任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘ppt课件
机械原理课程设计---牛头刨床主体机构的分析与综合
机械原理课程设计---牛头刨床主体机构的分析与综合1 课程设计的目的和任务牛头刨床是常见的一种金属加工机床如图1所示。
其主体机构的机构运动简图有多种形式，图2所示的是常用的五种主体机构的示意图。
图 1 牛头刨床图2 牛头刨床的主体结构机构运动简图课程设计的内容包括：1）牛头刨床主传动系统总体传动方案的设计构思一个合理的传动系统。
它可将电机的高速转动（1440 转/分）变换为安装有刨刀的滑枕5 的低速往复移动（要求有三挡速度：60，95，150 次/分）。
其中，将转动变为移动的装置（主体机构）采用图2 所示的连杆机构。
在构思机构传动方案时，能做到思路清晰，各部分的传动比分配合理，最后在计算机上绘出主传动机构的原理示意图。
2）牛头刨床主体机构的尺度综合已知数据如表1所示图中的参数如图3所示。
图3参数表达形式表13）牛头刨床主体机构的运动分析根据已定出的主体机构的尺度参数，按曲柄处于最低转速、滑枕处于最大行程的工况对主体机构进行运动分析。
设各具有旋转运动的构件对x 轴的转角分别为i i θ , ( 为旋转构件的标号），相应的角速度和角加速度分别为ωi ,εi ；用解析法求出当曲柄转角θ1 从刨刀处于最右侧时起，沿逆时针方向转动每隔100 计算一组运动参数，其中包括：各杆的角位置、角速度、角加速度及刨刀的位置刀s （以最右点为零点）、速度刀v 和加速度刀a ，应用计算机在同一幅图中绘出刨刀的位移曲线、速度曲线和加速度曲线，并分析计算结果的合理性。
4）牛头刨床主体机构的受力分析杆的受力以及质量如表2所示。
已知数据其余构件的质量和转动惯量以及运动的摩擦忽略不计。
假定刨刀在空回行程不受力，在工作行程中所受的阻力为水平力，其大小见图3。
用解析法求出机构处于不同位置时应加在曲柄上的驱动力矩TN 以及各运动副的约束总反力的大小和方向。
图3 刨刀的有效阻力课程设计的主要内容包括：设计任务（包括设计条件和要求）；②传动方案的确定；③机构综合的方法和结果；④运动分析的方法和结果；⑤受力分析的方法和结果；⑥结束语；⑦主要参考文献；⑧附件（计算机程序等）。
牛头刨床剖析
牛头刨床的组成
原动部分：电动机； 传动部分：带轮机构，齿轮机构，曲轴连杆机构，
棘轮机构，螺旋机构； 执行部分：滑枕 ，工作台； 控制部分：离合手柄，变速控制手柄。
牛头刨床外形图及基本参数
牛头刨床主要由床身、滑枕、 刀架、工作台、横梁等组成， 如图所示。因其滑枕和刀架形 似牛头而得名。
牛头刨床外形图 1－工作台2－刀架3－滑枕4－床身5－变速手柄 6－滑枕行程调节柄7－横向进给手柄8－横梁
牛头刨床运动动图
牛头刨床运动简图
依靠四杆机构的连续往复运动来驱动棘爪， 从而实现棘轮的单向间歇运动。实现工作台 横向进给运动
计算自由度
F 2PL PH
计算
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牛头刨床PPT课件
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23
电动机功率: 额定功率>=工作要求的功率
Pd Pw / η Pd执行机构实际需要的电动机输出功率，kW Pw执行机构需要的输入功率，kW 电动机至执行机构之间传动装置的总效率
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24
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25
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26
10. 凸轮的设计 （略）
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27
工作台要能间歇移动，螺旋必须作间歇转动，在螺旋机 构之前串联一个间歇转动机构，且与刨刀切削运动执行机构 相联，可以方便实现切削运动和横向进给运动的协调配合。
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11
3. 机构的选型 4.3.1 辅助执行机构的选型
能够实现将连续回转运动转化成间歇转动的机构有：槽轮 机构、棘轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。
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12
4. 原动机的选用
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13
4. 原动机的选用 牛头刨床属于一般的机械加工设备，要求有较高的驱
动效率和较高的运动精度，动力源选用交流异步电动机能 满足工作性能需要，考虑到执行机构的速度较低和电动机 的经济型，可选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电 动机。
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14
初选电动机满载转速。
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21
8. 主执行机构的运动分析 8.2 图解法运动分析
用相对运动图解法对其中的 一个位置加以验证，位置角度分 别为30°、150°、270 °。
设计计算说明书中，必须 包括图解法分析的过程。主执行 机构的机构运动简图、速度多边 形和加速度多边形还应画在1号 图纸上，并分别注明比例尺。
.
