1 运动副及其分类,第三章 平面机构的运动简图与自由度计算,2平面机构的运动简图,3 平面机构的自由度,重 点 运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、 机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。,概述,研究机构结构的目的： （1）探讨机构运动的可能性及其具有确定运动的条件 （2）对复杂机构进行结构分析，以便较透彻地了解机构的结构特点,平面机构所有构件都在相互平行的平面内 运动的机构,运动副: 两构件直接接触并能产生一定相对 运动的可动联接 接触形式: 点、线、面,1 运动副及其分类,运动副的分类：高副 低副,回转副：组成运动副的两构件只能在一个平面内 转动。（铰链）,移动副：组成运动副的两构件只能沿某一轴线 相对移动。,1.低副 特点：面接触、 相对转动或相对移动回转副（转动副） 移动副,c),齿轮副,凸轮副,2 高副 两构件通过点或线接触组成的运动副,高副,运动链: 若干构件通过运动副联接而成的可动系统,机构中构件的分类：1、机架（描述运动的参考系）2、原动件（运动规律已知的构件）3、从动件,若将运动链中的一个构件相对固定，运动链则成为机构。,机构各部分的运动，取决于： 原动件的运动规律、各运动副的类型、机构的运动尺寸(确定各运动副相对位置的尺寸) 机构运动简图: （表示机构运动特征的一种工程用图） 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 与原机械具有完全相同的运动特性,一. 概述,2 平面机构的运动简图,二.构件的表示方法,杆、轴类构件 机架 同一构件 两副构件 三副构件,三、运动副的表示方法,转动副 移动副 高副（齿轮副、凸轮副）,四、机构运动简图的绘制方法,步骤： 分析机构的运动(确定构件数目及原动件、输出构件) 各构件间构成何种运动副？ 选定比例尺、投影面，确定原动件某一位置，按规 定符号绘制运动简图 标明机架、原动件和作图比例尺 绘制路线：原动件中间传动件 输出构件 观察重点：各构件间构成的运动副类型,五. 例题： 内燃机,一、平面机构自由度的计算,1.平面运动构件的自由度 (构件可能出现的独立运动),与其它构件未用运动副连接之前：F=3,用运动副与其它构件连接后, 运动副引入约束, 原自由度减少,3 平面机构的自由度,2. 平面运动副引入的约束R (对独立的运动所加的限制),R=2,R=2,R=1,结论 平面低副引入2个约束 平面高副引入1个约束,3 .平面机构自由度计算公式,设：机构共有N个构件活动构件数：n=N-1低副数： PL高副数： PH,未连接前总自由度：,3n,连接后引入的总约束数：,2PL+PH,机构自由度F：,F=3n-(2PL+PH),机构的自由度取决于该机构的活动构件数目，低副的数目和高副的数目。,机构具有确定运动的条件：1. F0，F为原动件数2. F= 原动件数目即机构的自由度等于原动件数目,二.机构具有确定运动的条件的自由度：,F=3n-2PL-PH,三.计算平面机构自由度的注意事项,m个构件(m3)在同一处构成共轴线的转动副， 形成(m-1)个低副。,要正确计算运动副数目,1复合铰链：,(3-1)个铰链,2 局部自由度：,应去掉！,机构中会出现这样一类的自由度，它的存在与否 都不影响整个机构的运动规律。, 两个构件组成多个轴线重合的转动副或组成多个方向一致 的移动副时，只需考虑其中一处的约束，其余的均为虚约束。,3.虚约束,应去掉！,目的：为了改善构件的受力情况,机构中对传递运动不起独立作用的对称部分,在该机构中，齿轮3是齿轮2的对称部分，为虚约束 计算时应将齿轮3及其引入的约束去掉来计算 同理，将齿轮2当作虚约束去掉，完全一样 目的：为了改善构件的受力情况,两构件某两点之间的距离在运动中保持不变时,应用实例,两个构件在多处接触构成平面高副,且各接触点处公法线彼此重合,只有一个平面高副起作用,其余是虚约束。,A,A,例题分析,例: 计算图示机构的自由度， 并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。,