1、第二章第二章 平面機構的運動簡圖及自在度平面機構的運動簡圖及自在度學習要求：學習要求：1 1了解機構的組成，掌握各種平面運動副的普通表示了解機構的組成，掌握各種平面運動副的普通表示方法，能看懂平面機構運動簡圖。初步掌握將實踐機構繪方法，能看懂平面機構運動簡圖。初步掌握將實踐機構繪制成機構運動簡圖的技藝。制成機構運動簡圖的技藝。2 2能識別平面機構運動簡圖中的復合鉸鏈、部分自在能識別平面機構運動簡圖中的復合鉸鏈、部分自在度和虛約束，會運用公式計算平面機構的自在度并判別其度和虛約束，會運用公式計算平面機構的自在度并判別其運動能否確定。運動能否確定。重點：重點：1 1平面機構自在度的計算。平面機構自

2、在度的計算。( (什么是復合鉸鏈、部分什么是復合鉸鏈、部分自在度和虛約束？如何判別？自在度和虛約束？如何判別？2 2機構具有確定運動的條件。當不滿足此條件時，會機構具有確定運動的條件。當不滿足此條件時，會出現什么情況？出現什么情況？2-1 2-1 運動副及其分類運動副及其分類平面機構一切構件都在同一平面或相互平行的平面內運動的機構。一、運動副及分類運動副使兩構件直接接觸并產生一定相對運動的銜接稱為運動副。運動副的類型：按接觸方式，運動副分為：1.低副 兩構件經過面接觸組成的運動副。1轉動副回轉副、鉸鏈：組成運動副的兩構件只能在一個平面內作相對轉動。固定鉸鏈其中一個構件是固定的。活動鉸鏈兩構件都

3、是活動的。2挪動副：組成運動副的兩構件只能沿某不斷線作相對挪動。2.高副 兩構件經過點、線接觸組成的運動副。高副的承載才干差，但能傳送較復雜的運動。空間運動副： 球面副 螺旋副二、構件的分類二、構件的分類按運動性質，構件分為：按運動性質，構件分為：1.1.固定件機架固定件機架用來支乘活動構件的構件，相對于參考系是靜止不動用來支乘活動構件的構件，相對于參考系是靜止不動的的2.2.原動件自動件原動件自動件動力所作用的構件，其運動規律知的活動構件。動力所作用的構件，其運動規律知的活動構件。3.3.從動件輸出構件從動件輸出構件隨自動件運動而運動的其他構件。隨自動件運動而運動的其他構件。一、平面機構運動

4、簡圖的概念一、平面機構運動簡圖的概念不思索那些與運動無關的要素構件的外形、不思索那些與運動無關的要素構件的外形、詳細構造、組成構件的零件數目等，只闡明機詳細構造、組成構件的零件數目等，只闡明機構中各構件的相對運動關系的簡單圖形，稱為機構中各構件的相對運動關系的簡單圖形，稱為機構運動簡圖。構運動簡圖。2-2 2-2 平面機構的運動簡圖平面機構的運動簡圖二、平面機構運動簡圖的繪制二、平面機構運動簡圖的繪制1.1.構件和運動副的表示構件和運動副的表示1 1轉動副轉動副 小圓的圓心必需與回轉軸線重合小圓的圓心必需與回轉軸線重合2122112挪動副211222111221（導槽）（導桿）( 滑塊） 滑塊

5、、導槽、導桿的導路必需與相對挪動方向一致3高副 表示出接觸處的曲線外形，其曲率中心須與實踐輪廓一樣22114組合表示一個構件，兩個回轉副。 一個構件，一個回轉副、一個挪動副一個構件，三個轉動副一個構件，兩個挪動副=2.運動簡圖的繪制方法和步驟1根據機械的功能分析機械的組成和運動情況，認清固定件、自動件和從動件。2從自動件開場，按照運動的傳送順序，分析各構件之間相對運動的性質，從而確定構件的數目及運動副的種類和數目。3選擇適當的比例，定出各運動副的相對位置，用構件和運動副的規定符號繪制出機構運動簡圖。例：繪制沖床的機構運動簡圖。例：繪制沖床的機構運動簡圖。例：繪制內燃機的機構運動簡圖。例：繪制內

