機械設計基礎項目一任務二、內(nèi)燃機機構運動簡圖的繪課件

任務一認識機械項目一內(nèi)燃機的機械系統(tǒng)分析任務一認識機械項目一內(nèi)燃機的機械系統(tǒng)分析任務二機構運動簡圖的繪制及機構結構分析項目一內(nèi)燃機的機械系統(tǒng)分析任務二項目一內(nèi)燃機的機械系統(tǒng)分析由幾個構件組成？

構件之間怎么連接？

真的能按要求運動嗎？

一、任務引入由幾個構件組成？構件之間怎么連接？真的能按要求運動嗎？機械設計基礎項目一任務二、內(nèi)燃機機構運動簡圖的繪課件畫機構運動簡單圖表達結構原理、運動關系在對舊機器進行改進和設計新機器時：分析運動鏈的運動確定性二、任務分析如何表達你的構思畫出構件及相對位置畫出構件連接方式畫機構運動簡單圖表達結構原理、運動關系在對舊機器進行改進和1.熟練掌握運動副、約束和自由度等基本概念2.能看懂和繪制一般平面機構的運動簡圖；3.掌握機構具有確定運動的條件；4.了解計算平面機構自由度的目的，掌握平面機構自由度的計算方法，能夠準確判別機構中存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束；三、任務目標1.熟練掌握運動副、約束和自由度等基本概念三、任務目標知識點1機構結構分析的內(nèi)容及目的知識點2機構的組成知識點3機構運動簡圖的繪制知識點4機構自由度的計算知識點5機構具有確定運動的條件知識點6計算平面機構自由度應注意事項四、相關知識點知識點1機構結構分析的內(nèi)容及目的四、相關知識點自由度的計算中復合餃鏈、局部自由度、虛約束的判斷。運動副及其分類機構運動簡圖的繪制

平面機構的自由度計算重點難點學習小提示自由度的計算中復合餃鏈、局部自由度、虛運動副及其分類重知識點1.機構結構分析的內(nèi)容及目的1.研究機構的組成及其具有確定運動的條件▲弄清機構包含哪幾個部分;▲各部分如何相聯(lián)？▲以及怎樣的結構才能保證具有確定的相對運動？

這對于設計新的機構顯得尤其重要。知識點1.機構結構分析的內(nèi)容及目的1.研究機構的組成及其具有4.研究機構的組成原理目的是搞清楚按何種規(guī)律組成的機構能滿足運動確定性的要求。2.繪制機構運動簡圖目的是為運動分析和動力分析作準備。3.按結構特點對機構進行分類

不同的機構都有各自的特點，把各種機構按結構加以分類，其目的是按其分類建立運動分析和動力分析的一般方法。4.研究機構的組成原理2.繪制機構運動簡圖3.按結構特點對機構件與零件1運動副2運動鏈3機構4知識點2機構的組成構件與零件1運動副2運動鏈3構件動連接運動鏈組合機器稱為運動副

機構是一個構件系統(tǒng)，為了傳遞運動和動力，各構件之間必須通過一定的聯(lián)接而產(chǎn)生確定的相對運動。機構一定條件構件動連接運動鏈組合機器稱為運動副機構是一個構件系零件：單獨加工的制造單元體構件：每一個獨立影響機構功能并且能單獨運動的單元體,一個構件可以由一個或多個零件組成。構件與零件1零件：單獨加工的制造單元體構件：每一個獨立影響機構功能構件與1、定義：兩個構件之間直接接觸所形成的可動聯(lián)接運動副是一種聯(lián)接形成運動副的兩個構件直接接觸兩者之間允許一定的相對運動機構中每個構件至少和另外一個構件通過運動副聯(lián)接運動副21、定義：兩個構件之間直接接觸所形成的可動聯(lián)接運動副是一種2、運動副元素：兩個構件上參與接觸構成運動副的部分（點、線、面）.運動副元素2、運動副元素：兩個構件上參與接觸構成運動副的部分（點、線、3.自由度與約束：自由度：構件所具有的獨立運動的數(shù)目，或確定構件位置所需的獨立變量的數(shù)目作空間運動的自由構件：F=6一個作平面運動的自由構件：F=3oxyZθ(x,y)F=3

