機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 自由度課件

工業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)§1機(jī)構(gòu)的組成§2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖§3平面機(jī)構(gòu)的自由度第四章機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及平面機(jī)構(gòu)自由度機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度§1機(jī)構(gòu)的組成一、運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副：構(gòu)件間直接接觸的動(dòng)聯(lián)接。

零件靜聯(lián)接

構(gòu)件動(dòng)聯(lián)接

機(jī)構(gòu)

機(jī)器協(xié)調(diào)組合曲柄滑塊機(jī)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度

平面低副——面接觸a）回轉(zhuǎn)副（鉸鏈）——相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)b）移動(dòng)副——相對(duì)移動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度

平面高副——點(diǎn)、線接觸

空間運(yùn)動(dòng)副球面副螺旋副機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度二、運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈：兩個(gè)以上構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副連接而構(gòu)成的可動(dòng)系統(tǒng)。

閉式鏈?zhǔn)孜矁蓸?gòu)件相互連接形成一個(gè)封閉的可動(dòng)系統(tǒng)。

開式鏈?zhǔn)孜矁蓸?gòu)件不相互連接，形成一個(gè)非封閉的可動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度三、機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)：在運(yùn)動(dòng)鏈中，將某一構(gòu)件固定作為機(jī)架。機(jī)架：4原動(dòng)件：1從動(dòng)件：2、3平面機(jī)構(gòu)：各構(gòu)件在同一平面或平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)?？臻g機(jī)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：用簡(jiǎn)單線條、符號(hào)表達(dá)復(fù)雜機(jī)械中各

構(gòu)件的相互聯(lián)系、運(yùn)動(dòng)特性。2134567,8§2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度

識(shí)別構(gòu)件；

確定構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系(運(yùn)動(dòng)副)；

選擇視圖、定比例作圖。

對(duì)現(xiàn)有機(jī)器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析。

新機(jī)器的方案設(shè)計(jì)、方案比較及主要參數(shù)的確定。一、功用二、作圖方法機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度14例1：偏心輪滑塊機(jī)構(gòu)ABOe解：1)識(shí)別構(gòu)件1——機(jī)架2——偏心輪3——連桿4——滑塊2)確定運(yùn)動(dòng)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(dòng)副233)選視圖，定比例，作圖。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度例：凸輪機(jī)構(gòu)解：1）識(shí)別構(gòu)件1——機(jī)架;2——凸輪;3——從動(dòng)桿2）確定運(yùn)動(dòng)關(guān)系1-2:回轉(zhuǎn)副A;2-3:高副B;3-1:移動(dòng)副CABe32C13)作圖機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度例：顎式破碎機(jī)解：1）識(shí)別構(gòu)件1——曲軸；2、3、4——從動(dòng)件；5——?jiǎng)宇€板；6——機(jī)架2）確定運(yùn)動(dòng)關(guān)系1-6：回轉(zhuǎn)副O(jiān)；1-2：回轉(zhuǎn)副A2-3：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）作圖機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度抽水機(jī)機(jī)構(gòu)沖孔機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)插齒機(jī)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度平面機(jī)構(gòu)——機(jī)構(gòu)中所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件在同一平面或平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。自由度——獨(dú)立的自由運(yùn)動(dòng)。

運(yùn)動(dòng)副對(duì)自由度的影響oxy

一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有3個(gè)自由度。約束——對(duì)構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的限制?！?平面機(jī)構(gòu)的自由度一、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度

引入一個(gè)回轉(zhuǎn)副后，構(gòu)件失去2個(gè)自由度。

引入一個(gè)高副后，構(gòu)件失去1個(gè)自由度。結(jié)論：平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)低副約束2個(gè)自由度，每個(gè)高副約束1個(gè)自由度。

引入一個(gè)移動(dòng)副后，構(gòu)件失去2個(gè)自由度。oxyoxyyox機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度

自由度計(jì)算公式及意義

設(shè)由N個(gè)構(gòu)件組成的平面機(jī)構(gòu)，活動(dòng)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=3n-2PL-PHF=3×3-2×4=1該機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)。F=3×4-2×5=2該機(jī)構(gòu)無確定運(yùn)動(dòng)。若4也為原動(dòng)件,則有確定運(yùn)動(dòng)。F=3×2-2×3=0該機(jī)構(gòu)為桁架，無法運(yùn)動(dòng)。12345ABCDE例：1234ABCD123ACBC’D’機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度結(jié)論：平面機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)確定的運(yùn)動(dòng)，必須滿足以下條件：

1、F>02、原動(dòng)件數(shù)目=F。F=3×10-2×11-1=7??機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度.復(fù)合鉸鏈：多個(gè)構(gòu)件在同一軸線上用回轉(zhuǎn)副相聯(lián)。如圖：三個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈構(gòu)

成了2個(gè)回轉(zhuǎn)副。同理：m個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，構(gòu)成m-1個(gè)回轉(zhuǎn)副?？梢园C(jī)架。如：123二、應(yīng)注意的幾個(gè)問題機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度.局部自由度圖示凸輪機(jī)構(gòu)：n=3PH=1PL=3F=3×3-2×3-1=2滾子3的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)——局部自由度。正確的計(jì)算方法：將滾子與從動(dòng)件焊接在一起（如圖）F=3×2-2×2-1=1該機(jī)構(gòu)是否有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)呢？機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度注意：虛約束雖不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，但可改善受載狀況。常見的虛約束：多以對(duì)稱結(jié)構(gòu)出現(xiàn)虛約束虛約束虛約束虛約束虛約束機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度例：解：機(jī)構(gòu)中B、C、D、E處均為復(fù)合鉸鏈，每處有2個(gè)回轉(zhuǎn)副。F=3×7-2×10=1若lCE=lDE，lBC=lBD=lCF=lDF，則F沿mm水平移動(dòng)——圓盤鋸機(jī)構(gòu)。解：首先去掉虛約束。虛約束共有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，7個(gè)低副。該機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)。F=3×5-2×7=1該機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)。12345機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自由度虛約束解：去掉機(jī)構(gòu)中的虛約束。共有7個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，10個(gè)低副。F=3×7-2×10=11234567該機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)。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(gè)活動(dòng)構(gòu)件，8個(gè)低副，1個(gè)高副，三角形框架可視為1個(gè)構(gòu)件。123456F=3×6-2×8