22
9. 主执行机构的动态静力分析 用图解法对主执行机构的一个位置进行动态静力分析，
任务1-牛头刨床传动机构运动简图测绘 PPT
不影响机构输出运动的自由度，称为局部自由度。
处理：排除。
例
F ＝ 3n － 2PL － PH 3 3 1
× ＝＝32 －2 －
F＝3n－2PL－PH ＝3 －2 2 －2 1
＝1
√
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
3)、虚约束
不产生实际约束效果的重复约束。
处理：排除。
2
2
1
3
1
5
3
4
F＝3n－2PL－PH ＝3 －3 2 4－ 0 ＝1
4
F＝3n－2PL－PH ＝3 －4 2 －6 0 ＝0
×
F＝3n－2PL－PH
√ ＝3 3－2 －4 0
＝1
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
虚约束常发生在下列情况
1、两构件在同一轴线上形成多个转动副。（两轴承支承一根轴） 2、两构件在同一导路或平行导路上形成多个移动副。 3、同一构件和两个转动副去连接两构件上距离始终不变的两 动点。
4. 请陈述机构(运动链)具有确定相对运动的条件
5. 自由度计算中应注哪几种特殊情况？
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【教师讲授、分析引导】 自由度计算时对复合铰链、局部自由度、虚约束等几种特殊情 况的处理
1）复合铰链 k个构件(k3)在同一处构成共轴线的转动副。
（已知滑枕导轨与摆杆转动中心距离为800mm，大斜齿轮转 动中心与摆杆转动中心距离为400mm））
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【导杆机构参考图】
机械原理课程设计牛头刨床PPT课件
机械原理课程设计指导
P12 P13 P14 P23 P24 P34
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机械原理课程设计指导
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机械原理课程设计指导
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机械原理课程设计指导
一、课程设计的目的与任务
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3号坐标图纸
机械原理课程设计指导
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机械原理课程设计指导
5、凸轮设计 确定凸轮机构的基本尺寸，选 取滚子半径，画出凸轮实际廓线。
根据摆杆加速度线图，作出摆杆位移线图，先 作出盘形凸轮的理论廓线，然后选择滚子半径，作 出实际轮廓廓线。（2号或3号图纸，参见图例）
6、齿轮设计 计算齿轮z2齿数，齿轮副变位 系数及齿轮各部分尺寸。
计划时间 （天） 0.5
2
2
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机械原理课程设计指导
飞轮设 1.用惯性力法确定安装在轴O2上的飞
计
轮转动惯量JF。
1
凸轮机 1.确定凸轮机构的基本尺寸；
构设计 2.选取滚子半径；
1.5
3.画出凸轮实际廓线。
齿轮机 1.计算齿轮2的齿数；
构设计 2.选择齿轮副的变位系数；
1
3.计算齿轮传动的各部分尺寸。
注意：等效阻抗力矩和等效驱动力矩是计算出来的， 不是从图上量出来的。先计算数据，后按一定的比 例作图。每项数据保留小数点后二位数！
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机械原理课程设计指导
牛
头
刨
牛床头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来 完成原工件的平面切削加工的机床。电动机经过减速传动装置（皮
第二章机构运动简图和自由度计算ppt课件
铰链五杆机构
结论：机构具有确定运动的条件是 ：
Ｆ＞０且Ｆ等于原动件数目
原动件数=F>0，运动确定
原动件数<F，运动不确定
C 3
2 C'
D' D
B
1
1
4 4
A
5
E
原动件数>F，机构破坏
2
1 1
3 4
平面机构自由度计算实例： F = 3n - 2PL - PH
n：机构中活动构件数，PL：机构中低副数； PH ：机构中高副数；F ：机构的自由度数；
三、计算自由度时的注意事项
1、复合铰链
两个以上构件在同一轴线处用转动副连接，就形成了复合铰链。 两个低副
计算：K个构件，有K－1转动副。
惯性筛机构
C处为复合铰链