約束：運動副對構件獨立運動所加的限制運動副引入的約束數(shù)等于兩構件相對自由度減少的數(shù)目。3.自由度與約束：作空間運動的自由構件：F=6oxyZ4.運動副的分類：1)按照運動副的相對運動范圍分平面運動副(√）、空間運動副2)按照運動副的接觸形式分類低副、高副低副：2個約束，1個自由度高副：1個約束，2個自由度4.運動副的分類：1)按照運動副的相對運動范圍分平面運動球面副螺旋副球面副螺旋副3).按運動副相對運動形式分轉(zhuǎn)動副移動副3).按運動副相對運動形式分轉(zhuǎn)動副移動副按接觸形式分類：按相對運動形式分類：按相對運動范圍分類：平面運動副低副移動副按接觸形式分類：平面運動副低副移動副低副機構高副機構低副機構高副機構運動鏈：兩個或兩個以上的構件通過運動副聯(lián)接而構成的系統(tǒng)開式運動鏈（開鏈）運動鏈的各構件未構成首末封閉系統(tǒng)閉式運動鏈（閉鏈）運動鏈的各構件構成首末封閉的系統(tǒng)運動鏈3運動鏈：兩個或兩個以上的構件通過運動副聯(lián)接而構成的系機構：在運動鏈中，如果將某一個構件加以固定，而讓另一個或幾個構件按給定運動規(guī)律相對固定構件運動時，如果運動鏈中其余各活動構件都有確定的相對運動，則此運動鏈稱為機構。機構是具有確定運動的運動鏈。機構4機構：在運動鏈中，如果將某一個構件加以固定，而讓另一個或幾機架原動件從動件若干個1個1個或幾個機構的組成：機構＝構件+運動副機架＋原動件＋從動件機架原動件從動件若干個1個1個或幾個機構的組成：機架＋原動件閉式鏈機構開式鏈機構閉式鏈機構開式鏈機構構件動連接運動鏈組合機器稱為運動副

機構是一個構件系統(tǒng)，為了傳遞運動和動力，各構件之間必須通過一定的聯(lián)接而產(chǎn)生確定的相對運動。機構一定條件構件動連接運動鏈組合機器稱為運動副機構是一個構件系零件剛性聯(lián)接構件活動聯(lián)接運動副運動鏈給定機架、原動件機構電器、液壓等控制部分機器輔助部分小結零件剛性聯(lián)接構件活動聯(lián)接運動副運動鏈給定機架、原動件機構電器運動鏈具有確定的相對運動機構桁架運動鏈相對運動不確定無相對運動運動鏈具有確定的相對運動機構桁架運動鏈相對運動不確定定義1繪制簡圖的目的2運動鏈和構件的表示方法3運動簡圖的繪制4知識點3機構運動簡圖定義1繪制簡圖的目的2運動鏈和構件的表示方撇開構件的實際外形，而只考慮運動副的性質(zhì)及其位置。用國標規(guī)定的最簡單的線條和符號代表運動副和構件，按一定比例繪制的用以說明機構中各構件之間的相對運動關系的簡明圖形。機構運動簡圖與原機械具有完全相同運動特性。1221機構示意圖：沒嚴格按照比例繪制的機構運動簡圖定義1撇開構件的實際外形，而只考慮運動副的性質(zhì)及其位置。用

1.簡明表達一部機器的的運動原理，表示機構的結構和運動情況。2.作為運動分析和動力分析的依據(jù)。機構＝構件+運動副簡圖表示的內(nèi)容：構件的數(shù)目，運動副的類型、數(shù)目，運動尺寸，主、從動關系等。繪制簡圖的目的21.簡明表達一部機器的的運動原理，表示機構的結構和運動3.用于現(xiàn)有機械或新機械原理方案的設計、分析與討論重點在于機構的運動分析構件的具體結構、組成方式等在方案設計階段并不影響機構的運動特性運動副類型表明了構件之間的聯(lián)接關系和傳動方式構件的運動尺寸是運動分析的基礎3.用于現(xiàn)有機械或新機械原理方案的設計、分析與討論重點在于機：運動鏈和構件的表示方法3：運動鏈和構件的表示方法3桿、軸構件固定構件同一構件構件的表示方法:一般構件均用直線或小方塊等來表示，畫有斜線的表示機架。桿、軸構件固定構件同一構件構件的表示方法:一般構件均三副構件兩副構件四副構件三副構件兩副構件四副構件常見運動副的表示符號:國標GB/T4460－1984常見運動副的表示符號:國標GB/T4460－1984名稱運動副符號兩運動構件構成的運動副轉(zhuǎn)動副移動副121212121212121212121212兩構件之一為固定時的運動副122121平面運動副12名稱運動副符號兩運動構件構成的運動副轉(zhuǎn)動副移動副121212平面高副螺旋副21121221211212球面副球銷副121212空間運動副121212平面高副螺旋副21121221211212球121212空間常用機構運動簡圖符號在機架上的電機帶傳動凸輪傳動棘輪機構常用機構運動簡圖符號在機架上的電機帶傳動凸輪傳動棘輪機構鏈傳動外嚙合圓柱齒輪傳動內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動齒輪齒條傳動鏈傳動外嚙合圓柱齒輪傳動內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動齒輪齒條傳動圓錐齒輪傳動圓柱蝸桿蝸輪傳動圓錐齒輪傳動圓柱蝸桿蝸輪傳動原動機原動機注意事項:

畫構件時應撇開構件的實際外形，而只考慮運動副的性質(zhì)。注意事項:畫構件時應撇開構件的實際外形，而只繪制小型壓力機的機構運動簡圖1.分析整個機構的工作原理及組成動作原理和運動情況例一:解:運動簡圖的繪制4繪制小型壓力機的機構運動簡圖1.分析整個機構的工作原理及組成編號原則：注意區(qū)分位置重疊的不同構件和同軸剛性聯(lián)接的多個零件。前者分別編號，后者采用一個編號，加`以示區(qū)別。機構組成:確定構件的類型和數(shù)量偏心輪1齒輪1`

桿件2齒輪6`

桿件3槽凸輪6

桿件4

滑塊7

壓頭8原動件執(zhí)行構件齒輪6′槽凸輪6桿件3桿件2機座9齒輪1′偏心輪1壓桿8滑塊7桿件4滾子5編號原則：注意區(qū)分位置重疊的不同構件和同軸剛性聯(lián)接的多個零件2.沿著傳動路線，分析相鄰構件之間的相對運動關系，確定運動副的類型和數(shù)目。轉(zhuǎn)動副移動副平面高副9——1-1′1——22——33——44——59——6-6′7——83——98——94——71′——6′5——6齒輪6′槽凸輪6桿件3桿件2機座9齒輪1′偏心輪1壓桿8滑塊7桿件4滾子52.沿著傳動路線，分析相鄰構件之間的相對運動關系，確定運動副選擇原則1)清楚表達機構的主體部分；2)盡可能反映機構的全面運動；3)可以選擇其他視圖平面作為補充。常以機構的運動平面為投影面3.選擇適當?shù)囊晥D平面及原動件的靜態(tài)位置齒輪6′槽凸輪6桿件3桿件2機座9齒輪1′偏心輪1壓桿8滑塊7桿件4滾子5選擇原則常以機構的運動平面為投影面3.選擇適當4.繪圖選擇機架提取構件的運動尺寸確定比例尺選擇機構運動中的一個狀態(tài)確定各運動副位置，繪圖編號：A、B、C…表示運動副

