机械设计基础常用机讲义构概述

2.高副
两构件为点、线接触的运动副为高副。
例如 齿轮副、凸轮副
长 平面机构的运动简图
沙 职 院
撇开实际机构中与运动关系无关的因素，并
机 按一定比例及规定的简化画法表示各构件间相
械 系
对运动关系的工程图形称为机构运动简图。
用简单线条表示构件
规定符号代表运动副
按比例定出运动副的相对位置
与原机械具有完全相同的运动特性
沙 职
（2）两构件组成轴线重合的转动副时；
院 （3）机构中对传递运动不起独立作用的对称
部分所引入的约束；
（4）两构件某两点之间的距离在运动过程中
机 械
始终保持不变时。
系
2
1
53
A
B
4
F3n2pLpH 33232
1
F＝3n－2PL－PH F＝3n－2PL－PH ＝3 3－2 －4 0 ＝3 －4 2 －6 0
解决的方法：计算机构自由度时，设想将 滚子与安装滚子的构件固结在一起，视作 一个构件。
长 沙 职 院
机
F＝3n－2pl－ph ＝3 3－2 3－1
F＝3n－ 2pl－ph ＝3 2－2 2－1
械 系
＝2
错
＝1
对
长 沙 职 院
3、虚约束 —排除
机 不影响机构运动传递的重复约束。
械 系
在特定几何条件或结构条件下，某些运动
静联接
动联接
与动力
零件
构件
机构
机器
(运动副)
源组合
长 运动副的概念
沙 职 院
两构件通过直接接触，既保持联系又能相对运
动的联接，称为运动副。
机 械 系
长 运动副的分类
沙 职 院
根据接触方式的不同，把运动副分为低副和高副两种。
1.低副
机 械
两构件间为面接触的运动副为低副
系 （1）转动副
Baidu Nhomakorabea
（2）移动副
＝1
＝0
长 沙 职 院
机 械 系
解：活动构件数： n=7
低副数： 高副数：
pL=9 pH=1
F3n2pLpH
37291
2
长 机构具有确定运动的条件
沙 职 院
机构的主动件数等于机构的自由度数，且大于
0。
机 械 系
长 沙
职 如图所示为一简易冲床机
院
构，原动件凸轮2作逆时针匀
机 速转动，经过摆杆3带动导杆4
长 常用构件和运动副的表达方法
沙 职 院
构件的表示方法
杆、轴类构件
机 械
系 机架
同一构件
长 沙 职 院
两副构件
机 械 系
三副构件
长 沙 职 院
1、转动副
机 械 系 2、移动副
3、高 副
（齿轮副、凸轮副）
２
长 平面机构运动简图的绘制
沙 职 院
（1）分析机构的结构和运动情况
机
找出原动部分、传动部分和工作部分
所谓平面机构，是指组成机构的所有构
件均在同一平面或相互平行的平面内运动的
机构；否则就称为空间机构。
长 机构的组成
沙 职 院
原动件：按给定运动规律独立运动的构件
从动件：其余的活动构件
机 械
机 架：固定不动的构件
系
2
从动件
3
原动件 1
4 机架
长 机器、机构、构件、零件之间的关系
沙 职 院
机
械
系
长
沙 职
举例说明：
院
3
1
2
4
机
械
系
解：活动构件数： n=4
低副数： 高副数：
NL=5 NH=1
F3n2pLpH
34251
1
长 计算平面机构自由度的注意事项
沙 职 院
1、复合铰链
机 m个构件(m>2)在同一处构成转动副
械 系
m-1个低副
2
3
5
3
m个构件,
2
5 m-1个低副
长 沙 职 院
举例说明：
械
系 一个作平面运动的自由构件有三种独立运动的 可能性。即有3个自由度。 y
Ｏ
x
长 沙 职 院
2. 约束
机
对构件独立运动所加的限制称为约束。
械
系
自由度减少的个数等于约束的数目。
运动副所引入的约束的数目与其类型有关。
在平面机构中，每个低副引入两个约束，使构 件失去两个自由度；每个高副引入一个约束， 使构件失去一个自由度。
械 系
（2）确定构件、运动副的类型和数目
（3）选择视图平面
通常选用平行于构件的平面作为投影面
（4）选定适当的比例尺l，绘制机构
运动简图
长 沙 职 院
机 械 系
长 发动机机构运动简图
沙 职 院
机 械
8
系
7
B
6
1
D
2 3
C
5
4
A
长 平面机构的自由度计算
沙 职 院
1. 自由度
机 构件的独立运动的数目称为构件的自由度。
长 沙 职 院
机 械 系
转动副
约 束 数：2 自由度数：1
移动副
约 束 数：2 自由度数：1
低副
凸轮副
约 束 数：1 自由度数：2
高副
长 机构自由度的计算
沙
职
院
机构相对机架（固定构件）所具有的独立运动
数目，称为机构的自由度。
机 械
活动构件数： n
系
低副数： NL
高副数： NH
m=3n－2NL－NH
机 械 系
解：活动构件数： n=5
低副数： 高副数：
pL=7 pH=0
F3n2pLpH
35270
1
长 沙 职 院
2、局部自由度 —排除
机 定义：机构中某些构件所具有的独立的局 械 部运动, 不影响机构输出运动的自由度。
系
局部自由度经常发生的场合：滑动摩擦变 为滚动摩擦时添加的滚子、轴承中的滚珠。
机 2．构件:
械 系
凡彼此之间没有相对运动，而与其它零件之间可以有相对
运动的零件或零件组合，称为构件。
构件可以由一个零件组成。
也可以由几个零件组成，但应是一个刚性整体，只构成一 个运动单元。
长 沙 职 院
3、机构
机 机构是具有确定相对运动的构件的组合，组 械 成机构的目的是为了使机构按照预定的要求 系 进行有规律的运动。
械 系
实现冲头的上下冲压动作。图
b为其机构运动简图。试分析
a）
该机构设计方案有无错误。若
有，应该如何修改？试绘出正
确的机构运动简图。
b）
长
沙 职
解： 图b中，有3个活动构件，3个转动副、1个移动
院 副、1个高副，即n＝3，PL＝4，PH＝1，则其自由度
M＝3n－2NL－NH＝3×3－2×4－1＝0，
机械设计基础常用机构概述
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长 沙
第10章 常用机构概述
职
院
本章要点：
机 械
❖ 各种常用机构
系
❖ 运动副的概念
❖ 机构自由度的概念
长 沙 职 院
应掌握内容：
机 械 系
❖ 平面机构的运动简图绘制
❖ 自由度计算
长 机构的概念
沙 职 院
1. 零件：
机器中单独加工不可再分的单元体。
副所引入的约束可能与其它运动副所起的
限制作用一致，这种不起独立限制作用的
运动副叫虚约束。
处理方法：计算自由度时，将虚约束（或 虚约束构件及其所带入的运动副）去掉。
长 沙 职 院
虚约束经常发生的场合：
（1）两构件组成多个移动方向一致的运动副
机
械 系
时；
3
3
2
F3n2pLpH 2
32221
1
1
1
长