1、課前須知1-1 平面機構的組成 1-2 運動副及其分類1-3 平面機構的運動簡圖1-4 平面機構的自由度及具有確定運動的條件第一章 平面機構的運動簡圖及自由度計算 2課前須知主要任務：主要任務： 了解機構的組成，搞清運動副、約束和自由度了解機構的組成，搞清運動副、約束和自由度的概念；的概念； 能繪制平面機構運動簡圖；能繪制平面機構運動簡圖； 能計算平面機構自由度；能計算平面機構自由度； 重重 點：點： 平面機構運動簡圖的繪制及自由度的計算。平面機構運動簡圖的繪制及自由度的計算。難難 點：點： 虛約束的判斷。虛約束的判斷。31-1 平面機構的組成一、機構的組成與分類：一、機構的組成與分類：1、機

2、構：機構：是具有確定相對運動的構件的組合。構件：構件：機構中的（最小）運動單元一個或若干個零件剛 性聯接而成。4 平面機構：平面機構：各構件的相對運動平面互相平行 空間機構：空間機構：各構件不完全在同一平面或相互平行的平面內運動。蝸桿傳動蝸桿傳動 四連桿機構四連桿機構一、機構的組成與分類：一、機構的組成與分類：2、機構分類：、機構分類：51-1 平面機構的組成二、自由度二、自由度：1、構件所具有的獨立運動的數目稱為構件的自由度構件的自由度。平面運動的構件有三個自由度。2、對構件獨立運動所施加的限制稱為約束約束。 61-2 運動副及其分類一、運動副一、運動副1、運動副：、運動副： 使兩構件直接接

3、觸并能產生一定相對運動的可動聯接。 2、運動副三要素：、運動副三要素：兩構件直接接觸：點、線、面有相對運動7二、運動副分類：二、運動副分類：1、按引進的約束數目分類、按引進的約束數目分類2、按兩構件的接觸情況分類、按兩構件的接觸情況分類3、按兩構件的相對運動分類、按兩構件的相對運動分類 4、按運動狀態分類、按運動狀態分類 1-2 運動副及其分類81-3 平面機構的運動簡圖一、基本知識：一、基本知識：任何一個機構都是有若干構件組成。這些構件可分三類： 原動件：原動件：機構中作用有驅動力或力矩的構件； 機架：機架：機構中固結于參考系的構件； 從動件：從動件：機構中除了原動件和機架以外的構件。在任何

4、一個機構中，必須有一個、也必須只能有一個構件作機架；在可動構件中必須有一個或幾個構件為原動件。認識機構中的構件認識機構中的構件9二、機構運動簡圖：二、機構運動簡圖：1-3 平面機構的運動簡圖按比例，用特定的符號和線條，簡明表示機構各構件之間相對運動關系的圖形。1、運動簡圖中常見的運動副和構件的表示、運動簡圖中常見的運動副和構件的表示（1）、運動副的符號）、運動副的符號（2）、構件（桿）：）、構件（桿）：2、繪機構運動簡圖的步驟、繪機構運動簡圖的步驟3、例題：繪制顎式破碎機的機構運動簡圖、例題：繪制顎式破碎機的機構運動簡圖4 4、思考題、思考題 內燃機機構運動簡圖繪制內燃機機構運動簡圖繪制101

5、-4 平面機構的自由度及具有確定運動的條件一、平面機構的自由度一、平面機構的自由度1、機構的自由度、機構的自由度機構中活動構件相對于機架所具有的獨立運動的數目。2、平面機構的自由度的計算公式、平面機構的自由度的計算公式已知：已知： n n個活動構件個活動構件 自由度為自由度為3n3n。 P PL個低副限制個低副限制 2P2PL L個自由度個自由度 P PH H個高副限制個高副限制 P PH H 個自由度個自由度機構自由度數活動構件的自由度數引入運動副減少的自由度數F = 3n- 2PF = 3n- 2PL-P-PHF F即：113、例（、例（1）：）：求顎式碎礦機機構自由度。【解【解】活動構件

6、數n3由圖可知：低副數PL4高副數PH0故故F = 3n- 2PF = 3n- 2PL-P-PH3 33 32 24 40 01 1一、平面機構的自由度一、平面機構的自由度12二、機構具有確定運動的條件二、機構具有確定運動的條件1-4 平面機構的自由度及具有確定運動的條件1、什么是確定運動？、什么是確定運動？ 分析兩個桿系機構的運動： ab機構在什么條件下才能具有確定運動呢？13機構在什么條件下才能具有確定運動呢？ b圖圖 F = 3n- 2PL-PH332401 由此見，機構自由度為1時，需要1個原動件，機構自由度為2時，需要2個原動件，即機構具有確定運動的條件即：機構的原動件（主動件）數目

7、必須等于機構的自由度。計算自由度：計算自由度： a圖圖 F = 3n- 2PL-PH3425022、機構具有確定運動的條件：機構的自由度數=機構的原動件數二、機構具有確定運動的條件二、機構具有確定運動的條件14F0F0：構件間無相對運動，不成為機構。F0F0：分析：分析：原動件數=F運動確定原動件數F機構破壞3、機構具有確定運動與機構自由度的關系：二、機構具有確定運動的條件二、機構具有確定運動的條件15例（例（2）：）：如圖所示為一六桿機構。要求計算其自由度。【解【解】由圖可知：低副數PL6高副數PH0故故F = 3n- 2PF = 3n- 2PL-P-PH3 35 52 26 60 03 3