1、2、3…表示構件

O1、O2…表示固定轉(zhuǎn)軸用箭頭表示出原動件的運動方向以O1為原點。a.坐標法b.幾何關系法4.繪圖選擇機架提取構件的運動尺寸確定比例尺選擇機構運動中內(nèi)燃機機構運動簡圖的繪制五、任務完成（1）內(nèi)燃機機構運動簡圖的繪制五、任務完成（1）機械設計基礎項目一任務二、內(nèi)燃機機構運動簡圖的繪課件自由構件的自由度1運動副引入的約束2運動鏈的自由度3知識點4機構自由度的計算自由構件的自由度1運動副引入的約束2運動鏈的自由度3知識點4單個自由構件的自由度為3自由構件的自由度1單個自由構件的自由度為3自由構件的自由度1自由構件的自由度數(shù)運動副自由度數(shù)約束數(shù)回轉(zhuǎn)副1（θ）+2（x，y）=3yx12Syx12xy12R=2,F=1R=2,F=1R=1,F=2移動副1（x）+2（y，θ）=3高副2（x,θ）+1（y）=3θ經(jīng)運動副相聯(lián)后，由于有約束，構件自由度會有變化：1運動副引入的約束2自由構運動副自由度數(shù)約束數(shù)yx12Syx12xy運動鏈的自由度：運動鏈中各構件相對于機架所能有的獨立運動的數(shù)目。運動鏈（設n個活動構件，PL個低副，PH個高副）自由度的計算公式：通過運動副聯(lián)接后，低副產(chǎn)生的約束數(shù)：高副產(chǎn)生的約束數(shù)：運動副聯(lián)接前自由度：計算公式:運動鏈的自由度3運動鏈的自由度：運動鏈中各構件相對于機架所能有的獨立運動的數(shù)計算平面運動鏈自由度12345PH=1PL=5n=4F

=3×4–2×5–1=1例三:計算平面運動鏈自由度12345PH=1PL=5知識點5機構機構具有確定運動的條件機構自由度F≤01機構自由度F>02運動鏈成為機構的條件3知識點5機構機構具有確定運動的條件機構自由度F≤01機機構的自由度數(shù)目和機構原動件的數(shù)目與機構的運動有著密切的關系：Fa=3×2-2×3=0Fb=3×3-2×5=-1F≤0運動鏈不能運動，不成為機構（多一個約束）超靜定桁架若機構自由度F≤0，則機構不能運動（桁架）。機構自由度F≤01機構的自由度數(shù)目和機構原動件的數(shù)目與Fa=3×2自由度與原動件數(shù)之間，會有以下幾種關系：1：原動件數(shù)小于自由度F＝3×4-2x5＝2當只給定原動件1的運動參數(shù)時，從動件2、3、4的位置不能確定，不具有確定的相對運動。只有給出兩個原動件，使構件1、4都處于給定位置，才能使從動件獲得確定運動。機構自由度F>02自由度與原動件數(shù)之間，會有以下幾種關系：1：原動件數(shù)小于自由2：原動件數(shù)大于自由度如果原動件1和原動件3的給定運動都要同時滿足，勢必將桿2拉斷!3：原動件數(shù)等于自由度數(shù)目則機構各構件間的相對運動是確定的；14123ABCDn=3,Pl=4,F=1如右圖F=3×3-2×4＝1<原動件數(shù)F＝3×4-2×4＝12：原動件數(shù)大于自由度如果原動件1和原動件3的給定運動都要同運動鏈中取一個構件相對固定作為機架，運動鏈相對于機架的自由度必須大于零，且原動件數(shù)目等于運動鏈自由度數(shù)。滿足此條件的運動鏈即成為機構，機構自由度的計算可采用運動鏈自由度的計算公式。運動鏈成為機構的條件3綜上所述可知，運動鏈成為機構的條件（機構具有確定運動的條件）是：F＞o且F等于原動件數(shù).運動鏈中取一個構件相對固定作為機架，運動鏈相對于機架的自知識點四計算平面機構自由度應注意事項復合鉸鏈1局部自由度2虛約束3知識點四計算平面機構自由度應注意事項復合鉸鏈計算圖示圓盤鋸機構的自由度。解：活動構件數(shù)n=7低副數(shù)PL=6F=3n－2PL

