机械设计基础 第01章 平面机构自由度

第一章平面机构的自由度1.1平面机构的运动简图机构运动简图表示的主要内容是：运动副的类型和数目及运动尺寸。用途：主要用于图解法求解机构上点的轨迹、位移、速度和加速度，它可以简明的表达一部复杂机器的运动原理。§1-2机构运动简图机构运动简图：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运动特性。功用：–现有机械分析–新机械总体方案的设计二、运动简图的绘制分析机械的动作原理、组成情况和运动情况；沿着运动传递路线，分析两构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目；适当地选择运动简图的视图平面。选择适当比例尺，绘制机构运动简图。构件：组成机械的各个运动单元，如汽车的车轮，车窗的主轴等组合件。即使是同类构件，形状也是多样的，但影响机构运动规律的只有一种尺寸，称为运动尺寸，通常以运动尺寸和相应符号来表示构件。运动尺寸：构件上决定机构运动规律的尺寸或轮廓尺寸。回转副的表示方法，凸轮的表示方法，为理论廓线齿轮副的表示方法。为节圆1．1．1构件的表示方法：颚式破碎机间歇定距输送机构机构运动简图的绘制步骤：（1）分析机构的组成，判定该机构的机架、原动件和从动件，并示出原动件的运动方向。（2）判定机构中各构件的运动尺寸和运动副的类型。（3）合理的选择投影面，以便将运动简图表示清楚，并确定比例尺（4）按比例关系用运动尺寸及运动副符号绘出机构运动简图。1．1．2机构运动简图的绘制机构示意图：运动尺寸不按比例绘制的简图。它只能表达机构的运动特征。例1-1例1-2运动链：几个构件以运动副的形式联接而成的系统机构：将运动链的一个构件固定为机架，其余的一个或一个以上做独立运动时，如果运动链作确定的运动。该运动链变称为机构。8．2．1平面机构的自由度计算自由度：决定机构具有确定运动的独立参数称为自由度。F=3n-2PL-PH1．2平面机构的自由度1.2．2机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件（1）自由度数F〉0（2）原动件数等于计算自由度数1．复合铰链2．局部自由度3．虚约束（1）两构件间形成多个相同作用的运动副（2）两构件上两点间的距离始终保持不变（3）功能和尺寸完全相同的构件，只有一组起独立传递运动的作用。1．2．3计算平面机构自由度的注意事项例1-4判定活动构件数（1）判定运动副（2）计算自由度例8-5（1）活动构件数n=5（2）运动副数：低副5，高副4（3）自由度F=1速度瞬心及其应用1、速度瞬心的概念;2、速度瞬心数目;3、速度瞬心的位置;(直接构成运动副，间接构成运动副：三心定理)4.应用速度瞬心及其应用1、速度瞬心的概念：两个刚体上相对速度为零的重合点。–如果两刚体之一是静止的，其瞬心为绝对速度瞬心。–如果两刚体都是运动的，其瞬心为相对速度瞬心。2、速度瞬心数目：–如果一个机构由k个构件所组成，则它的瞬心总数为：N=k(k-1)/2速度瞬心及其应用3、速度瞬心的位置：直接构成运动副间接构成运动副三心定理：作平面运动的三个构件间共有三个瞬心，它们位于同一直线上。两构件通过转动副直接相连两构件通过移动副直接相连两构件通过高副直接相连速度瞬心及其应用小结：常用在构件较少的机构中，不适用多杆机构找瞬心时可根据实际情况找所用的瞬心只适用于速度分析，不适用加速度分析只适用一个或几个位置的求解，不适于多位置或一个周期内的速度、加速度分析