绘制平面机构运动简图ppt课件
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第一节平面机构运动简图及自由度计算ppt课件
b）常见类型：凸轮机构中的滚子从动件及类似滑动摩擦改为滚 动摩擦处。
c)处理方法：自由度计算时应将局部自由度除去，可设想把滚 子与从动件固成一体。
d)自由度计算实例
d)实例：计算下列图示机构自由度。
3C 2 B 1
A
实例
a)概念：机构中与其他运动副所起的限制作用重复，对机构运动 不起新的限制作用的约束，称为虚约束。
学习提要
1.了解相关基本概念：机器、机构、构件、零件、机械、 平面机构、运动副、低副、高副、约束、平面机构运动简 图、平面机构示意图、自由度。 2.掌握平面机构运动简图的绘制。 3.掌握平面机构自由度计算。 4.掌握平面机构自由度计算时几种特殊情况的处理。
(1)复合铰链 （2）局部自由度 （3）虚约束
x
F=3n-2PL-PH
A O
式中：F-机构的自由度 n-机构中活动构件数目
PL-机构中低副的数目 PH-机构中高副的数目
y
低副和高副的约束各是多少？
移动副动画
转动副动画
5）例题：计算内燃机的自由度
F 8
A2
1
3
6
B
E
4
7D
C
5
内燃机运动简图
➢2.平面机构具有确定相对运动的
平面机构只有机构自由度大于零，才可能运动。 ♥ 平面机构具有确定相对运动的条件是：
撇开实际机构中与运动无关的因素，用简单的线条和符号表 示构件和运动副，并按一定比例定出各运动副的位置，表示机构各构 件间相对运动关系的图。
➢2.机构示意图
只是定性地表示机构的组成及运动原理，而不用严格按比例绘 制的简图，通常称为机构示意图。
机构运动简图
F 8
A2
平面机构及其自由度——运动简图的画法ppt实用资料
❖选择比例，绘制机构运动简图
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。
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。
构 构件 件的 的图 实 （ m 示 际 m /m 长 长 m 或 m 度 度 /mm ） 2选2分分与 选当从如选当2222选2如与如2与从当与2 择析析机择偏主图择偏择图机图机主偏机平平平平平平平平平比 机 机 构比 心 动 所 比 心 比 所 构 所 构 动 心 构面面面 面面面面面面例构构中 例轴件示例轴例示中示中件轴中机机机 机机机机机机，的的运 ，2开为，2，为运为运开2运构构构 构构构构构构绕绕绕绘实实动 绘始一绘绘一动一动始动及及及 及及及及及及轴轴轴制际际副 制顺颚制制颚副颚副顺副其其其 其其其其其其心心心机构构的 机着式机机式的式的着的运运运 运运运运运运AAA构造造性 构传破构构破性破性传性动动动 动动动动动动连连连运和和质 运动碎运运碎质碎质动质简简简简简简简简简续 续 续动运运（动路机动动机（机（路（图图图 图图图图图图回回回简动低 简线。简简。低。低线低转转转图情情副 图，图图副副，副时时时l况况、 分、、分、，，，，，高 析高高析高动动动找找副 各副副各副颚颚颚出出） 构））构）板板板机机、 件、、件、333作作作架架运 间运运间运往往往、、动 的动动的动复复复原原副 相副副相副摆摆摆动动的 对的的对的动动动件件数 运数数运数，，，和和目 动目目动目从从从从从及 情及及情及而而而动动相 况相相况相将将将件件对 ，对对，对矿矿矿位 确位位确位；；石石石置 定置置定置轧轧轧、 活、、活、碎碎碎构 动构构动构。。。件 构件件构件的 件的的件的数 的数数的数目 数目目数目有 目有有目有关 、关关、关。 运。。运。动动副副的的类类型 型和和数数目目
机械设计平面机构的运动简图及自由度ppt课件
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
处理方法：
应除去局部自由度，即把滚 子和从动件看作一个构件。
N = 2, Pl = 2, Ph = 1, F = 3×2 - 2×2 – 1 = 1
与实际相符
一、平面机构的自由度
• 构件未用运动副与其他构件联接前，有 3个自由度
低副使构件失去 2个自由度 高副使构件失去 1个自由度
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
平面机构自由度的计算公式