－PH

高副數(shù)PH=0=3×7－2×6－0=9計算結果肯定不對！構件數(shù)不會錯，肯定是低副數(shù)目搞錯了！例四:12345678ABCDEF復合鉸鏈1計算圖示圓盤鋸機構的自由度。解：活動構件數(shù)n=7低副數(shù)復合鉸鏈兩個以上的構件在同一處以轉(zhuǎn)動副聯(lián)接所構成的運動副。k

個構件在同一處構成復合鉸鏈，實際上構成了(k-1)個轉(zhuǎn)動副。解決方案復合鉸鏈解決方案上例：在B、C、D、E四處應各有2個運動副。重新計算圖示圓盤鋸機構的自由度。解：活動構件數(shù)n=7低副數(shù)PL=10F=3n－2PL

－PH

=3×7－2×10－0=1可以證明：F點的軌跡為一直線。圓盤鋸機構12345678ABCDEF上例：在B、C、D、E四處應各有2個運動副。重新計算圖示計算圖示兩種凸輪機構的自由度。解：PL=3=3×3－2×3－1=2PH=1對于右邊的機構，有：

F=3×2－2×2－1=1例五:n=3123123對于左邊機構

F=3n－2PL

－PH

事實上，兩個機構的運動相同，且F=1局部自由度2計算圖示兩種凸輪機構的自由度。解：PL=3=3×3個別構件所具有的，不影響整個機構運動的自由度稱為局部自由度。上例中滾子的轉(zhuǎn)動自由度并不影響整個機構的運動，屬局部自由度。個別構件所具有的，不影響整個機構運動的自由度稱為局部F=3n－2PL

－PH

－FP=3×3－2×3－1－1=1或計算時去掉滾子和鉸鏈：F=3×2－2×2－1=1滾子的作用：滑動摩擦滾動摩擦?！俺ァ敝赣嬎阒胁挥嬋耄⒎菍嶋H拆除。123123應除去局部自由度，即把滾子和從動件看作一個構件。解決方案F=3n－2PL－PH－FP或計算時去掉滾子和鉸鏈解：n=4，PL=6，F(xiàn)=3n－2PL

－PH

=3×4－2×6=0PH=01234ABCDEF已知：AB＝CD＝EF，計算圖示平行四邊形機構的自由度。例六:與實際不符重復出現(xiàn)的，對機構運動不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。虛約束3解：n=4，PL=6，F(xiàn)=3n－2PL－PHPH=因為：FE＝AB＝CD，故增加構件4前后E點的軌跡都是圓弧，構件4給機構引入三個自由度，四個約束。多出的一個約束對機構的運動不起獨立的限制作用，是虛約束，應去掉。1234ABCDEF應除去虛約束，即將產(chǎn)生虛約束的構件及運動副除去不計。解決方案因為：FE＝AB＝CD，故增加構件4前后E點的軌跡都是圓弧重新計算：n=3,PL=4,PH=0F=3n－2PL－PH

=3×3－2×4=1特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是：124ABCDE34FAB＝CD＝EF虛約束重新計算：n=3,PL=4,PH=0F=3n－2常出現(xiàn)虛約束的場合：

