择适当的投影面和比例尺，定出各转动副的位置即可绘制出机构运动简图，如图4-4b所示。

的数值，
1
1
和φ4
1
也是。

三、计算机构自由度时应注意的事项
1.复合铰链
在同一轴线上有两个以上的构件用转动副联接时，则形成了复合铰链（图4-9）。

如有m个构件用复合
铰链联接时，则应含有（m-1）个转动副。

虚约束
1、3平行而且长
，结果与机构实际
1。

,
只有一个移动副或转动副起约束作用，而其它的都视为虚约束（图4-12）；
⑶机构中对运动不起作用的对称部分会出现虚约束（图4-13）。

例题2-2 计算图4-14a所示大筛机构的自由度。

解图4-14a中，滚子具有局部自由度。

E和E′为两构件组成导路平行的移动副，其中之一为虚约
束。

弹簧不起限制作用，可以略去。

则形成图4-14b。

因n=7,p L=9,p H=1，其自由度F=3*7-2*9-1=2。

此机构
应当有两个原动件。