機械設(shè)計基礎(chǔ)第一章

1、 運動副及其分類 平面機構(gòu)運動簡圖 平面機構(gòu)的自由度 速度瞬心及其在機構(gòu)速度分析上的應(yīng)用 定義：兩構(gòu)件定義：兩構(gòu)件直接接觸直接接觸并能產(chǎn)生并能產(chǎn)生一定相對運動一定相對運動的的可動聯(lián)接可動聯(lián)接稱稱 為為運動副運動副。 例如例如齒輪與齒輪的聯(lián)接齒輪與齒輪的聯(lián)接; 軸徑與軸承間的聯(lián)接。軸徑與軸承間的聯(lián)接。 作用：作用：限制構(gòu)件的某些獨立運動限制構(gòu)件的某些獨立運動,使自由度減少。使自由度減少。 約束：運動副對構(gòu)件獨立約束：運動副對構(gòu)件獨立 運動運動 的限制稱為運動副的的限制稱為運動副的約約 束束，它所限制獨立運動的數(shù)目稱為運動副的，它所限制獨立運動的數(shù)目稱為運動副的約束數(shù)約束數(shù)。 機械零件機械零件構(gòu)件

2、構(gòu)件 機構(gòu)機構(gòu)機器機器 靜連接動連接 （運動副） 與動力 結(jié)合 機構(gòu)簡圖繪制機構(gòu)簡圖繪制 平面機構(gòu)的自由度計算平面機構(gòu)的自由度計算 平面機構(gòu)自由度計算平面機構(gòu)自由度計算 （1）移動副）移動副 1 低副低副 1 2 x y （2）回轉(zhuǎn)副）回轉(zhuǎn)副 y x 2 1 2 高副高副 1 2 t t n n A 結(jié)論結(jié)論: 每個低副引入兩個約束，使機構(gòu)失去兩個自由度；每個低副引入兩個約束，使機構(gòu)失去兩個自由度； 每個高副引入一個約束，使機構(gòu)失去一個自由度。每個高副引入一個約束，使機構(gòu)失去一個自由度。 如果一個平面機構(gòu)中有如果一個平面機構(gòu)中有n個活動構(gòu)件（機架不計在個活動構(gòu)件（機架不計在 內(nèi)）；其中有內(nèi)）；

3、其中有PL個低副和個低副和 PH個高副。個高副。 這些活動構(gòu)件在未用運動副聯(lián)接之前的自由度總數(shù)這些活動構(gòu)件在未用運動副聯(lián)接之前的自由度總數(shù) 為為 3n。 當(dāng)用當(dāng)用 PL個低副和個低副和 PH個高副聯(lián)接成機構(gòu)之后，全部個高副聯(lián)接成機構(gòu)之后，全部 運動副所引入的約束為運動副所引入的約束為 2PL+PH 該機構(gòu)的自由度數(shù)該機構(gòu)的自由度數(shù) F 為：為： F = 3n-2PL-PH（1-1） 式（式（1-1）就是平面機構(gòu)自由度的計算公式。由公）就是平面機構(gòu)自由度的計算公式。由公 式可知，式可知，機構(gòu)自由度機構(gòu)自由度F 取決于活動構(gòu)件的數(shù)目以及運動取決于活動構(gòu)件的數(shù)目以及運動 副的性質(zhì)和數(shù)目。副的性質(zhì)和數(shù)

4、目。 機構(gòu)的自由度必須大于零，機構(gòu)才能夠運動，否機構(gòu)的自由度必須大于零，機構(gòu)才能夠運動，否 則成為桁架。則成為桁架。 機構(gòu)的自由度也即是機構(gòu)所具有的獨立運動的個數(shù)。機構(gòu)的自由度也即是機構(gòu)所具有的獨立運動的個數(shù)。 從動件是不能獨立運動的，只有原動件才能獨立運動從動件是不能獨立運動的，只有原動件才能獨立運動。 通常每個原動件只具有一個獨立運動，因此，機通常每個原動件只具有一個獨立運動，因此，機 構(gòu)自由度必定與原動件的數(shù)目相等。構(gòu)自由度必定與原動件的數(shù)目相等。 1 A B 1 5 4 4 D D 3 C C 2 E 1 1、復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈：兩個以上構(gòu)件在同一點構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。：兩個以上構(gòu)件在同一點構(gòu)成

5、轉(zhuǎn)動副。 k k個構(gòu)件匯交組成個構(gòu)件匯交組成k-1k-1個回轉(zhuǎn)副。個回轉(zhuǎn)副。 1 07253 23 hl ppnF P24是構(gòu)件是構(gòu)件2和構(gòu)件和構(gòu)件4的同速點，因此通過的同速點，因此通過P24可以求出構(gòu)可以求出構(gòu) 件件4和構(gòu)件和構(gòu)件2的角速比的角速比 構(gòu)件構(gòu)件4繞絕對瞬心繞絕對瞬心P14轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動， 構(gòu)件構(gòu)件4上上P24的絕對速度為的絕對速度為 1424 424ppP lv 構(gòu)件構(gòu)件2繞絕對瞬心繞絕對瞬心P12轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動， 構(gòu)件構(gòu)件2上上P24的絕對速度為的絕對速度為 1224 224ppP lv 14241224 42pppp ll 1224 1424 4 2 1224 1424 pp pp l l pp pp 兩構(gòu)件的角速度與其絕對瞬心