1.兩構件聯(lián)接前后，聯(lián)接點的軌跡重合，如平行四邊形機構、橢圓儀等。常出現(xiàn)虛約束的場合：如平行四邊形機構、橢圓儀等。2.兩構件構成多個移動副，且導路平行。計算中只計入一個移動副。3.兩構件構成多個轉(zhuǎn)動副，且同軸。只有一個轉(zhuǎn)動副起約束作用，其余為虛約束。計算中只計入一個轉(zhuǎn)動副。解決方案解決方案2.兩構件構成多個移動副，且導路平行。計算中只計入一個移4.運動時，兩構件上的兩點距離始終不變。兩點間用另一構件連接時，將產(chǎn)生虛約束。EF計算中應將產(chǎn)生虛約束的構件及運動副一起除去不計。解決方案4.運動時，兩構件上的兩點距離始終不變。兩點間用另一構件連接5.對運動不起作用的對稱部分。如多個行星輪。解決方案作者：潘存云教授計算中應將對稱部分除去不計。5.對運動不起作用的對稱部分。如多個行星輪。解決方案作者：6.兩構件構成高副，兩處接觸，且法線重合。如等寬凸輪W注意：法線不重合時，變成實際約束！AA’n1n1n2n2n1n1n2n2A’A解決方案計算中只計算一個高副。6.兩構件構成高副，兩處接觸，且法線重合。如等寬凸輪W注意：虛約束的作用：①改善構件的受力情況，如多個行星輪。②增加機構的剛度，如軸與軸承、機床導軌。③使機構運動順利，避免運動不確定，如車輪。注意：各種出現(xiàn)虛約束的場合都是有條件的!機構中虛約束是實際存在的，計算中所謂“除去不計”是從運動觀點分析做的假想處理，并非實際拆除。虛約束的作用：②增加機構的剛度，如軸與軸承、機床導軌。③使機CDABGFoEE'計算圖示大篩機構的自由度。位置C，2個低副復合鉸鏈:局部自由度1個虛約束E'n=7PL=9PH=1F=3n－2PL

－PH

=3×7－2×9－1=2例六:解:CDABGFoEE'計算圖示大篩機構的自由度。位置C，2個機械設計基礎項目一任務二、內(nèi)燃機機構運動簡圖的繪課件五、任務完成（2）計算內(nèi)燃機的自由度。由分析可知：內(nèi)燃機機構有7個可動構件8個低副(其中有3個移動副、5個轉(zhuǎn)動副)，4個高副。即n=7，PL=8，PH=4。所以，該機構的自由度為：F=3n-2PL-PH=3×7-2×8-4＝l五、任務完成（2）計算內(nèi)燃機的自由度。由分析可知：本章小結基本定義：構件、運動副、運動鏈、機構、機構運動簡圖、自由度、約束機構簡圖的作用和畫法平面機構自由度的計算方法，及機構中存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束的準確識別與處理方法運動鏈成為機構的條件。本章小結基本定義：構件、運動副、運動鏈、機構、機構運動簡任務一認識機械項目一內(nèi)燃機的機械系統(tǒng)分析任務一認識機械項目一內(nèi)燃機的機械系統(tǒng)分析任務二機構運動簡圖的繪制及機構結構分析項目一內(nèi)燃機的機械系統(tǒng)分析任務二項目一內(nèi)燃機的機械系統(tǒng)分析由幾個構件組成？

構件之間怎么連接？

真的能按要求運動嗎？

一、任務引入由幾個構件組成？構件之間怎么連接？真的能按要求運動嗎？機械設計基礎項目一任務二、內(nèi)燃機機構運動簡圖的繪課件畫機構運動簡單圖表達結構原理、運動關系在對舊機器進行改進和設計新機器時：分析運動鏈的運動確定性二、任務分析如何表達你的構思畫出構件及相對位置畫出構件連接方式畫機構運動簡單圖表達結構原理、運動關系在對舊機器進行改進和1.熟練掌握運動副、約束和自由度等基本概念2.能看懂和繪制一般平面機構的運動簡圖；3.掌握機構具有確定運動的條件；4.了解計算平面機構自由度的目的，掌握平面機構自由度的計算方法，能夠準確判別機構中存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束；三、任務目標1.熟練掌握運動副、約束和自由度等基本概念三、任務目標知識點1機構結構分析的內(nèi)容及目的知識點2機構的組成知識點3機構運動簡圖的繪制知識點4機構自由度的計算知識點5機構具有確定運動的條件知識點6計算平面機構自由度應注意事項四、相關知識點知識點1機構結構分析的內(nèi)容及目的四、相關知識點自由度的計算中復合餃鏈、局部自由度、虛約束的判斷。運動副及其分類機構運動簡圖的繪制

平面機構的自由度計算重點難點學習小提示自由度的計算中復合餃鏈、局部自由度、虛運動副及其分類重知識點1.機構結構分析的內(nèi)容及目的1.研究機構的組成及其具有確定運動的條件▲弄清機構包含哪幾個部分;▲各部分如何相聯(lián)？▲以及怎樣的結構才能保證具有確定的相對運動？

