第一章平面机构的-PPT课件

§1-2 运动副、运动链和机构
机构是传递运动和力或者导引构件上的 点按给定轨迹运动的机械装置。机构的 组成要素为构件和运动副 1、构件machine member 2、运动副 kinematic pair 3、运动链 kinematic chain 4、机构 mechanism （区分运动链和机 构）
构件间可以通过点、线、面接触构成运动副。 运动副元素的几何形状决定了两构件的相对运动形 式。
根据构成运动副的两构件的接触情况进行 分类：

凡是以面接触的运动副称为低副(low pair)， 而以点或线相接触的运动副称为高副(high pair)
根据构成运动副的两构件的运动情况进行 分类：

棘 轮 机 构
机构的运动简图
例题一：绘制图示颚式破碎机的机构运动简图
分析：该机构有6个构件和7个转动副。
6
1
5 4
2
3
机构的运动简图
例题二：绘制图示偏心泵传动机构的运动简图
3 2
1
4
作者：潘存云教授
偏心泵
例题三：绘制图示冲床传动机构的运动简图 机构的运动简图 分析: 原动件,绕固定中心A转动的菱形盘1,与滑块2在B点铰接 滑块2推动拨叉3绕固定轴C转动，拨叉3与圆盘4为同一 构件. 当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动。 C D 4 A 1 3
绘制机构运动简图



思 路： 先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，绘制示意图。 3）按比例绘制运动简图。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。
若干个构件通过运动副联结组成的构件系统称为 运动链。
★ 闭链: 运动链 的各构件构成首 尾封闭的系统。
★ 开链: 运动 链的各构件未 构成首尾封闭 的系统。
作者：潘存云教授
运动链


平面运动链(Planar kinematic chain): 各 构件间的相对运动为平面运动的运动链。 空间运动链(Spatial kinematic chain): 各构件间的相对运动为空间运动的运动链 。
主要内容

§1-1 研究平面机构结构目的 §1-2 运动副、运动链和机构 §1-3 平面机构运动简图 §1-4 平面机构的自由度 §1-5 平面机构的组成原理和结构分析
§1-1 研究平面机构结构目的




探讨机构运动的可能性和具有确定运动 的条件 研究机构的组成原理，并根据结构特点 对机构进行分类 合理设计机构和创造新机构，了解构建 机构的规律 正确绘制机构运动简图和机构示意图

构件


从制造加工角度：机械由零件组成 零件(component)——独立制造单元体 从运动和功能实现角度： 构件——独立运动的单元体
内燃机连杆
套筒 内燃机 连杆 螺栓 垫圈 螺母
连杆体
轴瓦ຫໍສະໝຸດ Baidu
连杆盖
在机构中，每个构件都是以一定的方式 与其它构件相互联接 。
运动副


运动副：(两构件直接接触并) 能产生相对运动的联接(joint)。 运动副元素: (两个构件直接接触构成运 动副的)几何元素（点、线、面）。

1）影响机械运动的因素：
2）不影响机构运动的因素：
原动件的运动规律； 运动副类型； 构件的尺寸。

构件的外形尺寸；断面形状； 运动副的具体构造。

机构运动简图：表明机构结构和运动特 征的简单图形
平面机构运动简图


用简单的线条和符号代表构件和运动副， 并按比例定出各运动副位置，表示机构 的运动关系。这样绘制出的简明图形就 称为机构运动简图。 为了表示机构的结构情况，不严格按比 例绘制的机构简图，称为机构示意图。
平面运动副(planar pair)， 空间运动副(spatial pair)
螺旋副 screw pair orhelical pair
球面副 spherical pair
自由度(Degree of Freedom or d.o.f.)


可能出现的独立运动的数目称为自由度。
一个自由构件作平面运动时有三个独立运动的 可能性。 平面运动构件有三个自由度。 空间运动构件有六个自由度？


运动副的约束(constraint)

两构件间的运动副所起的作用是限制构件间的 相对运动，这种限制作用称为约束。平面低副 的约束数为2，自由度为1。
转动副 revolute pair
移动副 prismatic pair
运动副的约束(constraint)

平面高副的约束数为１，自由度为2。
运动链(Kinematic Chain):
构件的表示方法：
轴、杆
固定件
机架 :

低副

高副
3 机构运动简图中常用的规定符号（GB4460－84）
在 机 架 上 的 电 机 带 传 动 齿 轮 齿 条 传 动 圆 锥 齿 轮 传 动
链 传 动
圆柱 蜗杆 蜗轮 传动
外啮 合圆 柱齿 轮传 动
凸 轮 传 动
内啮 合圆 柱齿 轮传 动
空间运动链
机构




在运动链中将一构件加以固定作为机架 或参考构件, 并给定另外一个或少数几个 构件的运动规律，则运动链便成为机构 有确定运动的运动链 机构的组成： 机构＝机架＋原动件＋从动件
其余可动的构件 机构中固定不动构件 按给定运动规律运动的构件
§1-3 平面机构运动简图 kinematic sketch of planar mechanism
第一章 平面机构的结构分析
Chapter 1 Structure Analysisi of Planar Mechanism
了解机构的组成，运动副、运动链、约束和自由度等基 本概念；能绘制常用机构的机构运动简图；能计算平面
重点：运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、
难点：机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理
B
2
5
E 6
• 例3:绘制机构运动简图
7 6 E 4 H 5 D 3 I C 2
F 8
插齿机
G B
1
A
§ 1-4 平面机构的自由度
1.4.1 平面机构自由度计算 一个平面机构有K个构件，活动件个数 n=K-1；这些活动构件在未组成运动副 前总共有3 n个自由度，组成运动副后， 自由度将减少。 若机构中有PL个低副和PH个高副，则机 构的自由度F为: