機(jī)械設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)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(yùn)動(dòng)副：構(gòu)件間的動(dòng)聯(lián)接。 零零 件件靜聯(lián)接靜聯(lián)接 構(gòu)構(gòu) 件件動(dòng)聯(lián)接動(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)b b）移動(dòng)副移動(dòng)副相對(duì)移動(dòng)相對(duì)移動(dòng)4 平面高副平面高副點(diǎn)、線接觸點(diǎn)、線接觸 空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副5運(yùn)動(dòng)鏈：兩個(gè)以上構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而構(gòu)成的可動(dòng)系統(tǒng)。 閉式鏈閉式鏈?zhǔn)孜矁蓸?gòu)件相互連接形成一個(gè)封閉的可動(dòng)系統(tǒng)。 開開式式鏈鏈?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)。6機(jī)構(gòu)

2、：在運(yùn)動(dòng)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(dòng)件：原動(dòng)件：1 1從動(dòng)件：從動(dòng)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(yùn)動(dòng)?？臻g機(jī)構(gòu)7：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。2134567,88 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。u 對(duì)現(xiàn)有機(jī)器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析。u 新機(jī)器的方案設(shè)計(jì)、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(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

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(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CABe32 C13) 作圖11例例：顎式破碎機(jī)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動(dòng)顎板；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(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)。o

4、ox xy y 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。15 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， 引入一個(gè)移動(dòng)副后，構(gòu)件失去2個(gè)自由度。oxyoxyyox16 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=33-24=1該機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)。F=34-25=2該機(jī)構(gòu)無(wú)確定運(yùn)動(dòng)。若4也為原動(dòng)件,則有確定運(yùn)動(dòng)。F=32-23=0該機(jī)構(gòu)為桁架，無(wú)法運(yùn)動(dòng)。12345ABCDE例：1234ABCD123ACBCD17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

5、： 。F=310-211-1=7 ?18：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：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(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)件在一起（如圖）F=32-22-1=120EABCDF注意：局部自由度雖不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，但可將 滑動(dòng)摩擦滾動(dòng)摩擦，從而，磨損。常見(jiàn)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(wú)法運(yùn)動(dòng)。21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(jiàn)的虛約

6、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(gè)回轉(zhuǎn)副。F=37-210=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=35-27=1該機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)。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(gè)活動(dòng)構(gòu)件，10個(gè)低副。F=37-210=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