緒論和第一章平面機(jī)構(gòu)的自由度

1、.一、本課程的性質(zhì)、研究的對象、內(nèi)容及任務(wù)本課程的性質(zhì)、研究的對象、內(nèi)容及任務(wù) 緒論緒論1 1. .性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)課性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)課 2.2.研究對象：機(jī)械研究對象：機(jī)械3.3.內(nèi)容：機(jī)械的基本原理；內(nèi)容：機(jī)械的基本原理；4.4.任務(wù)：掌握使用維護(hù)常用機(jī)械設(shè)備的基本知識；任務(wù)：掌握使用維護(hù)常用機(jī)械設(shè)備的基本知識；常用機(jī)構(gòu)和主要零部件的工作原理、常用機(jī)構(gòu)和主要零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計方法。結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計方法。掌握常用機(jī)械典型零部件的原理掌握常用機(jī)械典型零部件的原理; ;培養(yǎng)初步設(shè)計傳動系統(tǒng)的能力。培養(yǎng)初步設(shè)計傳動系統(tǒng)的能力。.二、機(jī)械的組成二、機(jī)械的組成u1.1.機(jī)械的組成機(jī)械的組成原動

2、部分原動部分控制部分控制部分傳動部分傳動部分工作部分工作部分機(jī)械動機(jī)械動力的來力的來源源將原動部將原動部分的運動分的運動和動力傳和動力傳遞給工作遞給工作部分的中部分的中間環(huán)節(jié)間環(huán)節(jié)直接完直接完成工藝成工藝工作的工作的部分部分作用作用改變運動速改變運動速度度改變運動形改變運動形式式保證機(jī)器的啟動停保證機(jī)器的啟動停止和正常協(xié)調(diào)動作止和正常協(xié)調(diào)動作緒論緒論.活塞活塞頂桿頂桿連桿連桿曲軸曲軸齒輪齒輪氣缸體氣缸體滾子滾子凸輪凸輪緒論緒論內(nèi)燃機(jī)的組成內(nèi)燃機(jī)的組成.控制器控制器(控制控制)電動機(jī)電動機(jī)(原動原動)帶帶(傳動傳動)減速器減速器(傳動傳動)波輪波輪(工作工作)自動洗衣機(jī)的組成自動洗衣機(jī)的組成緒論

3、緒論.緒論緒論.u2.2.機(jī)器、機(jī)構(gòu)、機(jī)械機(jī)器、機(jī)構(gòu)、機(jī)械機(jī)器：為某種使用要求而設(shè)計的一種執(zhí)行機(jī)械運動機(jī)器：為某種使用要求而設(shè)計的一種執(zhí)行機(jī)械運動 的裝置。的裝置。 例：各種車輛、機(jī)器人、各種機(jī)床、軋鋼設(shè)備等例：各種車輛、機(jī)器人、各種機(jī)床、軋鋼設(shè)備等機(jī)構(gòu)：也是一種裝置，只能傳遞運動和動力。機(jī)構(gòu)：也是一種裝置，只能傳遞運動和動力。 例：內(nèi)燃機(jī)的連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)例：內(nèi)燃機(jī)的連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)械：機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。從組成與運動學(xué)上機(jī)器機(jī)械：機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。從組成與運動學(xué)上機(jī)器 與機(jī)械沒有區(qū)別。與機(jī)械沒有區(qū)別。 機(jī)器與機(jī)構(gòu)聯(lián)系機(jī)器與機(jī)構(gòu)聯(lián)系 共性：各部分間具有確定的相對運動；

4、共性：各部分間具有確定的相對運動； 聯(lián)系：機(jī)構(gòu)組成了機(jī)器。聯(lián)系：機(jī)構(gòu)組成了機(jī)器。緒論緒論.緒論緒論蒸汽機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車.緒論緒論工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人.緒論緒論內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī).電動機(jī)電動機(jī)動爪動爪定爪定爪滑桿滑桿凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)蝸桿傳動蝸桿傳動帶傳動帶傳動工件工件工件自動載送裝置工件自動載送裝置緒論緒論.緒論緒論自動機(jī)床自動機(jī)床.緒論緒論調(diào)速器調(diào)速器.緒論緒論牛頭刨床牛頭刨床.緒論緒論轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架.緒論緒論小型抓片機(jī)構(gòu)小型抓片機(jī)構(gòu).u3.3.零件與構(gòu)件零件與構(gòu)件零件：組成機(jī)械的需要一個個單獨加工的部分，不零件：組成機(jī)械的需要一個個單獨加工的部分，不 能再拆的最小單元，亦稱制造單元。能再拆的最小單元

