平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日機(jī)構(gòu)：具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的組合機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)空間機(jī)構(gòu)

所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)構(gòu)件不在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)內(nèi)容平面機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的檢驗(yàn)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法第二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)自由度和運(yùn)動(dòng)副

平面內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件：有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性，即三個(gè)自由度一、構(gòu)件的自由度構(gòu)件的自由度：構(gòu)件作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性分析自由構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)第三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日二、運(yùn)動(dòng)副和約束的概念１.運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副：兩構(gòu)件間的既保持直接接觸，又能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接如圖所示單缸內(nèi)燃機(jī)，活塞相對(duì)連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，而相對(duì)于機(jī)架移動(dòng)，活塞與連桿、與機(jī)架分別構(gòu)成了運(yùn)動(dòng)副。兩構(gòu)件形成運(yùn)動(dòng)副的條件兩構(gòu)件間的必須保持直接接觸兩構(gòu)件間的必須能作相對(duì)運(yùn)動(dòng)分析圖示鉸鏈形成的運(yùn)動(dòng)副個(gè)數(shù)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副第四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日2.約束

約束：運(yùn)動(dòng)副限制構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的作用

三、運(yùn)動(dòng)副的分類高副兩構(gòu)件接觸點(diǎn)面線低副第五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日1.平面低副（1）轉(zhuǎn)動(dòng)副（鉸鏈）

3）轉(zhuǎn)動(dòng)副的符號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副兩個(gè)構(gòu)件間只能作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)構(gòu)件間只能作相對(duì)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)按相對(duì)運(yùn)動(dòng)特征不同

低副1）轉(zhuǎn)動(dòng)副的結(jié)構(gòu)：兩構(gòu)件通過(guò)圓柱面接觸

運(yùn)動(dòng)演示2）轉(zhuǎn)動(dòng)副的特點(diǎn)：保留一個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，

引入2個(gè)約束，保留1個(gè)自由度。第六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日１）移動(dòng)副的結(jié)構(gòu)：兩構(gòu)件通過(guò)平面接觸

運(yùn)動(dòng)演示（2）移動(dòng)副2）移動(dòng)副的特點(diǎn)：只保留一個(gè)相對(duì)移動(dòng)

引入2個(gè)約束，保留1個(gè)自由度３）移動(dòng)副的符號(hào)：平面低副引入2個(gè)約束，保留1個(gè)自由度。第七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日２．平面高副（１）平面高副的結(jié)構(gòu)：兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)線接觸①齒輪副；②凸輪副（２）平面高副的特點(diǎn)：保留了繞接觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)和沿接觸點(diǎn)切線t-t方向的移動(dòng)，引入一個(gè)約束，即限制了沿法線n-n方向的移動(dòng)，兩個(gè)自由度

（３）平面高副的符號(hào)122122

①齒輪副

②凸輪副第八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日四、構(gòu)件的符號(hào)及分類１.構(gòu)件的符號(hào)（１）參與形成兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件（２）參與形成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件第九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日２.構(gòu)件的分類（１）機(jī)架：機(jī)構(gòu)中固定的構(gòu)件。畫斜線——固定件（２）原動(dòng)件：接受外部給定運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)件——輸入構(gòu)件、主動(dòng)件。（３）從動(dòng)件：隨原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)件第十頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1.分析機(jī)構(gòu)，觀察相對(duì)運(yùn)動(dòng)，數(shù)清所有構(gòu)件的數(shù)目和構(gòu)件類型（機(jī)架、主動(dòng)件、從動(dòng)件）2.確定所有運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目；3.選定視圖平面，畫機(jī)構(gòu)示意圖（用規(guī)定符號(hào)，暫不考慮實(shí)際尺寸）

4.確定比例尺；5.用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制成簡(jiǎn)圖。（從原動(dòng)件開始畫)）平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：用運(yùn)動(dòng)副符號(hào)和用簡(jiǎn)單線條表示構(gòu)件，按比例繪出簡(jiǎn)明圖形來(lái)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析的簡(jiǎn)明圖形步驟：

第十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日例：顎式破碎機(jī)A1234BCD運(yùn)動(dòng)分析第十二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件

１.機(jī)構(gòu)自由度概念：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所能具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。

２.計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度一、機(jī)構(gòu)的自由度及其計(jì)算設(shè)n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，PL個(gè)低副，PH個(gè)高副n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件具有３n個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)由于１個(gè)平面低副引入2個(gè)約束，減少２個(gè)自由度。PL個(gè)低副將減少２PL個(gè)自由度；由于１個(gè)平面高副引入１個(gè)約束，減少１個(gè)自由度。PH個(gè)高副將減少PH個(gè)自由度。因此，機(jī)構(gòu)自由度為：第十三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件

示例分析示例１：三角架構(gòu)件間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)→剛性桁架

示例２：（多一個(gè)約束）超靜定桁架示例３：四桿機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度

第十四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日示例４：四桿機(jī)構(gòu)，兩個(gè)原動(dòng)件原動(dòng)件數(shù)>F，機(jī)構(gòu)破壞示例５：五桿機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)<機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定（任意亂動(dòng)）

第十五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日F≤0，構(gòu)件間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不成為機(jī)構(gòu)。F>0,原動(dòng)件數(shù)=F，相對(duì)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)<F，相對(duì)運(yùn)動(dòng)不確定原動(dòng)件數(shù)>F，機(jī)構(gòu)破壞結(jié)論機(jī)構(gòu)(運(yùn)動(dòng)鏈)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件為：原動(dòng)件數(shù)=自由度數(shù)且大于零（F>0）第十六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日三、幾種特殊情況的處理１.復(fù)合鉸鏈由兩個(gè)以上構(gòu)件在一處產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)副處理：m個(gè)構(gòu)件同時(shí)在一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)，它必然構(gòu)成（

m-1）個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。123第十七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日例：試計(jì)算圖示平面直線的機(jī)構(gòu)自由度。平面直線機(jī)構(gòu)

Ｆ＝3n-2PL-PH=3×-2×-

=7140-7×Ｆ＝3n-2PL-PH=3×-2×-

=71001√第十八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日2.局部自由度局部自由度:不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的、局部的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)例如：圖示滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)處理：設(shè)想將形成局部自由度的兩構(gòu)件焊接成一體或去除不計(jì)

。例：計(jì)算上述滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的自由度F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－

331＝

2×F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－221＝

1√第十九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日3．虛約束：在特殊的幾何條件下，有些約束所起的限制作用是重復(fù)的，這種不起獨(dú)立限制作用的約束稱為虛約束。

例如：圖示凸輪機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)移動(dòng)副（Ｃ、Ｃ′）所起的限制作用是一樣的，即其中一個(gè)是起重復(fù)約束作用。

處理：應(yīng)除去虛約束

例：計(jì)算上述凸輪機(jī)構(gòu)的自由度F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－

２31＝

－１×F＝3n－2PL－PH

＝3

－2

－221＝

1√第二十頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日２）兩構(gòu)件在同一軸線上形成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。１）兩構(gòu)件在同一導(dǎo)路或平行導(dǎo)路上形成多個(gè)移動(dòng)副，如上述凸輪機(jī)構(gòu)。

3）用一構(gòu)件和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副去連接兩構(gòu)件上距離始終不變的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)。4）用一構(gòu)件和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副去聯(lián)接兩構(gòu)件上距離始終不變的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)和一個(gè)固定點(diǎn)。5）原動(dòng)件與輸出構(gòu)件之間采用多組完全相同的運(yùn)動(dòng)鏈。

平面