• 平面机构的自由度：指机构中各活动构件相对机 架的可能独立运动数目；
给定构件1运动参数 1 = 1 (t)，构
件2、3、4的运动是不确定的
再给定构件4运动参数 4 = 4 (t)，
构件2、3的运动是确定的
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
结论：
•构件系统具有确定运动的条件为：
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
内燃机的机构运动简图：
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
§1-3 平面机构的自由度
• 机构的构件之间应具有确定的相对运动，不能产 生相对运动或无规则乱动的一堆构件是不能成为 机构的。要判断构件系统是否为机构，就必须研 究平面机构自由度的计算。
【最全】平面连杆机构平面机构的运动简图.优质PPT
内孔为运动副元素。
②(2)确移定动运副动：副只的允2类许、型两以构凸及件数作轮目相对与移动尖。 顶间构成运动副，凸轮与尖顶接触部
①分析机构组成和运动原理,找到主动件，原动件的运动方向，分清运动路线。
分为运动副元素。 例3 试绘制内燃机的机构运动简图
按两构件接触特性，常分为低副、高副两大类。 1 平面机构运动简图及其自由度 二、平面机构运动简图的绘制 构件均用线段或小方块表示，画有斜线的表示机架。
1
1
2
1 2 1
22
22
1
1
1
1
2
2
1 2 1
1 2
1
平
面
2
高
副
1
2
螺
旋
1
空副 2
间
1
运
动球 副面
1
副
球 销
2
副
2 1
2 1
1
2
2 1
2 1
1 2
1 2
1 2
2 1
绘制机构运动简图的步骤
①分析机构组成和运动原理,找到主动件，原动件 的运动方向，分清运动路线。 ②确定运动副的类型以及数目 ③选择一个最能反映机构中各构件之间的运动关系的 平面,绘制各运动副 ④选择合适比例,按照比例连接各运动副。
圆 柱 副
螺
平 面
旋 副
高
副
球 面 副
§机构中构件的分类
构件可分为机架、原动件和从动件。 （1）固定件（机架）
机构中的固定构件； 一般机架相对地面固定不动。 （2）原动件（主动件） 接受外界给定运动规律的活动构件。 （3）从动件 随着原动件的运动而运动的其余活动构件。
§平面机构的运动简图
②(2)确移定动运副动：副只的允2类许、型两以构凸及件数作轮目相对与移动尖。 顶间构成运动副，凸轮与尖顶接触部
①分析机构组成和运动原理,找到主动件，原动件的运动方向，分清运动路线。
分为运动副元素。 例3 试绘制内燃机的机构运动简图
按两构件接触特性，常分为低副、高副两大类。 1 平面机构运动简图及其自由度 二、平面机构运动简图的绘制 构件均用线段或小方块表示，画有斜线的表示机架。
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副
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2
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绘制机构运动简图的步骤
①分析机构组成和运动原理,找到主动件，原动件 的运动方向，分清运动路线。 ②确定运动副的类型以及数目 ③选择一个最能反映机构中各构件之间的运动关系的 平面,绘制各运动副 ④选择合适比例,按照比例连接各运动副。
圆 柱 副
螺
平 面
旋 副
高
副
球 面 副
§机构中构件的分类
构件可分为机架、原动件和从动件。 （1）固定件（机架）
机构中的固定构件； 一般机架相对地面固定不动。 （2）原动件（主动件） 接受外界给定运动规律的活动构件。 （3）从动件 随着原动件的运动而运动的其余活动构件。
§平面机构的运动简图
平面机构的运动简图绘制34页PPT
例7
F ＝ 3n － 2Pl － Ph F’ 9 12 1 ＝＝31 －2 － -1
2-7虚约束对机构工作性能的影响
• 虚约束虽不影响机构运动，但能起到 改善机构受力状况，使动力平衡，增 加机构刚度和稳定性，克服机构的运 动不确定性等作用 。
•不论哪种虚约束，都对几何尺寸提出严 格的要求，否则虚约束将变成实际约束。
F＝3n－2Pl－Ph ＝3 －2 2 －3 1
2
＝-1 错
1
➢移动副导路平行 ➢转动副轴线重合 ➢平面高副接触点共法线
“移动副”
“转动副”
注意事项（续）