5、，亦稱制造單元。分類分類通用零件：通用零件：齒輪、螺釘、軸、彈簧齒輪、螺釘、軸、彈簧專用零件：汽輪機(jī)葉片、內(nèi)燃機(jī)活塞專用零件：汽輪機(jī)葉片、內(nèi)燃機(jī)活塞構(gòu)件：在機(jī)械中作為整體參與運動的部分，亦稱制構(gòu)件：在機(jī)械中作為整體參與運動的部分，亦稱制 造單元。造單元。 例：連桿機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器、滾動軸承例：連桿機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器、滾動軸承 零件組成了構(gòu)件，構(gòu)件組成了機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)組成了機(jī)械。零件組成了構(gòu)件，構(gòu)件組成了機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)組成了機(jī)械。緒論緒論.軸軸直齒圓柱齒輪直齒圓柱齒輪彈簧彈簧各種零件各種零件緒論緒論.套筒套筒螺栓螺栓墊圈墊圈螺母螺母軸瓦軸瓦連桿蓋連桿蓋連桿體連桿體連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)緒論緒論.聯(lián)軸器聯(lián)軸器滾動軸承滾動

6、軸承緒論緒論.三、本課程的要求及考核方式本課程的要求及考核方式 1 1. .要求：上課認(rèn)真聽講，按時獨立完成作業(yè)；要求：上課認(rèn)真聽講，按時獨立完成作業(yè)； 按時、按要求參加實驗；按時、按要求參加實驗； 遵守課堂紀(jì)律，不遲到、不早退。遵守課堂紀(jì)律，不遲到、不早退。實驗：實驗：4 4學(xué)時（學(xué)時（2 2次）次）理論：理論：6060學(xué)時學(xué)時學(xué)時：學(xué)時：6464學(xué)時學(xué)時平時：平時：1010實驗：實驗：1010期末考試：期末考試：8080（閉卷）（閉卷）考核：總分考核：總分1001003.3.課程設(shè)計：課程設(shè)計：2 2周周 考核：繪圖考核：繪圖+ +說明書說明書+ +答辯答辯+ +考勤考勤 緒論緒論2.2.

7、考核方式：考核方式：.第一章第一章 平面機(jī)構(gòu)運動簡圖及自由度平面機(jī)構(gòu)運動簡圖及自由度 平面機(jī)構(gòu)運動副；平面機(jī)構(gòu)運動副；1機(jī)構(gòu)運動簡圖繪制（實驗）；機(jī)構(gòu)運動簡圖繪制（實驗）；2平面機(jī)構(gòu)自由度計算；平面機(jī)構(gòu)自由度計算；3機(jī)構(gòu)具有確定運動條件。機(jī)構(gòu)具有確定運動條件。4本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：.第一章第一章 平面機(jī)構(gòu)運動簡圖及自由度平面機(jī)構(gòu)運動簡圖及自由度1-1 1-1 運動副及其分類運動副及其分類1-2 1-2 平面機(jī)構(gòu)運動簡圖平面機(jī)構(gòu)運動簡圖1-3 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度 平面機(jī)構(gòu)：平面機(jī)構(gòu)：組成機(jī)構(gòu)的所有構(gòu)件組成機(jī)構(gòu)的所有構(gòu)件都在同一平面或相互都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)

8、運動。平行的平面內(nèi)運動。.1-1 1-1 運動副及其分類運動副及其分類一、運動副一、運動副1.1.運動副定義：運動副定義： 兩個構(gòu)件通過接觸組成的可動連接。兩個構(gòu)件通過接觸組成的可動連接。2.2.運動副元素：運動副元素： 構(gòu)件上參與接觸的點、線、面。構(gòu)件上參與接觸的點、線、面。.1-1 1-1 運動副及其分類運動副及其分類二、運動副分類二、運動副分類1.1.按兩構(gòu)件接觸特性分：按兩構(gòu)件接觸特性分：a.a.低副：兩構(gòu)件通過面接觸組成的運動副。低副：兩構(gòu)件通過面接觸組成的運動副。低副按構(gòu)件相對運動形式又分：低副按構(gòu)件相對運動形式又分：l轉(zhuǎn)動副：兩構(gòu)件只能在平面內(nèi)作相對轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動副：兩構(gòu)件只能在平面

