★2第二章自由度计算解析

R=2, F=1 自由度数 约束数 1（θ） + 2（x，y） 1（x） + 2（x,θ）+ 1（y）
=3
=3
wenku.baidu.com
2（y，θ） =3
结论：构件自由度＝3－约束数
平面机构的自由度
三、平面机构的自由度计算
1、平面机构自由度的计算公式 活动构件数 构件总自由度 低副约束数 n 3× n 2 × PL (低副数) 高副约束数 1 × Ph (高副数)
运动副及其分类
运动副
构件与构件之间既保证直接接触和制约，又保持确定 运动的可动联接称为运动副。 构件间通过点或线接触所构成的运动副称为高副，常 见的平面高副有凸轮副和齿轮副，如图2-2所示。
点击播放 凸轮副 图2-2 平面高副 齿轮副
点击播放
运动副及其分类
两构件通过面接触所构成的运动副称为低副，平面低副 按其相对运动形式又可分为转动副和移动副。 （1）转动副 两构件间只能产生相对转动的运动副称为 转动副，如图2-3a所示。 （2）移动副 两构件间只能产生相对移动的运动副称为 移动副，如图2-3b所示。
言
图2-1a颚式破碎机实物图
引
言
颚式破碎机的工作驱动是靠实物图右侧的带轮驱 动偏心轮转动，使得动颚板往复摆动，完成挤碎石料 的工作。图2-1b是机构的结构示意图，图2-1c是颚式 破碎机的机构运动简图。
图2-1b
结构示意图
图2-1c
机构运动简图
引
言
可以看出该机构是由许多构件以一定的方式连接 而成的。构件与构件的连接称为运动副，机构运动简 图是用简单的线条代替零件来说明各构件间的运动关 系。 由各个构件（零件）组成机构后是否具有确定的 运动，要看该机构是否满足机构具有确定运动的条件 。 本章主要介绍构件间的连接方式­­——运动副、 机构的自由度计算和机构具有确定运动的条件。
第2章 平面机构运动简图 及自由度
教学要求
能力目标
1.平面机构自由度计算的能力。 2.识别复合铰链、局部自由度和常见的虚约束 的能力。 3.判定机构具有确定相对运动的能力。
知识要素
1. 2. 3. 4. 运动副的概念与平面机构的组成。 自由度的计算公式。 自由度的计算中应注意的问题。 平面机构具有确定运动的条件。
点击播放 a)转动副
b)移动副
点击播放
图2-3平面低副
平面机构运动简图
在研究或设计机构时，为了减少和避免机构复杂的结构外 形对运动分析带来的不便和混乱，我们可以不考虑机构中与运 动无关的因素，仅用简单的线条和符号来表示构件和运动副， 并按比例画出各运动副的相对位置。这种用规定符号和简单线 条表示机构各构件之间相对运动及运动特征的图形称为机构运 动简图，本教材研究机构的组成及运动状态时都是以机构运动 简图为基础来研究的。 机构运动简图所表示的主要内容有：机构类型、构件数目 、运动副的类型和数目以及运动尺寸等。 对于只为了表示机构的组成及运动情况，而不严格按照比 例绘制的简图，称为机构示意图。
1.构件数目与实际构件相同； 2.运动副的性质、数目与实际机构相符； 3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际 机构成比例。
平面机构运动简图的绘制
思路：先确定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末 端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型， 并用符号表示出来。 顺口溜：先两头，后中间， 从头至尾走一遍， 数数构件是多少， 再看它们怎相联。 步骤： 1.运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目； 2.测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面），绘制 示意图。 3.按比例绘制运动简图。 简图比例尺： μl =实际尺寸 m / 图上长度mm 4.检验机构是否满足运动确定的条件。 举例：绘制破碎机机构的运动简图。
构件及运动副的表示方法
1.构件
构件是组成机构的基本的运动单元，一个零件 可以成为一个构件，但多数构件实际上是由若干零 件固定联接而组成的刚性组合，下图所示为齿轮构 件，就是由轴、键和齿轮联接组成。
点击播放
齿轮构件
构件及运动副的表示方法
图2-4 构件的表示方法
构件及运动副的表示方法
2.转动副
图2-5 转动副的表示方法
计算公式： F=3n－2PL -Ph 要求：记住上述公式，并能熟练应用。 举例：
平面机构的自由度
①计算曲柄滑块机构的自由度。 解：活动构件数n= 3 低副数PL= 4 高副数PH= 0 F=3n－2PL－PH =3×3－2×4 =1
1 2 3 4
平面机构的自由度
②计算曲柄摇杆机构的自由度。
解：活动构件数n= 3
低副数PL= 4 高副数PH= 0
F=3n－2PL－PH =3×3－2×4 =1
平面机构的自由度
③计算五杆铰链机构的自由度。 解：活动构件数n= 4
低副数PL= 5 高副数PH= 0 F=3n－2PL－PH =3×4－2×5 =2
颚式破碎机演示
平面机构的自由度
一、构件的自由度
作平面运动的刚体在直角坐 标系的位置需要三个独立的 参 数 （ x ， y, 唯一确定。 y F = 3
θ）才能
θ (x , y) x
单个自由构件的自由度为 3
二、运动副对构件的约束
y 2
y
y
x
θ1
x
1 S
2
x
1
R=1,
2 F=2
R=2, F=1 运动副 回转副 移动副 高 副
构件及运动副的表示方法
3.移动副
图2-6 移动副的表示方法
构件及运动副的表示方法
4.平面高副
凸轮副
齿轮副
图2-7 高副的表示方法
平面机构运动简图的绘制
机构运动简图－用以说明机构中各构件之间的 相对运动关系的简单图形。 作用：1.表示机构的结构和运动情况； 2.作为运动分析和动力分析的依据。 机构示意图－不按比例绘制的简图 机构运动简图应满足的条件:
教学要求
学习重点与难点
1. 平面机构自由度的计算。 2.自由度计算中应注意的三个问题。
技能要求
1．绘制简单机械的机构运动简图。
引
日常生活和生产实践中广 泛应用的各种机械设备，都是 人们按需要将各种机构（零件 ）组合在一起，来完成各式各 样的任务以满足人们生活和生 产的需要。 图2-1a所示为颚式破碎机 的实物图，实物图看起来直观 明了，但要分析破碎机的工作 原理和进行运动分析等就没有 办法进行，这时就需要一种能 说明机构运动原理的简单图形 ---机构运动简图。