局部自由度F’ —除去
机构中某些构件所具 有的局部运动，并不影响 机构运动的自由度。
这时
F ＝ 3n － 2Pl － Ph 3 3 1
＝＝32 －2 －
——Ⅱ级机构 最高级别为Ⅲ级组的基本杆组所构成的机构
——Ⅲ级机构
3. 平面机构的结构分析 判断机构由哪些基本杆组组成 确定机构的级别
II级机构
1 8
5
4 6
3
7
2
8 5 6 7
4
2
3
III级机构
小结
1 机器和机构的概念 机器——机构——构件——零件
机构中的构件可分为固定件、原动件 、从动件
2 运动副的三要素
2-4 机构具有确定运动的条件 2-6 计算平面机构自由度时应注意
的事项 2-7 虚约束对机构工作性能的影响 2-8 平面机构的组成原理、结构分类
及结构分析
学习提示：
重点是： 1 计算机构自由度时的注意事项 2 机构具有确定运动的条件
难点是： 虚约束的识别与处理
2-6 计算平面机构自由度时应 注意的事项
第3章平面机构运动简图及自由度ppt课件
的移动副时，只有一
3
个移动副起作用，其
3
余都是虚约束。如图
的缝纫机引线机构中，
2
装针杆3在A、B处分
2
别与机架组成导路重
合的移动副。计算机
构自由度时只能算一
B
个移动副，另一个为
虚约束。
图3-14
（2）两个构件之间组成多个轴线重合的回转副时， 只有一个回转副起作用，其余都是虚约束。如图3-15所 示，两个轴承支撑一根轴，只能看作一个回转副。
它可表达为在直角坐标系内沿着三个坐标轴的移
动和绕三个坐标轴的转动。
y
而对于一个作平
面运动的构件，则只 有三个自由度，如图
1 x
3-7所示。即沿x 轴和y
轴移动，以及在 Oxy
平面内的转动。
y
o
图3-7
x
3.3.1 平面机构自由度计算公式
一个作平面运动的自由构件有三个自由度。当两个构 件组成运动副之后，它们的相对运动就受到约束，使 得某些独立的相对运动受到限制。对独立的相对运动 的限制，称为约束。约束增多，自由度就相应减少。 由于不同种类的运动副引入的约束不同，所以保留的 自由度也不同。
2
4 1
3
5 图3-11c
因此,机构具有确定运动的条件是：
机构自由度必须大于零，且原动件数与其自由度 必须相等。
3.3.3 计算平面机构自由度的注意事项
1．复合铰链 －两个以上构件组成两个或更多个共轴线
的转动副。
如图3-12（a），三个构件在A处构成复合铰链。由
其侧视图（b）可知，此三构件共组成两个共轴线转动副。
第3章 平面机构运动简图 及自由度
3.1 运动副 3.2 平面运动机构简图 3.3 平面机构的自由度
机械原理：平面机构运动简图50页PPT
机械原理：平面机构运动简图
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
运动简图设计(共39张PPT)
运动副元素：两构件上直接参与接触构成运动副的部分。
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
3.1.2 自在度和运动副约束
自在度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自在度
2024年2月4日
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
一、平面运动副
按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。
螺旋副
球面副
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.2 平面机构的运动简图
《机械设计基础 》
2.转动副 构件组成转动副时，如以下图表示。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
图垂直于回转轴线时用图a表示；
图面不垂直于回转轴线时用图b表示。
表示转动副的圆圈，其圆心必需与回转轴线重合。
平面机构的构造分析
§3.1 机构的组成
§3.2 平面机构的运动简图
§3.3 平面机构的自在度
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.1.1 运动副
运动副： 构件和构件之间既要相互衔接〔接触〕在一同，又要有相 对运动。而两构件之间这种可动的衔接〔接触〕就称为运 动副。
说明
3.3 平面机构的自在度
《机械设计基础 》