9、內(nèi)作相對轉(zhuǎn)動的 運動副。運動副。l移動副：兩構(gòu)件只能沿某一軸線方向作相對移動副：兩構(gòu)件只能沿某一軸線方向作相對 移動的運動副。移動的運動副。b.b.高副：兩構(gòu)件通過點或線接觸組成的運動副。高副：兩構(gòu)件通過點或線接觸組成的運動副。典型的有典型的有: :齒輪副、齒輪副、凸輪副。凸輪副。.1-1 1-1 運動副及其分類運動副及其分類.1-1 1-1 運動副及其分類運動副及其分類2.2.另外，還有螺旋副、球面副，屬于空間運動副，另外，還有螺旋副、球面副，屬于空間運動副，我們不加以討論。我們不加以討論。.1-1 1-1 運動副及其分類運動副及其分類練習(xí)：練習(xí)：.1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖一

10、、機(jī)構(gòu)運動簡圖一、機(jī)構(gòu)運動簡圖 用規(guī)定的符號和線條按一定的比例表示構(gòu)件和用規(guī)定的符號和線條按一定的比例表示構(gòu)件和運動副的相對位置，并能完全反映機(jī)構(gòu)特征的簡圖。運動副的相對位置，并能完全反映機(jī)構(gòu)特征的簡圖。二、平面機(jī)構(gòu)運動簡圖的繪制二、平面機(jī)構(gòu)運動簡圖的繪制 1.1.運動副的符號運動副的符號 1 1）轉(zhuǎn)動副：）轉(zhuǎn)動副： 2 2）移動副：）移動副： 3 3）齒輪副：）齒輪副： 4 4）凸輪副：）凸輪副：.常用運動副的符號常用運動副的符號運動副運動副名稱名稱運動副符號運動副符號兩運動構(gòu)件構(gòu)成的運動副兩運動構(gòu)件構(gòu)成的運動副轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動副副移移動動副副12121212121212121212121212兩構(gòu)

11、件之一為固定時的運動副兩構(gòu)件之一為固定時的運動副122121平平面面運運動動副副1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖.平平面面高高副副螺螺旋旋副副21121221211212球球面面球球銷銷副副121212空空間間運運動動副副1212121-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖.1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖桿、軸構(gòu)件桿、軸構(gòu)件固定構(gòu)件固定構(gòu)件同一構(gòu)件同一構(gòu)件一般構(gòu)件的表示方法一般構(gòu)件的表示方法 2.2.構(gòu)件（桿）符號構(gòu)件（桿）符號.三副構(gòu)件三副構(gòu)件 兩副構(gòu)件兩副構(gòu)件 1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖.1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖3.3.常用機(jī)構(gòu)符號常用機(jī)構(gòu)符

12、號在在機(jī)機(jī)架架上上的的電電機(jī)機(jī)齒齒輪輪齒齒條條傳傳動動帶帶傳傳動動圓圓錐錐齒齒輪輪傳傳動動.1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖鏈鏈傳傳動動圓柱圓柱蝸桿蝸桿蝸輪蝸輪傳動傳動外嚙外嚙合圓合圓柱齒柱齒輪傳輪傳動動凸凸輪輪傳傳動動內(nèi)嚙內(nèi)嚙合圓合圓柱齒柱齒輪傳輪傳動動棘棘輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu).1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖4.4.機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件分類機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件分類1 1）固定構(gòu)件（機(jī)架）：固定不動的構(gòu)件。）固定構(gòu)件（機(jī)架）：固定不動的構(gòu)件。2 2）主動件（原動件）：按給定的運動規(guī)律單獨運）主動件（原動件）：按給定的運動規(guī)律單獨運動的構(gòu)件。動的構(gòu)件。3 3）從動件：構(gòu)件中除主動件外的活動構(gòu)件。）從動

13、件：構(gòu)件中除主動件外的活動構(gòu)件。例：汽缸體例：汽缸體例：活塞例：活塞例：曲柄例：曲柄.先兩頭，后中間，從頭至尾走一遍，先兩頭，后中間，從頭至尾走一遍，數(shù)數(shù)構(gòu)件是多少，再看它們怎相聯(lián)。數(shù)數(shù)構(gòu)件是多少，再看它們怎相聯(lián)。 順順 口口 溜：溜：1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖5.5.平面機(jī)構(gòu)運動簡圖的繪制方法平面機(jī)構(gòu)運動簡圖的繪制方法1 1）明確機(jī)構(gòu)的組成：構(gòu)件數(shù)目；運動副種類及數(shù)目。）明確機(jī)構(gòu)的組成：構(gòu)件數(shù)目；運動副種類及數(shù)目。2 2）分析機(jī)構(gòu)的運動：找出原動件、從動件。）分析機(jī)構(gòu)的運動：找出原動件、從動件。3 3）選擇一視圖平面：充分表達(dá)機(jī)構(gòu)組成運動的平面。）選擇一視圖平面：充分表達(dá)機(jī)構(gòu)組