n = 5, Pl = 7, Ph = 0
F = 3n - 2Pl – Ph = 3×5 -2×7 – 0 =1
例：计算图示圆盘锯机构的自由度。
n = 2, Pl = 2, Ph = 1, F = 3×2 - 2×2 – 1 =1 与实际相符
注意：实际结构上为减小摩擦采用局部自由度 处理方法：除去局部自由度，把滚子和从动件看作一个构件。
3、虚约束
有些运动副对机构的运动约束作用是重复的，称为虚约束。 计算自由度时，应除去不计。
（1）两构件构成多个导路平行的移动副，移动副其导路相互平行时，只 有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束。
2、确定与机构相关的的尺寸：中心距、构件尺寸、导路和 回转中心，高副轮廓
3、投影平面的选择
4、选择合理的比例尺： l
实际尺寸 mm
图上尺寸(mm)
5、用规定的符号和线条绘制成简图，一般从原动件开始画。
(完整版)牛头刨床运动分析实例
例： 如图所示为一牛头刨床的机构运动简图。
设已知各构件尺寸为：1125mm l =，3600mm l =，4150mm l =，原动件1的方位角1=0~360θ︒︒和等角速度1=1rad/s w 。
试用矩阵法求该机构中各从动件的方位角、角速度和角加速度以及E 点的位移、速度和家速度的运动线图。
解：先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及方位角。
其中共有四个未知量3θ、4θ、3s 及E s 。
为求解需建立两个封闭矢量方程，为此需利用两个封闭图形ABCA 及CDEGC ，由此可得，613346,'E l l s l l l s +=+=+(1-1)写成投影方程为： 331133611334433446cos cos sin sin cos cos 0sin sin 'E s l s l l l l s l l l θθθθθθθθ==++-=+= (1-2)解上面方程组，即可求得3θ、4θ、3s 及E s 四个位置参数，其中23θθ=。
将上列各式对时间取一次、二次导数，并写成矩阵形式，即可得以下速度和加速度方程式。
速度方程式：3331133331131334443344cos sin 00sin sin cos 00cos 0sin sin 1000cos cos 0E s l s s l w w l l w l l v θθθθθθθθθθ⎡⎤--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ (1-3)机构从动件的位置参数矩阵：33333333443344cos sin 00sin cos 000sin sin 10cos cos 0s s l l l l θθθθθθθθ-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎢⎥⎣⎦机构从动件的的速度列阵：334E s w w v ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦机构原动件的位置参数矩阵：1111sin cos 00l l θθ-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦1w ：机构原动件的角速度加速度方程式：333333333344433443333333333333333344433344cos sin 00sin cos 000sin sin 10cos cos 0sin sin cos 00cos cos sin 000cos cos 00sin sin E s s s l l l l w s s w w s s w l w l w l w l w θθθθαθθαθθαθθθθθθθθθθ⎡⎤-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦----=-----11131113144cos sin 000E l w s l w w w w v θθ⎡⎤⎡⎤-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦(1-4)机构从动件的位置参数矩阵求导：33333333333333333444333444sin sin cos 00cos cos sin 000cos cos 00sin sin 0w s s w w s s w l w l w l w l w θθθθθθθθθθ⎡⎤---⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥--⎢⎥--⎢⎥⎣⎦机构从动件的的加速度列阵：334E s ααα⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦机构原动件的位置参数矩阵求导：111111cossinl wl wθθ-⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦主程序（matlab）：%牛头刨床运动分析主程序s;%x(1)——代表3θ；%x(2)——代表构件3的转角3θ；%x(3）——代表构件4的转角4s;%x(4)——代表E点的线位移El；%x(5)——代表1l;%x(6)——代表3l;%x(7)——代表4l;%x(8)——代表6l;%x(9）——代表'6w。