三个构件在同一轴线处，两个转动副。
推理：m个构件时，有m – 1个转动副。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.3 平面机构的自在度
C处为复合铰链 n = 5, Pl = 7, Ph = 0
F = 3n - 2Pl – Ph
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
3.1.2 自在度和运动副约束
自在度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自在度
2024年2月4日
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
一、平面运动副
按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。
螺旋副
球面副
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.2 平面机构的运动简图
《机械设计基础 》
2.转动副 构件组成转动副时，如以下图表示。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
图垂直于回转轴线时用图a表示；
图面不垂直于回转轴线时用图b表示。
表示转动副的圆圈，其圆心必需与回转轴线重合。
平面机构的构造分析
§3.1 机构的组成
§3.2 平面机构的运动简图
§3.3 平面机构的自在度
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.1.1 运动副
运动副： 构件和构件之间既要相互衔接〔接触〕在一同，又要有相 对运动。而两构件之间这种可动的衔接〔接触〕就称为运 动副。
说明
3.3 平面机构的自在度
《机械设计基础 》
三个构件在同一轴线处，两个转动副。
推理：m个构件时，有m – 1个转动副。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.3 平面机构的自在度
C处为复合铰链 n = 5, Pl = 7, Ph = 0
F = 3n - 2Pl – Ph
汽车机械基础课件 模块五 任务5.1.1绘制平面机构运动简图
7
机构的运动简图
什么是机构运动简图？
用简单线条和符号来代表构件和运动副，
并按一定比例表示各运动副的相对位置，用 以说明机构各构件间相对运动关系的图形。
8
导学
02
各要素的表 示方法
运动副的分类
分为低副、高副两大类。
1.低副：两构件以面接触而形成的运动副。按运动特性可分为转动副和移动副。
（1）转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
a)固定铰链
b)活动铰链转动副
10
转动副画法
11
移动副
（2） 移动副：只允许两构件做相对移动。
12
移动副画法
13
2.高副：两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副（点接触）
14
构件和其它要素的画法
15
导学
03 绘图步骤
绘图步骤 分析该气缸机构的工作原理，画出其运动简图
17
3
C23 4
03 绘图的步骤 小结 04
导学
01
机构的运动 简图
机构的运动简图
观看电影
5
机构的运动简图
6
机构的运动简图
看完电影请大家思考两个问题 1.罗马士兵和汉朝士兵是怎样就机械的设计到制造就行 有效交流的？ 2.按照军事要塞的建筑标准，城墙的高度是否有规定范 围，片中设计的起重机械如何才能保证实现起吊高度的 要求？
2
B12
1
A14
C234
2
34
B12 1 A14
4
绘图步骤
绘制气缸机构的运动简图
3
C 2
B
4
1A
19
导学
04 小结
小结
画图步骤： 1.分析机构的传动关系。 2.数清楚运动副的数量与类型。 3.确定视图的投影平面。 4.按照比例尺画图。
机构的运动简图
什么是机构运动简图？
用简单线条和符号来代表构件和运动副，
并按一定比例表示各运动副的相对位置，用 以说明机构各构件间相对运动关系的图形。
8
导学
02
各要素的表 示方法
运动副的分类
分为低副、高副两大类。
1.低副：两构件以面接触而形成的运动副。按运动特性可分为转动副和移动副。
（1）转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
