1、洛阳高专用,一、名词术语解释: 1.构件 独立的运动单元,内燃机中的连杆,22 运动副、平面机构运动简图及自由度,内燃机连杆,零件 独立的制造单元,洛阳高专用,2.运动副,a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动,运动副元素直接接触的部分（点、线、面） 例如：滚子凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。,定义：运动副两个构件并能保持一定形式的相对运动的连接。,三个条件，缺一不可,洛阳高专用,运动副的分类：1)按引入的约束数分有：,III级副,I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。,洛阳高专用,2)按相对运动范围分有：平面运动副平面运动,平面机构全部由平面运动副组成的机构。,IV级副,例如
2、：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。,空间运动副空间运动,V级副1,V级副2,V级副3,空间机构至少含有一个空间运动副的机构。,洛阳高专用,3)按运动副元素分有：高副点、线接触，应力高。,低副面接触，应力低,例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。,例如：转动副（回转副）、移动副 。,洛阳高专用,常见运动副符号的表示: 国标GB446084,洛阳高专用,常用运动副的符号,运动副 名称,运动副符号,两运动构件构成的运动副,转动副,移动副,两构件之一为固定时的运动副,平面运动副,洛阳高专用,平面高副,螺旋副,空间运动副,洛阳高专用,构件的表示方法:,洛阳高专用,一般构件的表示方法,杆、轴构件,固定构件,同
3、一构件,洛阳高专用,三副构件,两副构件,一般构件的表示方法,洛阳高专用,运动链两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。,注意事项:,画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。,闭式链、开式链,3. 运动链,洛阳高专用,二、平面机构运动简图,机构运动简图用以说明机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形。,作用： 1.表示机构的结构和运动情况。,机动示意图不按比例绘制的简图 现摘录了部分GB446084机构示意图如下表。,2.作为运动分析和动力分析的依据。,洛阳高专用,常用机构运动简图符号,洛阳高专用,洛阳高专用,机构运动简图应满足的条件：1.构件数目与实际相同,2.运动副的性质、数
4、目与实际相符,3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。,洛阳高专用,绘制机构运动简图,顺口溜：先两头，后中间， 从头至尾走一遍，数数构件是多少， 再看它们怎相联。,步骤： 1.运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目；,4.检验机构是否满足运动确定的条件。,2.测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面），绘制示意图。,3.按比例绘制运动简图。简图比例尺： l =实际尺寸 m / 图上长度mm,思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。,举例：绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图。,洛阳高专用,绘制图示鳄
5、式破碎机的运动简图。,洛阳高专用,绘制图示偏心泵的运动简图,偏心泵,洛阳高专用,定义：保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数称为机构的自由度。,原动件能独立运动的构件。 通常一个原动件具有一个独立运动,机构具有确定运动的条件为：,A、机构自由度必须大于零； B、机构自由度原动件数。,三、 平面机构的自由度,洛阳高专用,1、 平面机构自由度的计算公式,作平面运动的刚体在空间的位置需要三个独立的参数才能唯一确定。,(x , y),洛阳高专用,运动副 自由度数 约束数 回转副 1（） + 2（x，y） = 3,R=2, F=1,R=2, F=1,R=1, F=2,结论：构件自由度3约束数,移
6、动副 1（x） + 2（y，）= 3,高 副 2（x,） + 1（y） = 3,经运动副相联后，构件自由度会有变化：,自由构件的自由度数约束数,洛阳高专用,活动构件数n,计算公式： F=3n(2PL +Ph ),要求：记住上述公式，并能熟练应用。,构件总自由度,低副约束数,高副约束数,3n,2 PL,1 Ph,计算曲柄滑块机构的自由度,解：活动构件数n=,3,低副数PL=,4,F=3n 2PL PH =33 24=1,高副数PH=,0,推广到一般：,洛阳高专用,计算五杆铰链机构的自由度,解：活动构件数n=,4,低副数PL=,5,F=3n 2PL PH =34 25=2,高副数PH=,0,洛阳高
7、专用,计算图示凸轮机构的自由度,解：活动构件数n=,2,低副数PL=,2,F=3n 2PL PH =32 221=1,高副数PH=,1,洛阳高专用,2、计算平面机构自由度的注意事项,计算图示圆盘锯机构的自由度,解：活动构件数n=,7,低副数PL=,6,F=3n 2PL PH,高副数PH=0,=37 26 0,=9,计算结果肯定不对！,洛阳高专用,1.复合铰链 两个以上的构件在同一处以转动副相联。,计算：m个构件,有m1转动副。,两个低副,洛阳高专用,上例：在B、C、D、E四处应各有 2 个运动副。,计算图示圆盘锯机构的自由度。,解：活动构件数n=7,低副数PL=,10,F=3n 2PL PH
8、=37 2100=1,可以证明：F点的轨迹为一直线。,圆盘锯机构,洛阳高专用,计算图示两种凸轮机构的自由度。,解：n=,3，,PL=,3，,F=3n 2PL PH =33 23 1=2,PH=1,对于右边的机构，有：F=32 22 1=1,事实上，两个机构的运动相同，且F=1,洛阳高专用,2.局部自由度,F=3n 2PL PH FP=33 23 1 1=1,本例中局部自由度 FP=1,或计算时去掉滚子和铰链：F=32 22 1=1,定义：构件局部运动所产生的自由度。,出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp。,滚子的作用：滑动摩擦滚动摩擦。,洛阳高专用,解：n=,4，,PL=,6，,F=3n 2
9、PL PH =34 26 =0,PH=0,3.虚约束 对机构的运动实际不起作用的约束。 计算自由度时应去掉虚约束。, FEAB CD ，故增加构件4前后E点的轨迹都是圆弧，。 增加的约束不起作用，应去掉构件4。,洛阳高专用,重新计算：n=3, PL=4, PH=0,F=3n 2PL PH =33 24 =1,特别注意：此例存在虚约束的几何条件是：,1,2,3,4,A,B,C,D,E,F,洛阳高专用,出现虚约束的场合：1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合，,2.两构件构成多个移动副，且导路平行。,如平行四边形机构，火车轮,椭圆仪等。(需要证明),洛阳高专用,4.运动时，两构件上的两点距离始终不变
10、。,3.两构件构成多个转动副，且同轴。,5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。,洛阳高专用,6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。,如等宽凸轮,注意： 法线不重合时，变成实际约束！,洛阳高专用,虚约束的作用： 改善构件的受力情况，如多个行星轮。,增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。,使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。,注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的 !,洛阳高专用,计算图示大筛机构的自由度。,位置C ，2个低副,复合铰链:,局部自由度,1个,虚约束,E,n=,7,PL =,9,PH =,1,F=3n 2PL PH =37 29 1=2,洛阳高专用,计算图示包装机送纸机构的自由度。,分析：,活动构件数n：,9,2个低副,复合铰链:,局部自由度,2个,虚约束:,1处,去掉局部自由度和虚约束后：,n =,6,PL =,7,F=3n 2PL PH =36 27 3=1,PH =,3,