牛头刨床主传动机构设计PPT
设计参数
表3-1 设计的相关参数
导杆机构的运动分析 方 案 1 2 3 n2 r/min 60 64 72 380 350 430 110 90 110 540 580 810 lO2O4 lO2A lO4B lBC mm 0.25 lO4B 0.3 lO4B 0.36 lO4B 0.5lO4B 0.5lO4B 0.5lO4B 240 200 180 50 50 40 200 220 220 lO4S4 xS6 yS6 G4 导杆机构的动态静力分析 G6 N 700 800 620 7000 9000 8000 P yp mm 80 80 100 JS4 kg.m2 1.1 1.2 1.2
0.3 0.4 0.3
0.2 0.25 0.2
0.2 0.2 0.2
15 15 15
125 135 130
40 38 42
75 70 75
10 10 10
75 70 65
设计任务
完成实现所要求功能的方案分析，至少提出 三种方案，并绘制三种方案的机构运动简图， 并对不同方案进行评价 用图解法对给定的位置实现运动分析和力分 析 用解析法实现机构的运动学分析 用图解法设计凸轮机构 提交：A1图纸 张，A3图纸 张，计算机源 图纸1张 图纸1张 图纸 图纸 程序1份 设计说明书1份 程序 份，设计说明书 份。
a A4 = a
n A4
+a
n CB
t A4
= a A3 + a
t CBБайду номын сангаас
k A4 A3
+a
r A4 A3
aC = aB + a
+a
量得lpC=17.5mm, 可得C点加速度为aC=µalpC＝-1.75m/s2
牛头刨床
牛头刨床的组成
原动部分：电动机； 传动部分：带轮机构，齿轮机构，曲轴连杆机构， 棘轮机构，螺旋机构； 执行部分：滑枕 ，工作台； 控制部分：离合手柄，变速控制手柄。
牛头刨床外形图及基本参数
牛头刨床主要由床身、滑枕、 刀架、工作台、横梁等组成， 如图所示。因其滑枕和刀架形 似牛头而得名。
牛头刨床外形图 1－工作台2－刀架3－滑枕4－床身5－变速手柄 6－滑枕行程调节柄7－横向进给手柄8－横梁
牛头刨床运动动图
牛头刨床运动简图
依靠四杆机构的连续往复运动来驱动棘爪， 从而实现棘轮的单向间歇运动。实现工作台H
计算
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牛头刨床机构运动分析
高等机构学题目: 牛头刨床机构运动分析院系名称：机械与动力学院专业班级：机械工程学生姓名：学号：学生姓名：学号：学生姓名：学号：指导教师：2015年 12 月 17日目录一问题描述................................................................. - 1 -二运动分析................................................................. - 1 -2.1矢量法构建机构独立位置方程........................................... - 1 -2.2机构速度分析......................................................... - 2 -2.3机构加速度分析....................................................... - 2 -2.4机构运动线图绘制..................................................... - 2 -三总结..................................................................... - 3 -附录一：Matlab程序.......................................................... - 4 -牛头刨床机构运动分析一 问题描述如图1-1所示的牛头刨床机构中，800h mm =，1360h mm =，2120h mm =，200AB l mm =，960CD l mm =，160DE l mm =。
