机构自由度课件

1、u什么是平面机构 ？u怎样表示平面机构才便于分析问题 ？u如何才能知道机构是否合理 ？机构运动简图及平面机构运动简图CABD要点2.1 平面机构的组成机构中两构件直接接触的可动连接平面运动副 组成运动副的两构件只能作平面运动的运动副运动副构件之间用运动副连接所形成的系统运动链 .组成机构的各构件都在同一平面或相互平行的平面内相对运动叫 平面机构机构 具有机架的运动链称为 机构 。机架原 动件从动件用来支承活动件，在机构中相对固定不动的构件，通常作为参考坐标系即运动规律已知的活动构件，它的运动规律由外界给定，一般与机架。

2、自用盘编号JJ321002,第二章 平面机构的自由度计算,2-1 运动副及其分类 2-2 平面机构运动简图 2-3 平面机构自由度计算,自用盘编号JJ321002,21 运动副及其分类,平面机构：所有构件在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。,机构：是具有确定相对运动的构件的组合。,构件：机构中的（最小）运动单元 一个或若干个零件刚性联接而成,自用盘编号JJ321002,构件 独立的运动单元,内燃机连杆,零件 独立的制造单元,自用盘编号JJ321002,机架固定不动的构件（作为参考系的构件），如机床床身、车辆底盘、飞机机身。,机构的组成： 机构机架原动件从动件。

3、第一章 平面机构的自由度,平面机构：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构。 （否则称为“空间机构”，本课程不讨论） 本章主要解决: 1)平面机构的自由度； 2)平面机构运动简图的绘制； 3)机构有确定运动关系的条件； 4)构件的速度瞬心。,11 运动副及其分类,一、构件自由度概念1、自由度：构件所具有的独立运动（坐标）。,构件在平面内具有 ? 个自由度,3,构件在空间坐标系下具有 ? 个自由度,6,二、运动副及分类1、运动副定义：两个构件组成的可动联接。(两构件直接接触形成的可动联接） 形成运动副的条件： 1）两个构件； 2）必须直接。

4、1,2 平面机构及自由度,2.1 平面机构的组成 2.3 平面机构的自由度 2.2 平面机构的运动简图,2,目的要求：掌握运动副的概念即表示方法,能绘制机构的运动简图，特别是原理示意图。掌握自由度的概念及其计算，并能判定机构运动是否确定的。 重点：运动副的概念，自由度的概念及计算，机构运动是否确定的判定。 教学难点：机构运动简图的绘制,计算自由度时要注意的问题。 教学内容：本章主要介绍机构的组成，平面机 构运动简图的绘制，平面机构的自由度 的计算和运动是否确定的判定。,3, 2.1 平面机构的组成,机构：（1）平面机构:各构件的相对运。

5、大致分六大步： 找出原动件、从动件和机架； 从原动件开始依次搞清机构的运动顺序； 选择恰当的投影面，一般选择机构多数构件的运动平面作为投影面； 选择合适的比例尺； 选择合适的位置，定出各运动副间的相对位置，并画出各运动副和构件； 标出运动副代号、构件编号、原动件运动方向和机架。绘制平面机构运动简图的主要步骤实例 昼橡胳财徒械床加奉邢褥印援起踩滨匝弧视伏骤蓝戚扯锚肯司景译乍苟伎平面机构自由度计算-例题平面机构自由度计算-例题(a) AB、 CD、 EF平行且相等 (b)平行导路多处移动副 (c)同轴多处转动副 (d) AB=BC=BD且 A。

6、重庆大学专用 作者： 潘存云教授,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,例题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,重庆大学专用 作者： 潘存云教授,例题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 =3。

7、机构自由度计算示例1：,1、数活动件个数并在图上标注：,2、查运动副类型和个数： A、B、C、D、F处共5个低副，E处为高副。,3、计算自由度数：,机构自由度为1，机构有1个主动件，机构运动确定。,例1例4，是规范的做题步骤，考试时要按规范做。后面几个例题只给出了计算过程，,机构自由度计算示例2：,1、数活动件个数并在图上标注：,2、查运动副类型和个数： A、B、C、D、4个低副，没有高副。,3、计算自由度数：,机构自由度为1，机构有1个主动件，机构运动确定。,复合铰链,复合铰链,机构自由度为1，机构有1个主动件，机构运动确定。,考试时做。

8、,平面机构的运动简图,机构自由度的计算,平面机构的结构分析,机构的组成,自用盘编号JJ321002,3.1 机构的组成,平面机构：所有构件在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。,机构：是具有确定相对运动的构件的组合。,构件：机构中的（最小）运动单元 一个或若干个零件刚性联接而成,自用盘编号JJ321002,内燃机连杆,零件 独立的制造单元,3.1 机构的组成,自用盘编号JJ321002,机架固定不动的构件（作为参考系的构件），如机床床身、车辆底盘、飞机机身。,机构的组成： 机构机架原动件从动件,原（主）动件按给定运动规律运动的构件。 从动件其余。

9、并非任何一个运动链都具有确定的运动,可能的情况,1.2 运动链成为机构的条件,1.2.1机构 具有确定运动的条件,机构具有确定运动的条件自由度数-构件所具有的独立运动的数目称自由度。,A,B,q,作平面运动的刚体有三个自由度,xA,yA,（三个坐标参数才能确定其位置）,低副的引入减少两个自由度,x,高副的引入减少一个自由度,沿法线方向不能运动,机构的自由度数F(需要F个坐标参数才能确定机构中所有构件的位置)。,机构的自由度数F应等于机构的原动件数,F = 34 - 25 = 21 个原动件,F 0，但原动件数目小于自由度数目，运动链运动不确定，不能成为机构。

