平面机构及其自由度(1)

（4）原动件运动时，从动件有确定的运动。
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§1-2 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
运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的 简图。
二、绘制：
1、运动副的符号
转动副：
2 1
2 1
2 2
2 1 1
移动副：
1 1
2
2
1
1
2
1 2
1 2
2
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齿轮副：
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铰链五杆机构：
C 3
2 ห้องสมุดไป่ตู้'
D' D
B 1
1
4 4
A
5
E
F 3 4 2 5 0 2
原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）
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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
2
3
C
5
A
1
D
齿轮
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§1-4 速度瞬心及其在机构速度分析中的应用 1. 4. 1 速度瞬心
如图所示，任一 刚体2相对刚体1作平 面运动时，其相对 运动可看作是绕某 一重合点的转动， 该重合点称为瞬时 回转中心或速度瞬 心，简称瞬心。
相对速度瞬心 当两上刚体都在运动时，其瞬心称为相对速度瞬心；
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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 原动件数>F，机构破坏
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三、计算F时注意问题
（1）复合铰链
m m-1
2 1
3 2 1
3
F 3 7 2 1 0 0 1
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（2）局部自由度
（与输出件运动无关的自由度称局部自由度）
对于两构件接触的相对运动，构成三个典型 的平面运动副：转动副、移动副和高副。高副中再 分纯滚动和兼有滑动滚动两种情况。瞬心位置如下：
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1. 对于不接触的各个构件，其瞬心可用下面介绍的 三心定理求得。 三心定理 作平面运动的三个构件共有三个瞬心， 这三个瞬心位于同一直线上。
例：找出下面机构所有的速度瞬心
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§1-3 平面机构的自由度及其计算
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。
一、计算机构自由度（设n个活动构件，PL个低副，PH个高副）
F3n2P LP H
二、机构具有确定运动的条件
2
1 1
3 4
F 3 3 2 4 0 1
（原动件数>F，机构破坏）
原动件数=机构自由度
一、运动副：
构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的 相对运动）
高副：点、线接触
y
x
y
x
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3
低副：面接触 y 运动副元素
自由度：构件含有独立 运动的数目
约束：对独立运动的限制 低副： 2个约束，1个自由度 高副： 1个约束，2个自由度
低副：
①转动副： 两个构件间只能作相
对旋转运动的运动副；
绝对速度瞬心 当两个刚体之一是静止的，则其瞬心称为绝对速度瞬心。
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1. 4. 2 速度瞬心数目及位置的求法 瞬心数目 对于任意两个相对运动的刚体之间，
都存在一个速度瞬心，所以对于一个由K个构件组 成的机构，其瞬心数目为
N ＝ K（ K － 1 ）/ 2
瞬心的位置 当两个刚体的相对运动已知时， 瞬心位置可根据瞬心定义求出。
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平面机构的虚约束常出现于下列情况：
（1）不同构件上两点间的距离保持恒定…… （2）两构件构成多个移动副且导路互相平行 （3）两构件构成多个转动副且轴线互相重合…… （4）在输入件与输出件之间用多组完全相同的运动链来传 递运动
2'
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2 3
4 1
2''
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例：计算自由度
B 4
4
D
2
C
3
B 1
A
4
D
2
B 1
A
F 3 3 2 3 1 2 F 3 2 2 2 1 1
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（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。
A
1 O1 4
M 2
N
B 3 O3
A
M
B
O1
N
O3
F 3 3 2 4 0 1 F 3 4 2 6 0 0
凸轮副：
2
2
1
1
2、构件（杆）：
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3、机构运动简图的绘制（模型，鄂式破碎机）
1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；
2）确定所有运动副的类型和数目；
3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；
4）确定比例尺； l 图 实上 际尺 尺 (m m 寸 寸 m)
5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）
2
1 1
3 4
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1. 4. 3 典型机构的速度瞬心求法 铰链四杆机构的瞬心
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齿轮机构的瞬心
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22
直动从动件凸轮机构的瞬心
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②移动副： 两个构件间只能作相
对移动运动的运动副。
高副：①齿轮副；②凸可轮编辑副ppt 。
y x
x
y
x
A'
A
y
O x
4
二、运动链、机构 1、运动链：两个以上构件通过运动副联接而成的系统
闭链
开链
①平面运动链；②空间运动链
2、机构（从运动链角度）：
（1）对一个运动链 （2）选一构件为机架
（3）确定原动件（一个或数个）
第一章 平面机构及其自由度
： 平面机构 各构件的相对运动平面互相平行 （常用的机构大多数为平面机构）。
： 空间机构 至少有两个构件能在三维空间中相对运动。
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1
机构结构分析的目的
1、探讨机构具有确定运动的条件 2、机构的分类 3、画机构的运动简图
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2
§1-1 运动副及其分类
机构是由构件组成的。