6、燃機的機構運動簡圖。例：繪制機構運動簡圖。例：繪制機構運動簡圖。例：繪制機構運動簡圖。例：繪制機構運動簡圖。例：繪制機構運動簡圖。例：繪制機構運動簡圖。例：繪制沖床機構的運動簡圖。一個作平面運動的自在構件具有三個自在度。2-3 2-3 平面機構的自在度平面機構的自在度一、機構的自在度一、機構的自在度1.1.自在度及約束自在度及約束 自在度自在度機構或構件所具有的獨立運動參數的數機構或構件所具有的獨立運動參數的數目。目。 約束約束對獨立運動的限制。對獨立運動的限制。2.平面機構自在度計算構件組成運動副后，其獨立運動遭到約束，自在度將減少。挪動副：引入兩個約束一個挪動、一個轉動轉動副：引入兩個約束

7、兩個挪動高副：引入一個約束，有兩個自在度，轉動 + 挪動。自在度計算公式： F=3n-2PL-PH式中：n活動構件的數目。 PL 低副的數目。 PH 高副數。 例：計算圖中機構的自在度。例：計算圖中機構的自在度。 解：解：n=5， PL=7 ，PH=0F=3n-2PLPH=35-27-0=1二、機構具有確定運動的條件 F=0或F0，是靜定超靜定桁架。 F0，當F自動件數目時，運動不確定。 當F自動件數目時，不能運動。機構具有確定運動的條件： F0且當F=自動件數目。三、計算自在度時應留意的問題1.復合鉸鏈兩個以上的構件在同一處用轉動副銜接。 123123k個構件用復合鉸鏈銜接， 那么轉動副數目

8、為:k-1)例：計算圓盤鋸主體機構的自在度。例：計算圓盤鋸主體機構的自在度。解：解：n=7,A、B、C、D處有復合鉸鏈，處有復合鉸鏈， PL=10F=3n-2 PL-PH=37-210-0=12.部分自在度與整個機構運動無關的自在度即多余的。 計算時，應排除部分自在度。常見于凸輪機構滾子從動件以及類似將滑動摩擦變為滾動摩擦的情況中。3.虛約束對機構的運動不產生實踐約束效果的反復約束。計算時，應除取虛約束包括有關的構件及運動副虛約束常見于以下情況：1兩構件之間構成多個導路平行的挪動副。11 ( 虛 約 束 ）( 虛 約 束 ）1 H G2兩構件間構成多個軸線重合的轉動副。3兩構件間構成多個高副。

9、( 虛約束）1帶虛約束的曲軸4軌跡重合平行四邊形機構( 虛 約 束 ）5機構中對運動不起獨立作用的對稱部分。帶虛約束的行星輪系例：計算自在度。例：計算自在度。解：解：ABCDE有兩處虛約束、C處存在部分自在度。 n=4，PL=4，PH=2 F=3n-2PLPH=34-24-2=27 7A AC C1 12B B3 3D DE EF FG GH HI I4 45 56 6部分自在度部分自在度虛約束虛約束118263231;8;6HHLPPnFPPnL解：解：例：求圖示機構的自在度。例：求圖示機構的自在度。并判別機構有無確定的運動。解：n=7，PL=9，PH=1 F=3n-2PLPH=37-29-1=2F=自動件數目，所以，有確定運動。例：圖示為簡易沖床設計方案，畫出機構運動簡圖并例：圖示為簡易沖床設計方案，畫出機構運動簡圖并分析其能否運動，設法矯正錯誤。分析其能否運動，設法矯正錯誤。解：繪制簡圖解：繪制簡圖計算自在度計算自在度 n=3，PL=4，PH=1。 F=3n2PLPH =33241 = 0該構件組合不能運動該構件組合不能運動. a 修正，使F=1方案1：在機構的適當位置添加一個活動構件和一個低副，添加一個自在度3-2=1。b d 方案2：在機構的適當位置用一個高副替代