设曲柄以等角速度15/rad s ω=逆时针方向回转，试对其进行运动分析，求出该机构中各从动件的方位角、角速度和角加速度以及各机构的运动线图。
牛头刨床主传动机构运动简图
牛头刨床主传动机构运动简图一、绘制牛头刨床主传动机构运动简图注意事项1.用中心线绘制出机构的两极限位置和曲柄的运动轨迹；2.对机架、原动件、构件编号、运动副进行标示；3.标注曲柄的位置；4.写出比例尺及其单位m/mm；5.在机构运动简图旁写出各构件的长度：l AB；l CD；l DE；l AC；l A到E点运动轨迹的距离；θ或Φ。
二、图解法运动分析注意事项1.速度多边形图和加速度多边形图分别都画在一个图上，并在相应的图旁写出比例尺及其单位，速度多边形图比例尺单位m/s/mm，加速度多边形图比例尺单位m/s2/mm；2.分别写出速度多边形图和加速度多边形图的矢量方程，并分析各矢量的大小和方向，在矢量方程中只写出各矢量的大小和具体方向，分析及计算过程写在设计说明书中。
3.速度多边形图中矢量的起始点和终止点用小写字母p、a、b、c…等表示；加速度多边形图中矢量的起始点和终止点用小写字母p'、a'、b'、c'…等表示。
三、动力分析注意事项1.绘制等效力矩图：在0~360°内绘制出等效阻力矩和等效驱动力矩图，横坐标为曲柄转角，纵坐标为力矩，并写出横坐标和纵坐标比例尺及其单位，横坐标比例尺单位°/mm，纵坐标比例尺单位N·m /mm。
注意在0~φ1和φ2 ~360°之间的等效阻力矩均为零；2.绘制能量指示图：注意应分别写出各盈亏功和ΔW max的大小；3.计算飞轮的转动惯量：写出飞轮转动惯量计算公式中各变量的大小并代入公式中计算出飞轮的转动惯量；注意：动力分析的所有分析与计算过程均写在设计说明书中，图纸上只写出结果。
进给凸轮机构简图一、绘制凸轮机构注意事项1.列表分别计算出推程和回程摆杆至少6个位置转角的大小，远休止和近休止摆杆转角分别为最大摆角和零度。
2.写出比例尺及其单位m/mm；3.摆杆回转中心与凸轮回转中心之间的连线与水平线的夹角为45°（见设计任务书图1）；4.绘制凸轮轮廓线：理论轮廓线为中心线，实际轮廓线以及摆杆和滚子的初始位置均为粗实线，其余辅助线条或圆（圆弧）均为细实线且保留在图纸上，各辅助点用大写字母表示，如：A1、A2、…，B1、B2、…，C1、C2、…等；5.对机架、构件的编号、运动副进行标示；6.标注项目：基圆半径、运动角度、机架中心距、摆杆长度、凸轮的正转和反转方向。
任务1-1-牛头刨床传动机构运动简图测绘PPT课件
【小组活动】
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
1、绘制牛头刨床带传动机构运动简图
（已知小带轮直径：100； 大带轮直径：320；两带轮中心距： 385；V带型号：A1400）
2、绘制牛头刨床导杆传动机构运动简图
（已知滑枕导轨与摆杆转动中心距离为800mm，大斜齿轮转 动中心与摆杆转动中心距离为400mm））
有一个机架 自由度大于零（F>0） 原动件数 =自由度数
拓展学习 【小组活动】
讨论：机构具有确定的相对运动的条件
【教师指导】
由前述可知，只有主动件才能独立运动，从动件是不能独立运动 的。通常每个主动件只有一个独立运动，因此机构具有确定的相 对运动的条件是：机构自由度F>0，且F等于主动件的数目。
主动件的数目不等于机构自由度数，会产生什么结果呢？(参 见右图。)
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
机构运动简图的绘制方法和步骤：
1.找出机架、原动件、从动件、执行件； 2.循着运动传递路线，确定运动副的类型、数量和位置； 3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图； 4.标明机架、原动件和作图比例尺；
μ=构件实际长度（m）/构件图示长度（mm） 5.用简单线条和符号画出机构运动简图。
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【导杆机构参考图】
该机构的构件总数 N=7, 活动构件数n=6, 5个转动副、3个移动 副， 1个高副。
由此可得机构的自由 度数为： F=3n-2PL-PH
=3×6-2×8-1 =1
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
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拓展学习 【小组活动】
讨论：机构具有确定的相对运动的条件
【教师指导】
由前述可知，只有主动件才能独立运动，从动件是不能独立运动 的。通常每个主动件只有一个独立运动，因此机构具有确定的相 对运动的条件是：机构自由度F>0，且F等于主动件的数目。
