第二章平面机构的运动简图及自由度

牛头刨床的机构运动简图
唧筒机构
回转柱塞泵
缝纫机下针机构
机构模型
2 1 4
2 3 3 4 1
§ 2-3 平面机构的自由度
一、平面机构自由度的计算公式
一个不受任何约束的构件在平面运动中有三个自 由度具有n个活动构件的平面机构，若各构件之间共 构成PL个低副和PH个高副，则它们共引了(2PL+PH) 个约束，机构的自由度F显然为:
• 4)机构中对运动起重复 限制作用的对称部分也 往往会引入虚约束。如 图所示的行星轮系具有 两个虚约束
计算自由度
F=3n-2PL-PH= 3*7-2*9-1=2
C B A E D E F G O
C：复合铰链
E：虚约束 滚子为局部自由度
冲压机构 F=3n-2PL-PH=3*9-2*12-2=1
2
回转副（或铰链）两构件只能相对转动
移动副 两构件只能沿某一轴线相对移动
移动副
回转副
•平面低副提供2个约束，
保留1个自由度
• 2. 高副 两构
件通过点或线接
触组成的运动副
• 空间运动副
球面副 副等 螺旋
Y-Z平面内有两个自由度， 即平面高副提供1个约束
球面低副
球面高副
螺 旋 副
§ 2-2 平面机构运动简图
பைடு நூலகம்
•F=3*6-2*8-1=1
缝纫机送布机构
•F=3*4-2*4-2=2
作业：23页
第2-6题 c)、e ) 、f )
y
y
返回
A
x
z
空间自由度数为6
x
平面自由度数为3
机械设计基础 多媒体课件
第一章 平面机构的组成
• 平面机构：
• 所有构件都在相互平行的平面内 运动的机构称平面机构 ，否则称为 空间机构。
§1-1 运动副及其分类
一、自由度和约束
1. 自由度： 一种相对的独立运动
2 . 约束：
对运动的一种限制
构件之间的相互联接
二、运动副
1. 低副 两构件通过面接触组成的运动副
1 7 8 9
3
4
5
6
10
H
C:复合铰链
G F C B A D
滚子为局部 自由度
E
E'
E：虚约束
F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1
推土机机构
•F=3*5-2*7=1
锯 木 机 机 构
•F=3*8-2*11-1=1
•F=3*6-2*8-1=1
• 平 炉 渣 口 堵 塞 机 构
•测量仪表机构
件
• 绘制机构运动简图的步骤 • 1）确定机构中的原动部分和工作部分，然后
再把两者之间的传动搞清楚，从而找出组成机 构的所有构件并确定构件间的运动副类型。 • 2）恰当地选择投影面。一般选择机构中与多 数构件的运动平面相平行的面为投影面。
• 3）选择适当的比例尺，绘制出机构的运动简 图。
•鄂式破碎机机构运动简图
错误 F=3n-2PL-PH= 3*3-2*(2+1)-1=2
正确 F=3n-2PL-PH= 3*2-2*2-1=1
2 局部自由度
• 对整个机构运动无关 的自由度称为局部自 由度。在计算机构自 由度时，局部自由度 应当舍弃不计。如凸 轮机构中的滚子带来 一个局部自由度
3 虚约束
• 不起独立限制作 用的约束称为虚 约束。如图所示 的平行四边形机 构中，加上一个 构件5，便形成具 有一个虚约束的 平行四边形机构。
• 用简单的线条和符号来表示构件和运动 副，按比例尺寸画出机构中各构件间相 对运动关系的简单图形
•运动副的表示方法
转动副
移动副
•机架
• 构件的表示方法
a
b
c
d
构件的分类：
• （1） 固定件（机架）
支承活动构件的构件
• （2） 原动件
运动规律已知的活动构件
• （3） 从动件
随原动件的运动而运动的构件。其中输 出机构预期运动规律的从动件为输出构
常见的虚约束有以下几种情况
• 1)当两构件组成多个移动 副，且其导路互相平行或 重合时，则只有一个移动 副起约束作用，其余都是 虚约束. • 2)当两构件构成多个转动 副，且轴线互相重合时， 则只有一个转动副起作用， 其余转动副都是虚约束。
• 3)如果机构中两活动构 件上某两点的距离始终 保持不变，此时若用具 有两个转动副的附加构 件来连接这两个点，则 将会引入一个虚约束。
F 3n (2PL PH ) (2-1)
这就是平面机构自由度的计算公式，也称 为平面机构结构公式。
二、机构具有确定运动的条件
机构的自由度数目和机构原动件的数目与机构的运动有 着密切的关系： 1)若机构自由度Ｆ≤０，则机构不能动； 2)若Ｆ>０且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运 动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。
3)若Ｆ>0，而原动件数<F，则构件间的运动是不确定的
4）若Ｆ>０，而原动件数>F，则构件间不能运动或产生 破坏
计算平面机构自由度
F=3n-2PL-PH 3*7-2*6=9？ 错误 •锯床机构
3*7-2*10=1
1. 复合铰链 由两个以上构件在同一处构成的重合 转动副称为复合铰链。由m个构件汇集而成的复合 铰链应当包含（m-1）个转动副。