8、活動構件數n5計算機構自由度時應注意的問題3、機構具有確定運動與機構自由度的關系：16三、計算機構自由度時應注意的問題三、計算機構自由度時應注意的問題1-4 平面機構的自由度及具有確定運動的條件1.1.復合鉸鏈：復合鉸鏈： 三個或三個以上個構件在同一條軸線上形成的轉動副。三個或三個以上個構件在同一條軸線上形成的轉動副。由由m m個構件組成的復合鉸鏈包含的轉動副數目應為個構件組成的復合鉸鏈包含的轉動副數目應為（m-1m-1）個個 例題例題17例（例（2）：）：如圖所示為一六桿機構。要求計算其自由度。【解【解】由圖可知：低副數PL7高副數PH0故故F = 3n- 2PF = 3n- 2PL-P-P

9、H3 35 52 27 70 01 1活動構件數n5三、計算機構自由度時應注意的問題三、計算機構自由度時應注意的問題182 2、局部自由度、局部自由度: :與輸出件運動無關的自由度，計算機構自由度時可刪除。與輸出件運動無關的自由度，計算機構自由度時可刪除。錯誤：錯誤：21323323HLPPnF11222323HLPPnF三、計算機構自由度時應注意的問題三、計算機構自由度時應注意的問題正確：正確：193 3、虛約束：、虛約束：重復而不起獨立限制作用的約束稱為虛約束虛約束。計算機構的自由度時，虛約束應除去不計。虛約束常出現的形式有以下幾種：a) 軌跡重合的虛約束b) 轉動副軸線重合的虛約束c)

10、移動副導路平行的虛約束d) 機構對稱部分的虛約束三、計算機構自由度時應注意的問題三、計算機構自由度時應注意的問題20五、例題：五、例題：計算圖示機構的自由度，并指出復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。 1-4 平面機構的自由度及具有確定運動的條件解：7n21927323HLPPnF9LP1HP21習題：計算下列機構自由度局部自由度復合鉸鏈虛約束n=8Pl=11Ph=1F=122局部自由度復合鉸鏈虛約束n=9Pl=12Ph=2題二F=1231、按引進的約束數目分類、按引進的約束數目分類引進一個約束的運動副稱為級副級副引進兩個約束的運動副稱為級副級副依次有:級副級副 級副級副 級副級副242、按兩構件的

11、接觸情況分類、按兩構件的接觸情況分類 限制一個自由度（一個移動），保留兩個自由度（一個移動，一個轉動）。（1）、高副：）、高副：兩構件通過點或線接觸組成的運動副稱為高副。 凸輪高副凸輪高副平面高副平面高副齒輪高副齒輪高副 252、按兩構件的接觸情況分類、按兩構件的接觸情況分類（2）、低副：）、低副： 兩構件通過面接觸而構成的運動副。根據兩構件間的相對運動形式，可分為轉動副和移動副。轉動副 （或鉸鏈）：兩構件只能在一個平面內作相對轉動。 限制兩個自由度（兩個移動）、保留一個自由度（轉動）。固定鉸鏈活動鉸鏈26（2）、低副：）、低副：移動副：兩構件只能沿某一方向線作相對移動的運動副。27可分為轉動

12、副（鉸鏈）、移動副、螺旋副和球面副（如圖所示）。 轉動副移動副螺旋低副球面低副3、按兩構件的相對運動分類、按兩構件的相對運動分類284、按運動狀態分類、按運動狀態分類可以分為平面運動副和空間運動副。凡是兩構件運動平面相互平行的運動副稱為平面運動副。而運動平面不互相平行的稱為空間運動副。29（1）、運動副的符號）、運動副的符號轉動副：轉動副：移動副：移動副：齒輪副：齒輪副：凸輪副：凸輪副：30（2）、構件（桿）：）、構件（桿）：31(mm)mm圖示長度實際長度l1）分析機構，觀察相對運動，數清所有構件的數目；2）確定所有運動副的類型和數目；3）選擇合理的位置（即能充分反映機構的特性）；4）確定比

13、例尺；5）用規定的符號和線條繪制成簡圖。（從原動件開始畫)）2、繪機構運動簡圖的步驟、繪機構運動簡圖的步驟323、例題：繪制顎式破碎機的機構運動簡圖、例題：繪制顎式破碎機的機構運動簡圖 如圖為顎式破碎機。當曲軸2繞其軸心O連續轉動時，動顎板3作往復擺動，從而將處于動顎板3和固定顎板6之間的礦石7軋碎。試繪制此碎礦機的機構運動簡圖。4肘板2曲軸1飛輪3動鄂板5機架6固定鄂板電機33【解】【解】（1）運動分析）運動分析曲軸2于機架5在O點構成轉動副曲軸2與動顎板3也構成轉動副，其軸心在A點肘板4分別與動顎板3和機架5在B、C兩點構成轉動副。3、例題：繪制顎式破碎機的機構運動簡圖、例題：繪制顎式破碎

14、機的機構運動簡圖機器組成：l 構件1為固裝于曲軸2上的飛輪l 曲軸2l動顎板3、肘桿4l機架：5l 固定顎板6固定安裝在機架上運動副構成：34【解】【解】（1）運動分析）運動分析3、例題：繪制顎式破碎機的機構運動簡圖、例題：繪制顎式破碎機的機構運動簡圖運動傳遞：電機電機皮帶皮帶曲軸曲軸動鄂動鄂肘板肘板機構組成：原動件：曲軸2從動件：動顎板3、擺桿4 機架：5曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構35【解【解】3、例題：繪制顎式破碎機的機構運動簡圖、例題：繪制顎式破碎機的機構運動簡圖步驟： 按圖量取尺寸; 選取合適的比例尺; 確定O、A、B、C四個轉動副的 位置; 即可繪制出機構運動簡圖; 最后標出原動件的轉動方向。（由圖知：O、C在同一垂直線上。量取OA = 3mm，AB=25m