平面机构自由度1

第一章平面机构的自由度机构是一个构件系统。为了传递运动和力，一般情况下，机构各构件间应具有确定的相对运动。任意拼凑的构件系统不一定具有确定的相对运动。Question1:在什么条件下，机构的各构件间具有确定的相对运动？即机构具有确定运动的条件。Question2：机构运动规律的分析，包括运动分析和加速度分析。Question3：什么是机构运动简图？怎样画出与实际机械一致的机构运动简图？即机构运动简图的画法。主要内容：1、清楚机构具有确定运动的条件。2、用所学的方法对机构进行运动分析。3、熟练掌握机构运动简图的画法。平面机构(planarmechanism)：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构。空间机构(spatialmechanism):§1-1运动副及其分类构件的自由度(degreeoffreedomoflink):相对于参考系，构件所具有的独立运动的数目。作平面运动的构件具有3个自由度：沿x轴方向的移动沿y轴方向的移动在平面内的转动作空间运动的构件具有6个自由度：沿x轴方向的移动沿y轴方向的移动沿z轴方向的移动绕x轴的转动绕y轴的转动绕z轴的转动当构件以一定的方式与其他构件相连构成机构，这一构件受到了约束，自由度就会减少。运动副（kinematicpair）：两构件直接接触，并产生一定相对运动的连接。运动副分类根据接触方式的不同1、低副(lowerpair)：两构件通过面接触组成的运动副。根据提供的约束不同A、转动副(revolvingpair,revolvingjoint)：组成运动副的两构件只能在一个平面内相对转动。又称铰链。低副未组成转动副之前，自由度为6组成转动副之后，自由度为4转动副提供了两个约束，剩下四个自由度。B、移动副：组成运动副的两构件只能在一个平面内相对移动。移动副未组成移动副之前，自由度为6组成移动副之后，自由度为4移动副提供了两个约束，剩下四个自由度。2、高副：两构件通过点或线接触组成的运动副。高副(higherpair)未组成高副之前，自由度为6组成高副之后，自由度为5高副提供了一个约束，剩下五个自由度。Question：约束一个相对转动，保留两个独立相对移动的运动副是否存在？不可能。两构件一旦接触，沿接触处公法线方向动的自由度即被约束。平面运动副可能提供的约束提供2个约束：约束1个转动自由度和1个移动自由度（移动副）约束2个移动自由度（转动副）提供1个约束：1个移动自由度（高副）总结：低副为面接触，提供了两个约束。高副为点或线接触，提供了一个约束。总结空间运动副球面副（sphericalpair）构件1自由度为6球面副提供3个约束：沿x轴、y轴和z轴方向的移动剩下3个自由度：沿x轴、y轴和z轴方向的转动Ⅲ级副螺旋副(helicalpair,screwpair)构件1自由度为6构件1只剩下沿x轴的转动和移动。构件1的自由度是多少呢？自由度为1。螺旋副提供了5个约束，Ⅴ级副§1-2平面机构运动简图(planarkinematicdiagramofmechanism)一、机构运动简图抛开与运动无关的构件外形和运动副具体结构，仅用简单线条和符号来表示构件的运动副，并按一定的比例定出各运动副的位置，来说明机构各构件间相对运动关系的简化图形。1、运动副的表示方法A、转动副机构运动简图必定与原机械具有完全相同的运动特性机构简图(schematicdiagramofmechanism):机构组成B、移动副C、高副：两构件接触处的曲线轮廓。2、构件的表示方法A、参与组成两个转动副的构件B、参与组成一个转动副和一个移动副的构件。C、参与组成三个转动副的构件。D、习惯画法：用粗实线或点划线画出一对节圆来表示相互啮合的齿轮用完整的轮廓曲线来表示凸轮二、机构的组成1、固定构件(fixedlink,groundlinkframe)：用来支承运动构件的构件，又称机架。2、原动件(drivinglink)：运动规律已知的活动构件。运动规律由外界输入。输入构件(inputlink)3、从动件(drivenlink)：随着原动件的运动而运动的其余活动构件。输出构件(outputlink)三、机构运动简图的绘制方法1、搞清楚机械的运动，确定构件数目。2、确定运动副的种类和数目。3、选择恰当的视图方向和原动件位置。4、选择合适的比例尺，定出各运动副的相对位置，绘出机构运动简图。5、机架画上阴影线，原动件上画上箭头。总结：要想掌握绘制机构运动简图的技巧，必须对照实物反复练习。机构运动简图是进行机构自由度计算和运动分析的基础，是必须掌握的一项基本技能。注意：针对某一机械，机构运动简图可能并不唯一。