主动件的数目不等于机构自由度数，会产生什么结果呢？ (参见右图。)
图a)为主动件数小于机构自由度的例子。由于主动件只有一 个，而机构自由度F=3×4-2×5=2，所以，当只给定主动件的位 置角时，从动件2、3、4的位置不能确定(有多解)。因此，当主动 件匀速转动时，从动件2、3、4将随机乱动。
图b)为主动件数大于机构自由度的情形。显然，除非将构件 2拉断，否则不可能同时满足主动件1、3的给定运动。
4、原动件与输出构件之间采用多组完全相同的运动链。
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
例
复
2
5
3局
1
4
7
8
虚
6
8
F＝3n－2PL－PH ＝3 7－2 9 －1 ＝2
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
【小组讨论】 1、计算牛头刨床带传动机构的自由度
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
三、平面机构的自由度
自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置所需 独立坐标数）。
一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。
y
y
x
x
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
1.平面机构自由度的计算公式
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
一、运动副
【督学抽查、归纳小结】
1. 请陈述运动副的概念，并判断以下说法是否正确。
1）两构件直接接触便形成了运动副 2）两构件直接接触形成的可动联接称为运动副 3 ) 两构件以点、线、面相接触则形成运动副 4 ) 能作相对运动的两构件则形成运动副 5 ) 两构件既联接又能作一定的相对运动则形成运动副
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
二、平面机构运动简图的绘制
机构运动简图 表示机构运动特征的一种工程用图
与运动有关的因素：
构件数目 运动副数目及类型 运动副之间的相对位置
表达方式：
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 （不按比例绘制时为机构示意图）
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
机构运动简图的绘制方法和步骤：
1.找出机架、原动件、从动件、执行件； 2.循着运动传递路线，确定运动副的类型、数量和位置； 3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图； 4.标明机架、原动件和作图比例尺；
μ=构件实际长度（m）/构件图示长度（mm） 5.用简单线条和符号画出机构运动简图。
【学生练习】 绘制机构运动简图
唧水机构
缝纫机针杆机构
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
三、平面机构的自由度
【督学抽查、归纳小结】 1. 什么是自由度？一个在平面自由运动的构件有几个自由度？ 2. 什么是约束？举例说明运动副是如何引入约束的？ 3. 请陈述自由度计算公式。
导入：➢昨天我们观察了牛头刨床，了解了牛头刨床
工作原理及各机构的运动，但是如何表达？
项目一 牛头刨床机械传动系统分析 任务1-1 牛头刨床传动机构运动简图测绘
明确任务
➢学习教材相关内容，搜集和整理关于B6050E牛头刨床各传动 机构的信息和资料。
➢本次课的工作任务是：
1、了解运动副、自由度等概念； 2、测绘牛头刨床导杆机构运动简图，计算其自由度； 3、测绘带传动机构运动简图，计算其自由度。
4. 请陈述机构(运动链)具有确定相对运动的条件
5. 自由度计算中应注哪几种特殊情况？
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【教师讲授、分析引导】 自由度计算时对复合铰链、局部自由度、虚约束等几种特殊情 况的处理
1）复合铰链 k个构件(k3)在同一处构成共轴线的转动副。
2 5
3
处理：K个构件同时在一处以转动副相联，它必然
构成（K-1）个转动副。
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例
复
2
3
5
1
6
4
F ＝ 3n－2PL－PH
× ＝ 3 5 －2 6 － 0
＝3
F ＝ 3n－2PL－PH ＝ 3 5 －2 7－ 0 ＝1