10、第一章 机构的组成及其自由度的计算,1.1 机构的组成1.2 机构运动简图1.3 机构具有确定运动的条件1.4 平面机构自由度的计算1.5 平面机构的组成原理和结构分析,本章的主要内容,1、主要内容 机构的组成及其具有确定运动的条件 机构运动简图及其绘制 机构的组成原理和机构的结构分类 2、重点 机构具有确定运动的条件和平面机构自由度的计算 机构的组成分析和机构的级别判别。 3、难点虚约束的判别,1.1 机构的组成,1.构件2.运动副3.运动链4.机构,构 件,机构是怎样组成的？ 连接：运动副 运动单元：构件 运动单元+连接 运动链 运动链+机架 机构,。

11、第11章 平面机构运动简图及自由度,一、名词术语解释: 1.构件 独立的运动单元,内燃机中的连杆,第11章 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,第11章 平面机构运动简图及自由度,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：运动副两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。,三个条件，缺一不可,第11章 平面机构运动简图及自由度,运动副的分类：按运动副接触形式分：高副点、线接触，应力高。,低副面接触，应力低,例如。

12、平面机构的自由度,主讲人：郭小燕重庆大学 机械制造及自动化,主要内容,自由度与约束条件,平面机构自由度的计算,3,机构的组成,1,2,机构的组成-构件,机构具有确定运动的实物组合体，是由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。如连杆机构、凸轮机构。构件？零件？,构件：每一个独立影响机构功能并且能单独运动的单元体。从运动的观点分析，构件是参加运动的最小单元体。构件可以是一个零件，也可以是由多个零件组成的刚性系统。零件：单独加工的制造单元体。,机构的组成-构件,运动副：两构件直接接触所形成的可动联接。运动副元素。

13、第2章 平面连杆机构,2-1 平 面 四 杆 机 构 的 基 本 型 式 和 特 征,2-2 铰 链 四 杆 机 构 有 整 转 副 的 条 件,2-4 平面四杆机构的设计,2-3 铰链四杆机构的演化,平面连杆机构由若干个构件通过平面低副(转动副和移动副)联接而构成的平面机构，也叫平面低副机构。 平面连杆机构具有承载能力大、结构简单、制造方便等优点，用它可以实现多种运动规律和运动轨迹，但只能近似地实现所要求的运动。 最简单的平面连杆机构由四个构件组成，简称平面四杆机构。四杆机构是具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。,2-1 平 面 四 杆 机 构。

14、1机械学基础 课程电子教案机械与电子工程学院闫锋欣西北农林科技大学2第 1章 机构的组成及平面连杆机构1.零件 螺钉、轴2.构件 刚性组合3.机构 确定的运动一 . 基本定义1.1 平面机构的运动简图和自由度4.自由度第第 2章章 平面连杆机构平面连杆机构2-1 平面机构的运动简图和自由度2-2 平面四杆机构的基本类型2-3 平面四杆机构的特点及设计基本要求 :v掌握基本概念v熟练掌握机构运动简图的绘制v熟练掌握机构自由度的计算方法v掌握平面连杆机构的类型、特点、演化方法v掌握平面四杆机构的工作特性2-1 平面机构的运动简图和自由度平面机构的运。

15、1-1 运动副及其分类 1-2 平面机构的运动简图 1-3 平面机构的自由度,第1章 平面机构的自由度,一、自由度和约束：,1.自由度：构件所具有的这种独立运动的数目称为构件的自由度。,1 运动副及其分类,2.约束但当这些构件之间以一定的方式联接起来成为构件系统时，各个构件不再是自由构件。两相互接触的构件间只能作一定的相对运动，自由度减少。这种对构件独立运动所施加的限制称为约束。,3.自由度和约束的关系运动副每引入一个约束，构件就失去一个自由度。,运动副既限制了两构件的某些相对运动，又允许构件间有一定的相对运动。,二、运动副,1。

16、第1章平面机构的自由度和速度分析,本章拟解决三个问题：,1探讨机构运动的可能性及其具有确定运动的条件； 2对机构进行速度分析； 3掌握正确绘制机构运动简图的方法。,本章的研究对象平面机构,平面机构所有构件都在互相平行的平面内运动的机构。否则称为空间机构。,1-1 运动副及其分类,一、运动副定义,使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副。,二、运动副分类,1. 低副 ：两构件通过面接触组成的运动副称为低副,包括转动副和移动副,运动副及其分类,2.高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副,运动副及其分类,3. 空。

17、,第1章 平面机构的自由度1-1运动副及其分类一. 平面自由构件的自由度1.自由度的定义自由构件所具有的独立运动参数。2.自由度的个数: 3个。 图1A,x,z,y,1,2,tu1-A,x,z,y,1,2,为观察构件1，2的运动，将其置于0-xyz坐标系中，并将构件1与坐标系固定。,x,z,y,1,2,z,z,z,z,x,z,y,1,2,构件2相对构件1有六个自由度。,x,z,y,1,2,若将其限制为平面运动，则构件2只能在O-XY坐标系中运动。,x,y,1,2,o,x,y,1,2,o,限制为平面运动，即加入三个公共约束。 可见，加入一个约束即减少一个自由度。,x,y,1,2,o,若两构件以转动副相连，则沿x,y方向受到约束，仅。