本章内容本章内容u2-1平面机构的组成 u2-2平面机构运动简图 u2-3平面机构的自由度及其具有确定运动 的条件第二章 平面机构一.构件：构件是机器中运动的单元零件是加工制造的单元。n由一个或几个零件组合而成的刚性结构。2-1 2-1 平面机构的组成平面机构的组成 分类一.构件：固定件（机架）：用来支承活动构件的构件。原动件（主动件）：机构中按给定的运动规律运动的构件。从动件：机构中随原动件的运动而运动的其它活动构件。2-1 2-1 平面机构的组成平面机构的组成一个自由刚体在平面的运动有哪些？ 水平垂直转动自由度：具有独立运动的数目二二. .运动副及其对构件相对运动的约束运动副及其对构件相对运动的约束一个作平面运动的自由构件有三个自由度。运动副：两构件直接接触而又能产生相对运动的 可动联接运动副元素：每个接触表面：点、线、面。运动副的破坏：若该两表面不再接触，则此运 动副就随之而消失二二. .运动副及其对构件相对运动的约束运动副及其对构件相对运动的约束运动副的分类:n按接触情况分：低副(面)、高副(点、线)n按相对运动分：转动副（回转副、铰链）、 移动副、螺旋副、球面副等n按运动空间分：平面运动副、空间运动副二二. .运动副及其对构件相对运动的约束运动副及其对构件相对运动的约束n低副：转动副、移动副不同运动副对机构自由度的影响:转动副：限制两个移动；移动副：限制一个移动和一个 转动。低副：减少两个自由度二二. .运动副及其对构件相对运动的约束运动副及其对构件相对运动的约束高副：减少一个自由度。n高副二二. .运动副及其对构件相对运动的约束运动副及其对构件相对运动的约束 按组成机构的各构件之间的相对运动是平面运动还是 空间运动分： 平面机构各构件的运动平面相互平行空间机构各构件不在平行平面内运动三三. .机构机构按组成机构的各构件之间的运动副分： 低副机构所有运动副都是低副 高副机构机构中具有高副2-22-2平面机构运动简图平面机构运动简图一.机构运动简图：n定义：用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件， 并按一定比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出表示机构的 简明图形。它与原机械具有完全相同的运动特性。n机构示意图：没严格按比例绘制的简图。n用途：分析现有机械，构思设计新机械。二、运动副和构件的表示方法二、运动副和构件的表示方法转动副：移动副：1、运动副的符号二、运动副和构件的表示方法二、运动副和构件的表示方法1、运动副的符号齿轮副：凸轮副：二、运动副和构件的表示方法二、运动副和构件的表示方法1、构件的符号三三. .平面机构运动简图的绘制方法平面机构运动简图的绘制方法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；5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动 件开始画)）例题例题 例2-1 简式破碎机例题例题例2-2 牛头刨床 简易牛头刨床2-3 2-3 平面机构的自由度及其具有确定运平面机构的自由度及其具有确定运 动的条件动的条件一.平面机构自由度的计算 活动构件数目F=3n低副的数目-2PL高副的数目-PH例例2-12-1 铰链四杆机构铰链四杆机构F=3n-2PL-PH=3X3-2X4-0=1例例2-22-2 简式破碎机简式破碎机F=3n-2PL-PH=3X3-2X4-0=1例例2-32-3 牛头刨床牛头刨床F=3n-2PL-PH=3X6-2X8-1=1二、机构具有确定运动的条件二、机构具有确定运动的条件Fa=3n-2PL-PH=3X2-2X3-0=0不能动(静定结构)Fb= 3n-2PL-PH=3X3-2X5-0=-1不能动（超静定结构）F0 机构不能运动三杆机构 二、机构具有确定运动的条件二、机构具有确定运动的条件F= 3n-2PL-PH=3X3-2X4-0=1F0 原动件数=F：确定运动 原动件数F: 机构被破坏四杆机构 二、机构具有确定运动的条件二、机构具有确定运动的条件F= 3n-2PL-PH=3X4-2X5-0=2F0 原动件数=F：确定运动 原动件数0,原动件数=F，运动确定原动件数F，机构破坏例例1 1 简式破碎机简式破碎机F0,原动件数=F,运动是确定的F=3n-2PL-PH=3X3-2X4-0=1三、计算计算平面机构自由度的注意事项锯床进给机构F=3n-2PL-PH=3X7-2X6-0=9复合铰链：两个以上的构件在同一处用转动副联接，便形成复合铰链 三、计算计算平面机构自由度的注意事项复合铰链运动副的计算方法： k个构件形成的复合铰链的实际转动副 数目为(k-1)F=3n-2PL-PH=37-2 (24+2)=1三、计算计算平面机构自由度的注意事项锯床进给机构局部自由度 局部自由度：与整个机构运 动无关的局部运动的自由度 处理局部自由度的方法:将局部自由度除去不计说明：局部自由度虽然不影响整个机械的运 动，但可将滑动摩擦变为滚动摩擦，从而大 大减轻磨损，在实际机器当中经常采用。F=3n-2PL-PH=33-23-1=2F=3n-2PL-PH=32-22-1=1虚约束 机车车轮联动机构 动画虚约束动画F=3n-2PL-PH=3X4-2X6-0=0对运动不起独立限制作 用的约束称为虚约束处理虚约束：剔除不计虚约束F=3n-2PL-PH=3X3-2X4-0=1 机车车轮联动机构 动画平面机构虚约束常见情况处理方法序 号 虚约束出现的场合 举 例 消除办法 1重复轨迹两构件用回转副相 联的联接点各自的轨 迹在联接前后重合(距 离保持恒定)，存在虚 约束 将含有虚约束的 构件和其引入的运 动去掉（如图中的 构件5、回转副E、F ） 2重复移动副两构件组成多个导 路平行或重合的移动 副时，存在虚约束 只算一个移动副D ，其余的移动副（ D）都视为虚约束 去掉序 号 虚约束出现的场合 举 例 消除办法 3重复回转副两构件组成多个轴 线重合的回转副时， 存在虚约束 只算一个回转副B ，其余的回转副（ 如B）都视为虚约 束去掉 4重复高副两构件组成多个接 触处公法线彼此重合 平面高副时，存在虚 约束 只算一个平面高 副A，其余的平面高 副(如A)都视为虚 约束去掉 平面机构虚约束常见情况处理方法序 号 虚约束出现的场合 举 例 消除办法 5重复结构对机构传递运动不 起独立作用的重复部 分，存在虚约束 只有一个构件2参 与运动的传递，其 余的对称结构不计 （如图中的齿轮2 ） 平面机构虚约束常见情况处理方法1.采用虚约束是为了改善构件的受力情况；传递 较大功率；或满足某种特殊需要。2.机构中的虚约束都是在一定的几何条件下出现 的，如果这些几何条件不满足，则虚约束将变 成有效约束，而使机构不能运动。3.在设计机械时，若为了某种需要而必须使用虚 约束时，则必须严格保证设计、加工、装配的 精度，以满足虚约束所需的几何条件。虚约束总结:例 大筛机构F=3n-2PL-PH=3X7-2X9-1=2