機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)自由度

1、11 1 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成2 2 機(jī)構(gòu)運動簡圖機(jī)構(gòu)運動簡圖3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度2運動副：構(gòu)件間的動聯(lián)接。 零零 件件靜聯(lián)接靜聯(lián)接 構(gòu)構(gòu) 件件動聯(lián)接動聯(lián)接 機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu) 機(jī)機(jī) 器器協(xié)調(diào)組合協(xié)調(diào)組合曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3 平面平面低副低副面接觸面接觸a a）回轉(zhuǎn)副回轉(zhuǎn)副（鉸鏈）（鉸鏈）相對轉(zhuǎn)動相對轉(zhuǎn)動b b）移動副移動副相對移動相對移動4 平面高副平面高副點、線接觸點、線接觸 空間運動副空間運動副5運動鏈：兩個以上構(gòu)件通過運動副連接而構(gòu)成的可動系統(tǒng)。 閉式鏈閉式鏈?zhǔn)孜矁蓸?gòu)件相互連接形成一個封閉的可動系統(tǒng)。 開開式式鏈鏈?zhǔn)孜矁蓸?gòu)件不相互連接，形成一個非封閉的可動系統(tǒng)。6機(jī)構(gòu)

2、：在運動鏈中，將某一構(gòu)件固定作為機(jī)架 。機(jī)架：機(jī)架：4 4原動件：原動件：1 1從動件：從動件：2 2、3 3平面機(jī)構(gòu)：各構(gòu)件在同一平面或平行平面內(nèi)運動。空間機(jī)構(gòu)7：用簡單線條、符號表達(dá)復(fù)雜機(jī)械中各 構(gòu)件的相互聯(lián)系、運動特性。2134567,88 識別構(gòu)件； 確定構(gòu)件間的相對運動關(guān)系(運動副)； 選擇視圖、定比例作圖。u 對現(xiàn)有機(jī)器進(jìn)行運動分析和受力分析。u 新機(jī)器的方案設(shè)計、方案比較及主要參數(shù)的確定。 914例例1 1：偏心輪滑塊機(jī)構(gòu)偏心輪滑塊機(jī)構(gòu)ABOe解：1) 識別構(gòu)件1機(jī)架2偏心輪3連桿4滑塊2) 確定運動關(guān)系1-2：回轉(zhuǎn)副O(jiān)2-3：回轉(zhuǎn)副A3-4：回轉(zhuǎn)副B4-1：移動副233) 選視

3、圖，定比例，作圖。10例：凸輪機(jī)構(gòu)例：凸輪機(jī)構(gòu)解：1）識別構(gòu)件1機(jī)架; 2凸輪; 3從動桿2）確定運動關(guān)系1-2: 回轉(zhuǎn)副A; 2-3: 高副B; 3-1: 移動副CABe32 C13) 作圖11例例：顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)解：1）識別構(gòu)件1曲軸；2、3、4從動件；5動顎板；6機(jī)架2）確定運動關(guān)系1-6：回轉(zhuǎn)副O(jiān)；1-2：回轉(zhuǎn)副A 2-3：回轉(zhuǎn)副D；2-4：回轉(zhuǎn)副B4-5：回轉(zhuǎn)副C；3-6：回轉(zhuǎn)副E5-6：回轉(zhuǎn)副F3）作圖1213抽水機(jī)機(jī)構(gòu)抽水機(jī)機(jī)構(gòu)沖孔機(jī)構(gòu)沖孔機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)插齒機(jī)構(gòu)插齒機(jī)構(gòu)14平面機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)中所有運動構(gòu)件在同一平面或平行平面內(nèi)運動。自 由 度獨立的自由運動。o

4、ox xy y 一個作平面運動的自由構(gòu)件有3個自由度。約 束對構(gòu)件間相對運動的限制。15 引入一個回轉(zhuǎn)副后，構(gòu)件失去2個自由度。 引入一個高副后，構(gòu)件失去1個自由度。結(jié)論：平面機(jī)構(gòu)中， 引入一個移動副后，構(gòu)件失去2個自由度。oxyoxyyox16 設(shè)由N個構(gòu)件組成的平面機(jī)構(gòu)，活動構(gòu)件數(shù)為n=N-1，低副數(shù)為PL，高副數(shù)為PH，則機(jī)構(gòu)的自由度F為：F=33-24=1該機(jī)構(gòu)有確定運動。F=34-25=2該機(jī)構(gòu)無確定運動。若4也為原動件,則有確定運動。F=32-23=0該機(jī)構(gòu)為桁架，無法運動。12345ABCDE例：1234ABCD123ACBCD17結(jié)論：平面機(jī)構(gòu)要實現(xiàn)確定的運動，必須滿足以下條件

5、： 。F=310-211-1=7 ?18：多個構(gòu)件在同一軸線上用回轉(zhuǎn)副相聯(lián)。如圖：三個構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈構(gòu) 成了2個回轉(zhuǎn)副。同理：可以包括機(jī)架。如：12319圖示凸輪機(jī)構(gòu)： n=3PH=1PL=3F=33-23-1=2滾子3的轉(zhuǎn)動不會影響整個機(jī)構(gòu)的運動局部自由度。正確的計算方法：將滾子與從動件在一起（如圖）F=32-22-1=120EABCDF注意：局部自由度雖不影響整個機(jī)構(gòu)的運動，但可將 滑動摩擦滾動摩擦，從而，磨損。常見的局部自由度：小滾子圖示機(jī)構(gòu)：F=34-26=0構(gòu)件3：重復(fù)約束F=33-24=1F=0，機(jī)構(gòu)無法運動。21注意：虛約束雖不影響整個機(jī)構(gòu)的運動，但可改善受載狀況。常見的虛約

6、束：多以對稱結(jié)構(gòu)出現(xiàn)虛約束虛約束虛約束虛約束虛約束虛約束虛約束虛約束虛約束虛約束22例：解：機(jī)構(gòu)中B、C、D、E處均為復(fù)合鉸鏈，每處有2個回轉(zhuǎn)副。F=37-210=1若lCE=lDE， lBC=lBD=lCF=lDF，則F沿mm水平移動圓盤鋸機(jī)構(gòu)。解：首先去掉虛約束。虛約束虛約束共有5個活動構(gòu)件，7個低副。該機(jī)構(gòu)有確定運動。F=35-27=1該機(jī)構(gòu)有確定運動。1 12 23 34 45 523虛約束解：去掉機(jī)構(gòu)中的虛約束。共有7個活動構(gòu)件，10個低副。F=37-210=11234567該機(jī)構(gòu)有確定運動。解：去掉機(jī)構(gòu)中的虛約束。局部自由度將小滾子局部自由度焊接住。共有6個活動構(gòu)件，8個低副，1個高副，三角