机械设计基础(第五版)讲义1.ppt

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1、1-1 运动副及其分类1-2 平面机构运动简图1-3 平面机构的自由度 习 题,平面机构的自由度和速度分析,1-1 运动副及其分类,一、运动副及其分类,1.运动副的定义,使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。,2.运动副的分类,转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。,a)固定铰链,1-1 运动副及其分类,b)活动铰链,1-1 运动副及其分类,移动副：只允许两构件作相对移动。,1-1 运动副及其分类,高副：两构件以点或线接触而构成的运动副。,凸 轮 副,1-1 运动副及其分类,齿 轮 副,1-1 运动副及其分类,空间运动副,若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空间运动副。,螺

2、旋 副,球 面 副,1-1 运动副及其分类,1.转动副,一、运动副的表示方法,1-2 平面机构运动简图,（a）,（b）,（c）,（d）,两构件组成移动副，其导路必须与相对移动方向一致。,2.移动副,1-2 平面机构运动简图,凸轮、滚子画出其全部轮廓齿轮点划线画出其节圆,3.平面高副,1-2 平面机构运动简图,二、构件的表示方法及分类,1.构件的表示方法,2.构件的分类,固定构件：机架原动件：主动件 从动件,1-2 平面机构运动简图,三、机构运动简图的绘制步骤,分析机构实际构造和运动情况，确定构件的类型和数量,确定运动副的类型和数目,选择恰当的视图,选取比例尺，根据机构尺寸，定出各运动副间的相对

3、位置,绘制出各运动副、机构符号，表示出各机构，完成运动简图,1-2 平面机构运动简图,例1-1 绘制颚式破碎机的机构运动简图,1-2 平面机构运动简图,例1-2 绘制内燃机的机构运动简图,1-2 平面机构运动简图,1-2 平面机构运动简图,自由度：构件相对于参考系的独立运动。,一、自由度,1-3 平面机构的自由度,二、平面运动副对构件的约束,不同运动副对机构自由度的影响,1-3 平面机构的自由度,三、平面机构的自由度,式中：n 活动件个数 PL 低幅个数 PH 高副个数,1-3 平面机构的自由度,例1-3 计算颚式破碎机机构的自由度,1-3 平面机构的自由度,例1-4 计算图示机构的自由度,1

4、-3 平面机构的自由度,三、平面机构具有确定运动的条件,n=2，PL=3，PH=0,n=3，PL=5，PH=0,n=3，PL=4，PH=0,n=4，PL=5，PH=0,1-3 平面机构的自由度,1)F0,讨论：,机构不能动,2)F0，原动件数F,机构运动不确定,3)F0，原动件数F,机构将卡死或损坏,4)F0，原动件数=F,机构具有确定的运动,机构具有确定运动条件：,机构运动的可能性，自由度F0。,机构运动的确定性，自由度F=原动件(主动件)数。,1-3 平面机构的自由度,四、计算平面机构自由度的注意事项,1.复合铰链,活动构件的个数 n=5,计算右图所示机构的自由度,低副均为转动副，则PL=

5、6,没有高副，即PH=0,但是，实际上该机构的自由度应该为1，而不是3。,1-3 平面机构的自由度,复合铰链 两个以上构件同时在一处用转动副相连 接就构成了复合铰链。,1-3 平面机构的自由度,处理方法：K个构件汇交而成的复合铰链具有(K-1)个转动副。,例1-5 计算图示圆盘锯主体机构的自由度,1-3 平面机构的自由度,2.局部自由度,1-3 平面机构的自由度,局部自由度 机构中某些构件所具有的自由度仅与其自 身的局部运动有关，并不影响其他构件的 运动，称为局部自由度或多余自由度。,处理方法：计算自由度时，设想将滚子与安装滚子的构件 焊成一体，视为一个构件。,1-3 平面机构的自由度,3.虚

6、约束,是重复约束或对机构运动不起限制作用的约束，又叫消极约束。,意义：增加构件的刚度、使构件受力均衡；要求制造精度高，加工误差大可能会将虚约束变成实际约束。,处理方法：计算自由度时，应将虚约束去除，将产生虚约束的构件及该构件有关的运动副去除不计。,1-3 平面机构的自由度,虚约束的常见情况,两构件之间组成多个移动副，且其导路互相平行或重合 时，则只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束。,带虚约束的凸轮机构,1-3 平面机构的自由度,两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只有一 个转动副起作用，其余转动副都是虚约束。,带虚约束的曲轴,同轴转动副,1-3 平面机构的自由度,机构中对运动起重复

7、限制作用的对称部分，传递运 动不起独立作用。,带虚约束的行星轮系,1-3 平面机构的自由度,存在一个构件同两个以上构件组成运动副，而其中 任意两个都使该构件运动轨迹相同。,带虚约束的杆机构,1-3 平面机构的自由度,小结：,1-3 平面机构的自由度,1-1 计算大筛机构的自由度，并指出机构运动简图中复 合铰链、局部自由度、虚约束。,习 题,1-2 计算锯木机机构的自由度，并指出机构运动简图中 的复合铰链、局部自由度、虚约束。(书中课后习 题1-6),习 题,1-3 计算图示机构的自由度，并指出机构运动简图中的 复合铰链、局部自由度、虚约束。,习 题,1-4 计算图示机构的自由度，并指出机构运动简图中的 复合铰链、局部自由度、虚约束。,习 题,1-5 计算图示机构的自由度，并指出机构运动简图中的 复合铰链、局部自由度、虚约束。,习 题,1-6 计算图示机构的自由度，并指出机构运动简图中 的复合铰链、局部自由度、虚约束。(与课后习题 1-10类似，简化了一个虚约束),习 题,1-7 计算图示机构的自由度，并指出机构运动简图中的 复合铰链、局部自由度、虚约束。,习 题,F=2，原动件数=2,F=2，原动件数=1,