14、成運動的平面。4 4）選擇一合適比例尺：）選擇一合適比例尺：= =實際尺寸實際尺寸/ /圖上尺寸。圖上尺寸。5 5）用規(guī)定符號和線條繪制簡圖（從原動件開始畫）。）用規(guī)定符號和線條繪制簡圖（從原動件開始畫）。.1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖【例【例1 1】如圖所示為顎式碎礦機(jī)。當(dāng)曲軸如圖所示為顎式碎礦機(jī)。當(dāng)曲軸2 2繞其軸心繞其軸心O O連連 續(xù)轉(zhuǎn)動時，動顎板續(xù)轉(zhuǎn)動時，動顎板3 3作往復(fù)擺動，從而將處于作往復(fù)擺動，從而將處于 動顎板動顎板3 3和固定顎板和固定顎板6 6之間的礦石之間的礦石7 7軋碎。試?yán)L軋碎。試?yán)L 制此碎礦機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。制此碎礦機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。23B1ADC.1

15、-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖【例【例2 2】如圖所示為內(nèi)燃機(jī)。燃?xì)馔苿踊钊鐖D所示為內(nèi)燃機(jī)。燃?xì)馔苿踊钊? 1往復(fù)運動，往復(fù)運動， 經(jīng)連桿經(jīng)連桿3 3變?yōu)榍S變?yōu)榍S4 4的連續(xù)轉(zhuǎn)動，通過齒輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動，通過齒輪5 5、6 6 的嚙合傳動，由凸輪的嚙合傳動，由凸輪7 7帶動頂桿帶動頂桿8 8啟閉進(jìn)、排氣啟閉進(jìn)、排氣 閥。試?yán)L制此內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。閥。試?yán)L制此內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。5 53 34 47 79 92 21 16 6A AB BC CD D8 8E E.1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖【練習(xí)練習(xí)】如圖所示為活塞泵。曲柄如圖所示為活塞泵。曲柄1 1轉(zhuǎn)動由連桿轉(zhuǎn)動由

16、連桿2 2帶動齒帶動齒 扇扇3 3擺動，從而使齒條活塞擺動，從而使齒條活塞4 4在氣缸內(nèi)往復(fù)運動。在氣缸內(nèi)往復(fù)運動。 試?yán)L制此活塞泵的機(jī)構(gòu)運動簡圖。試?yán)L制此活塞泵的機(jī)構(gòu)運動簡圖。試著畫畫看？.1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖【練習(xí)練習(xí)】試?yán)L制偏心泵的機(jī)構(gòu)運動簡圖。試?yán)L制偏心泵的機(jī)構(gòu)運動簡圖。偏心泵偏心泵1234試著畫畫看？.1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖【練習(xí)練習(xí)】試?yán)L制偏心輪的機(jī)構(gòu)運動簡圖。試?yán)L制偏心輪的機(jī)構(gòu)運動簡圖。試著畫畫看？.1-1-2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖【練習(xí)練習(xí)】試?yán)L制送料機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。試?yán)L制送料機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運動簡圖。試著畫畫看？.1-1-3 3 平

17、面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度一、平面運動中構(gòu)件的自由度（單個構(gòu)件）一、平面運動中構(gòu)件的自由度（單個構(gòu)件）xyz單個構(gòu)件，有三個運動的可能性：單個構(gòu)件，有三個運動的可能性：構(gòu)件的自由度：指所具有的運動可能性。構(gòu)件的自由度：指所具有的運動可能性。單個構(gòu)件在平面內(nèi)運動具有單個構(gòu)件在平面內(nèi)運動具有三個三個自由度。自由度。xyo.1-1-3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度二、運動副的約束二、運動副的約束低副低副2 2個約束，個約束，高副引入高副引入1 1個約束個約束tt121.1.約束：對構(gòu)件獨立運動所施加的限制。約束：對構(gòu)件獨立運動所施加的限制。2.2.運動副引入約束情況：運動副引入約束情況：