√
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2. 平面运动副如何分类？各有何特点？
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【教师讲授】 运动副的画法
补充：机架的画法
1、构件一般用直线或方块表示，亦可用简单的图形表示。 2、转动副用小圆圈表示，小圆圈画在转动副中心位置。 转动副
移动副
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2、计算牛头刨床导杆机构的自由度
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练习1：绘制缝纫机踏板机构运动简图并计算机构自由度
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练习2：如下图简易冲床机构是否具有确定的相对运动？ 如不具备，请提出改进方案。
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1、绘制牛头刨床带传动机构运动简图
（已知小带轮直径：100； 大带轮直径：320；两带轮中心距： 385；V带型号：A1400）
2、绘制牛头刨床导杆传动机构运动简图
（已知滑枕导轨与摆杆转动中心距离为800mm，大斜齿轮转 动中心与摆杆转动中心距离为400mm））
图c)为机构自由度等于0的机构。它的各组成构件之间不可能 存在相对运动，因此这个构件组合是结构而非机构。
请考虑：Ｆ=-k的含义是什么呢？（静不定结构）
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小结：
1、运动副、自由度等概念 2、机构自由度的计算 3、机构运动简图的绘制
作业：
1、见空间 2、预习实验二
星期一实验：实验指导书---实验二
安排：1班星期一5、6节第一批，第二批课外 2班星期一7、8节第一批，第二批课外
请带好实验指导书、绘图工具及草稿纸
【督学抽查、归纳小结】 1. 什么是平面机构运动简图？什么是机构示意图
2. 请陈述绘制机构运动简图的步骤。 3、绘制机构运动简图的比例是如何规定的？
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【教师讲授、分析引导】
例1 绘制颚式破碎机机构运动简图
2
A
B
1
3
D 4 C
【小组活动】
一、运动副
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1、运动副 —— 两个构件直接接触且具有确定相对运 动的联接。
运动副元素——两构件相互接触的点、线、面。
2、平面运动副分类: 低副、高副
｛转动副
面接触、相对转动或相对移动 低副 移动副
点或线接触、沿接触点切线方向相对 移动、绕接触点的转动 高副
主讲：陈慧玲
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【任务1-1】 牛测绘头刨床传动机构运动简图测绘
一、运动副 二、平面机构运动简图的绘制 三、平面机构的自由度 四、测绘牛头刨床工机构运动简图，并计算机构自由度
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【导杆机构参考图】
该机构的构件总数 N=7, 活动构件数n=6, 5个转动副、3个移动 副， 1个高副。
由此可得机构的自由 度数为： F=3n-2PL-PH
=3×6-2×8-1 =1
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约束对独立运动的限制。
运动副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。
（1） 转动副 （2） 移动副 （3）齿轮副
Y
Y
x
0
0
xn
4. 凸轮副
n n
n
约束数 S = 2 约束数 S = 2
约束数 S = 1
平面低副约束数 S = 2 平面高副约束数 S = 1
【教师讲授】运动副的画法
1
1
2
齿轮副
凸轮副
2
2
2
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【教师讲授】运动副的画法 参与形成两个运动副的构件
参与形成三个转动副的构件
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二、平面机构运动简图的绘制
处理：排除。
2
2
1
3
1
5
3
4
F＝3n－2PL－PH ＝3 －3 2 4－ 0 ＝1
4
F＝3n－2PL－PH ＝3 －4 2 －6 0 ＝0