a)固定铰链
b)活动铰链转动副
10
转动副画法
11
移动副
（2） 移动副：只允许两构件做相对移动。
12
移动副画法
13
2.高副：两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副（点接触）
14
构件和其它要素的画法
15
导学
03 绘图步骤
绘图步骤 分析该气缸机构的工作原理，画出其运动简图
17
3
C23 4
03 绘图的步骤 小结 04
导学
01
机构的运动 简图
机构的运动简图
观看电影
5
机构的运动简图
6
机构的运动简图
看完电影请大家思考两个问题 1.罗马士兵和汉朝士兵是怎样就机械的设计到制造就行 有效交流的？ 2.按照军事要塞的建筑标准，城墙的高度是否有规定范 围，片中设计的起重机械如何才能保证实现起吊高度的 要求？
2
B12
1
A14
C234
2
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B12 1 A14
4
绘图步骤
绘制气缸机构的运动简图
3
C 2
B
4
1A
19
导学
04 小结
小结
画图步骤： 1.分析机构的传动关系。 2.数清楚运动副的数量与类型。 3.确定视图的投影平面。 4.按照比例尺画图。
相关主题
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析 教材
地
教材
位 与 作
分析机械工作原理
地位
绘第制1与章识第读二节 平面机 制构定运机动械简设图计和维修方案
用
作用
析 教材
学
知识与技能目标
习
过程与方法目标
目
标
情感态度与价值观目标
析 教材
学
知识与技能目标
习
过程与方法目标
目
标
情感态度与价值观目标
学生通过分析常见平面机构运动原理， 能够正确绘制其机构运动简图。
谋 策略 说 课 流 程
说析谋 翻谈
学 教 策 过反 情 材 略 程思
谋 策略
谋 策略
教
学
师 翻转课堂
生
引组服 导织务 者者者
自积主
任学务驱会习动主 考 极 究 动
学思探
翻 过程 说 课 流 程
说 析 谋 翻谈
学 教 策 过反 情 材 略 程思
翻 ·过程
课后辅导
课前导学
翻转 课堂
课中引导
翻 过程
谈 反思 说 课 流 程
说 析 谋 翻谈
学 教 策 过反 情 材 略 程思
谈 反思 亮点
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学习方式 自主化
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有完全相同的运动特性
A
B
1
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任务一
任务二 任务三
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过程
翻 过程
板书设计
绘制平面机构运动简图的步骤
“析” “找” “判” “测” “定” “绘” ①②③④⑤ ⑥
机械 运动 原理
机架 主动件 从动件
运动副 类型 数目
运动副 间的相 对位置
比例尺 绘图平面
绘制 机构 运动 简图
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1 2 3
4
目的：比较分析能力
比例 错误
翻 课前导学 课中引导
过程 环节二 课堂交流研讨，知识内化与提升
任务驱动
任务一 任务二 任务三
C3 4
步骤：依机构据析运：→动找简图→与判原→机构测具→定 →绘2
2015年全国“创新杯”教师信息化说课大赛
绘制平面机构运动简图
--基于翻转课堂教学理念的说课
说 学情 说 课 流 程
说 析 谋 翻谈
学 教 策 过反 情 材 略 程思
说 学情
知识
能力
兴趣
概念 识读 基本机械 浓厚兴趣
析 教材 说 课 流 程
说 析 谋 翻谈
学 教 策 过反 情 材 略 程思
析 教材
课前上自协主作学交习流
学
知识与技能目标
习
过程与方法目标
目
标
情感态度与价值观目标
培养自主学习能力
析 `教材
学
知识与技能目标
习
过程与方法目标
目
标
情感态度与价值观目标
培养团队精神
析 教材
使用简单的线条和规定符号绘 重点 制平面机构运动简图。
重
难
难点 测量各运动副间的相对位置。
点
关键 判断各运动副类型及表达方法。