18、1 1）轉(zhuǎn)動副：）轉(zhuǎn)動副：2 2）移動副：）移動副：3 3）平面高副：）平面高副：引入引入2 2個約束個約束引入引入2 2個約束個約束引入引入1 1個約束個約束.1-1-3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度三、平面機(jī)構(gòu)自由度計算三、平面機(jī)構(gòu)自由度計算機(jī)構(gòu)的自由度計算公式：機(jī)構(gòu)的自由度計算公式： F=3n(2PL +PH )1.1.機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)的自由度 機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對于機(jī)架（定參考系）機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對于機(jī)架（定參考系）所具有的獨立運動的數(shù)目。所具有的獨立運動的數(shù)目。2.2.平面機(jī)構(gòu)自由度計算平面機(jī)構(gòu)自由度計算活動構(gòu)件數(shù)活動構(gòu)件數(shù) n構(gòu)件總自由度構(gòu)件總自由度 低副約束數(shù)低副約束數(shù)高副約束

19、數(shù)高副約束數(shù) 3n2 PL1 PH.1-1-3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度【例【例3 3】計算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度。計算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度。F=3n2PLPH ACB解：解： =3324=1.1-1-3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度【例【例4 4】計算活塞泵機(jī)構(gòu)的自由度。計算活塞泵機(jī)構(gòu)的自由度。F=3n2PLPH ACBDEF1234555解：解： =3425-1=1.1-1-3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度【練習(xí)練習(xí)】計算下面機(jī)構(gòu)的自由度。計算下面機(jī)構(gòu)的自由度。F=3n2PLPH B3 31 132ACF=3n2PLPH 123465解：解：解：解： =3527-

20、0=1=1 =3324-0 =1.1-1-3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度F=3n2PLPH ABCDGH解：解：F=3n2PLPH ABCDEF1234562 2解：解： =3527-0=1 =3527-0 =1.1-1-3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度【例【例5 5】計算凸輪機(jī)構(gòu)的自由度。計算凸輪機(jī)構(gòu)的自由度。F=3n2PLPH 1231231 1解：解：=3222-1 =1.1-1-3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度四、計算平面機(jī)構(gòu)自由度時的注意事項四、計算平面機(jī)構(gòu)自由度時的注意事項若有若有m個構(gòu)件相連，則有（個構(gòu)件相連，則有（m-1-1）個轉(zhuǎn)動副。）個轉(zhuǎn)動副。1.

21、1.復(fù)合鉸鏈：兩個以上構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相連。復(fù)合鉸鏈：兩個以上構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相連。 .1-1-3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度沖剪機(jī)構(gòu)沖剪機(jī)構(gòu)(b)(a)B243AoDCB651243F=3n2PLPH 解：解：=3527-0 =1.1-3 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度12345678ABCDEF圓盤給料機(jī)圓盤給料機(jī)F=3n2PLPH 解：解： =37210-0=1.1-3 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度慣性篩機(jī)構(gòu)慣性篩機(jī)構(gòu)F=3n2PLPH 解：解：擺篩機(jī)構(gòu)擺篩機(jī)構(gòu)2435666235666ABCDEFABCDEF11=3527-0 =14.1-3 1

22、-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度2.2.局部自由度：局部自由度：123F=3n2PLPH =3323-1 =2該機(jī)構(gòu)只有一個獨立運動，該機(jī)構(gòu)只有一個獨立運動，所以不對，想一想為什么呢？所以不對，想一想為什么呢？解：解：機(jī)構(gòu)中某個構(gòu)件的局部運動對整個機(jī)構(gòu)中某個構(gòu)件的局部運動對整個機(jī)構(gòu)運動不產(chǎn)生影響，則該機(jī)構(gòu)局機(jī)構(gòu)運動不產(chǎn)生影響，則該機(jī)構(gòu)局部運動的自由度稱局部自由度。部運動的自由度稱局部自由度。.1-3 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度123231計算時去掉滾子和鉸鏈：計算時去掉滾子和鉸鏈：去除局部自由度方法：去除局部自由度方法：計算時去除局部自由度數(shù)：計算時去除局部自由度數(shù)：滾子的

