機械設(shè)計基礎(chǔ)自由度

工業(yè)設(shè)計機械基礎(chǔ)§1機構(gòu)的組成§2機構(gòu)運動簡圖§3平面機構(gòu)的自由度第四章機構(gòu)運動簡圖及平面機構(gòu)自由度§1機構(gòu)的組成一、運動副運動副：構(gòu)件間直接接觸的動聯(lián)接。

零件靜聯(lián)接

構(gòu)件動聯(lián)接

機構(gòu)

機器協(xié)調(diào)組合曲柄滑塊機構(gòu)平面低副——面接觸a）回轉(zhuǎn)副（鉸鏈）——相對轉(zhuǎn)動b）移動副——相對移動平面高副——點、線接觸空間運動副球面副螺旋副二、運動鏈運動鏈：兩個以上構(gòu)件通過運動副連接而構(gòu)成的可動系統(tǒng)。閉式鏈首尾兩構(gòu)件相互連接形成一個封閉的可動系統(tǒng)。

開式鏈首尾兩構(gòu)件不相互連接，形成一個非封閉的可動系統(tǒng)。三、機構(gòu)機構(gòu)：在運動鏈中，將某一構(gòu)件固定作為機架。機架：4原動件：1從動件：2、3平面機構(gòu)：各構(gòu)件在同一平面或平行平面內(nèi)運動?？臻g機構(gòu)機構(gòu)運動簡圖：用簡單線條、符號表達復(fù)雜機械中各

構(gòu)件的相互聯(lián)系、運動特性。2134567,8§2機構(gòu)運動簡圖識別構(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。

對現(xiàn)有機器進行運動分析和受力分析。

新機器的方案設(shè)計、方案比較及主要參數(shù)的確定。一、功用二、作圖方法14例1：偏心輪滑塊機構(gòu)ABOe解：1)識別構(gòu)件1——機架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)選視圖，定比例，作圖。例：凸輪機構(gòu)解：1）識別構(gòu)件1——機架;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CABe32C13)作圖例：顎式破碎機解：1）識別構(gòu)件1——曲軸；2、3、4——從動件；5——動顎板；6——機架2）確定運動關(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）作圖抽水機機構(gòu)沖孔機構(gòu)縫紉機下針機構(gòu)插齒機構(gòu)平面機構(gòu)——機構(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。

運動副對自由度的影響oxy

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。§3平面機構(gòu)的自由度一、機構(gòu)具有確定運動的條件

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：平面機構(gòu)中，每個低副約束2個自由度，每個高副約束1個自由度。

引入一個移動副后，構(gòu)件失去2個自由度。oxyoxyyox

自由度計算公式及意義

設(shè)由N個構(gòu)件組成的平面機構(gòu)，活動構(gòu)件數(shù)為

n=N-1，低副數(shù)為PL，高副數(shù)為PH，則機構(gòu)的自由度F為：F=3n-2PL-PHF=3×3-2×4=1該機構(gòu)有確定運動。F=3×4-2×5=2該機構(gòu)無確定運動。若4也為原動件,則有確定運動。F=3×2-2×3=0該機構(gòu)為桁架，無法運動。12345ABCDE例：1234ABCD123ACBC’D’結(jié)論：平面機構(gòu)要實現(xiàn)確定的運動，必須滿足以下條件：

1、F>02、原動件數(shù)目=F。F=3×10-2×11-1=7??.復(fù)合鉸鏈：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：m個構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，構(gòu)成m-1個回轉(zhuǎn)副。可以包括機架。如：123二、應(yīng)注意的幾個問題.局部自由度圖示凸輪機構(gòu)：n=3PH=1PL=3F=3×3-2×3-1=2滾子3的轉(zhuǎn)動不會影響整個機構(gòu)的運動——局部自由度。正確的計算方法：將滾子與從動件焊接在一起（如圖）F=3×2-2×2-1=1該機構(gòu)是否有確定的相對運動呢？EABCDF注意：局部自由度雖不影響整個機構(gòu)的運動，但可將滑動摩擦→滾動摩擦，從而↑η，↓磨損。常見的局部自由度：小滾子.虛約束圖示機構(gòu)：F=3×4-2×6=0構(gòu)件3：重復(fù)約束——虛約束F=3×3-2×4=1F=0，機構(gòu)無法運動。去掉虛約束：該機構(gòu)是否有確定相對運動呢？注意：虛約束雖不影響整個機構(gòu)的運動，但可改善受載狀況。常見的虛約束：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例：解：機構(gòu)中B、C、D、E處均為復(fù)合鉸鏈，每處有2個回轉(zhuǎn)副。F=3×7-2×10=1若lCE=lDE，lBC=lBD=lCF=lDF，則F沿mm水平移動——圓盤鋸機構(gòu)。解：首先去掉虛約束。虛約束共有5個活動構(gòu)件，7個低副。該機構(gòu)有確定運動。F=3×5-2×7=1該機構(gòu)有確定運動。12345虛約束解：去掉機構(gòu)中的虛約束。共有7個活動構(gòu)件，10個低副。F=3×7-2×10=11234567該機構(gòu)有確定運動。解：去掉機構(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