23、作用：滾子的作用：滑動摩擦滑動摩擦滾動摩擦。滾動摩擦。1.1.假想將小滾子與從動件焊在一起，作為一個構(gòu)假想將小滾子與從動件焊在一起，作為一個構(gòu)件計算。件計算。2.2.將小滾子作為正常構(gòu)件按公式計算，然后從結(jié)將小滾子作為正常構(gòu)件按公式計算，然后從結(jié)果中減去局部自由度數(shù)。果中減去局部自由度數(shù)。解：解：F=3n2PLPH =3222-1 =1解：解：F=3n2PLPH =3323-1-1 =1.多加一個桿多加一個桿FEFE和兩個轉(zhuǎn)動和兩個轉(zhuǎn)動副后，副后，n=4=4、PL L=6=6、PH H=0=0，則則F=0=0，但機(jī)構(gòu)能動，所，但機(jī)構(gòu)能動，所以，不對；把以，不對；把拆下，連拆下，連接到接到，則，

24、則，成，成為真約束，機(jī)構(gòu)不能動了。為真約束，機(jī)構(gòu)不能動了。為什么呢？為什么呢？1-3 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度2.2.虛約束：虛約束：ABCDEFE1AB=CDBC=AD引入構(gòu)件引入構(gòu)件引入個自由度引入個自由度引入個轉(zhuǎn)動副引入個約束引入個轉(zhuǎn)動副引入個約束說明：虛約束是在一定幾何條件下存在的，否則為真約束說明：虛約束是在一定幾何條件下存在的，否則為真約束計算時除去不計。計算時除去不計。機(jī)構(gòu)中某些運動副所引入的約束對機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)中某些運動副所引入的約束對機(jī)構(gòu)的運動沒產(chǎn)生約束作用。的運動沒產(chǎn)生約束作用。.1-1-3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度虛約束常出現(xiàn)的情況：虛約束常出現(xiàn)的情

25、況：u兩構(gòu)件組成多個導(dǎo)路方向相同的移動副。兩構(gòu)件組成多個導(dǎo)路方向相同的移動副。u兩構(gòu)件組成多個軸線重合的轉(zhuǎn)動副。兩構(gòu)件組成多個軸線重合的轉(zhuǎn)動副。1BCADD2A2AAA12.D1-1-3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度u兩構(gòu)件在組成多個接觸點處公法線彼此重合的兩構(gòu)件在組成多個接觸點處公法線彼此重合的高副。高副。u機(jī)構(gòu)中傳遞運動不起獨立作用的重復(fù)部分。機(jī)構(gòu)中傳遞運動不起獨立作用的重復(fù)部分。Wn1n1n2n2AAAAn1n1n2n2EFABCAFEBCD.1-3 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度u機(jī)構(gòu)中傳遞運動不起獨立作用的重復(fù)部分。機(jī)構(gòu)中傳遞運動不起獨立作用的重復(fù)部分。BADCFE

26、BAOC虛約束對運動不起約束作用，計算時又除虛約束對運動不起約束作用，計算時又除去不計，為什么還存在呢？去不計，為什么還存在呢？改善構(gòu)件的受力情況：如多個行星輪。改善構(gòu)件的受力情況：如多個行星輪。增加機(jī)構(gòu)的剛度：如軸與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。增加機(jī)構(gòu)的剛度：如軸與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。使機(jī)構(gòu)運動順利：避免運動不確定，如車輪。使機(jī)構(gòu)運動順利：避免運動不確定，如車輪。.1-3 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度1234五、平面機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件五、平面機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件1. F原動件數(shù)原動件數(shù)影響：運動不確定影響：運動不確定3. F=0影響：構(gòu)件間無相對影響：構(gòu)件間無相對 運動運動12312341

27、2345機(jī)構(gòu)具有確定運動條件：機(jī)構(gòu)具有確定運動條件： F= F=原動件數(shù)且原動件數(shù)且F0 F0 .CDABGFoECDABGFoEE1-3 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度【練習(xí)練習(xí)】計算圖示大篩機(jī)構(gòu)的自由度。計算圖示大篩機(jī)構(gòu)的自由度。F=3n 2PL PH 解：解：=37 29 1=2.91-3 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度【練習(xí)【練習(xí)】計算圖示包裝機(jī)送紙機(jī)構(gòu)的自由度。計算圖示包裝機(jī)送紙機(jī)構(gòu)的自由度。B2I9C 3A1J6H87DE4FG5A1B2C 3J6H87DE4FG5I8 F=3n 2PL PH =36 27 3 =1解：解：.ABCDFEEGHF=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1C:C:復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈E E：虛約束虛約束滾子為局部滾子為局部自由度自由度練習(xí)練