這對于設計新的機構顯得尤其重要。知識點1.機構結構分析的內(nèi)容及目的1.研究機構的組成及其具有4.研究機構的組成原理目的是搞清楚按何種規(guī)律組成的機構能滿足運動確定性的要求。2.繪制機構運動簡圖目的是為運動分析和動力分析作準備。3.按結構特點對機構進行分類

不同的機構都有各自的特點，把各種機構按結構加以分類，其目的是按其分類建立運動分析和動力分析的一般方法。4.研究機構的組成原理2.繪制機構運動簡圖3.按結構特點對機構件與零件1運動副2運動鏈3機構4知識點2機構的組成構件與零件1運動副2運動鏈3構件動連接運動鏈組合機器稱為運動副

機構是一個構件系統(tǒng)，為了傳遞運動和動力，各構件之間必須通過一定的聯(lián)接而產(chǎn)生確定的相對運動。機構一定條件構件動連接運動鏈組合機器稱為運動副機構是一個構件系零件：單獨加工的制造單元體構件：每一個獨立影響機構功能并且能單獨運動的單元體,一個構件可以由一個或多個零件組成。構件與零件1零件：單獨加工的制造單元體構件：每一個獨立影響機構功能構件與1、定義：兩個構件之間直接接觸所形成的可動聯(lián)接運動副是一種聯(lián)接形成運動副的兩個構件直接接觸兩者之間允許一定的相對運動機構中每個構件至少和另外一個構件通過運動副聯(lián)接運動副21、定義：兩個構件之間直接接觸所形成的可動聯(lián)接運動副是一種2、運動副元素：兩個構件上參與接觸構成運動副的部分（點、線、面）.運動副元素2、運動副元素：兩個構件上參與接觸構成運動副的部分（點、線、3.自由度與約束：自由度：構件所具有的獨立運動的數(shù)目，或確定構件位置所需的獨立變量的數(shù)目作空間運動的自由構件：F=6一個作平面運動的自由構件：F=3oxyZθ(x,y)F=3

約束：運動副對構件獨立運動所加的限制運動副引入的約束數(shù)等于兩構件相對自由度減少的數(shù)目。3.自由度與約束：作空間運動的自由構件：F=6oxyZ4.運動副的分類：1)按照運動副的相對運動范圍分平面運動副(√）、空間運動副2)按照運動副的接觸形式分類低副、高副低副：2個約束，1個自由度高副：1個約束，2個自由度4.運動副的分類：1)按照運動副的相對運動范圍分平面運動球面副螺旋副球面副螺旋副3).按運動副相對運動形式分轉(zhuǎn)動副移動副3).按運動副相對運動形式分轉(zhuǎn)動副移動副按接觸形式分類：按相對運動形式分類：按相對運動范圍分類：平面運動副低副移動副按接觸形式分類：平面運動副低副移動副低副機構高副機構低副機構高副機構運動鏈：兩個或兩個以上的構件通過運動副聯(lián)接而構成的系統(tǒng)開式運動鏈（開鏈）運動鏈的各構件未構成首末封閉系統(tǒng)閉式運動鏈（閉鏈）運動鏈的各構件構成首末封閉的系統(tǒng)運動鏈3運動鏈：兩個或兩個以上的構件通過運動副聯(lián)接而構成的系機構：在運動鏈中，如果將某一個構件加以固定，而讓另一個或幾個構件按給定運動規(guī)律相對固定構件運動時，如果運動鏈中其余各活動構件都有確定的相對運動，則此運動鏈稱為機構。機構是具有確定運動的運動鏈。機構4機構：在運動鏈中，如果將某一個構件加以固定，而讓另一個或幾機架原動件從動件若干個1個1個或幾個機構的組成：機構＝構件+運動副機架＋原動件＋從動件機架原動件從動件若干個1個1個或幾個機構的組成：機架＋原動件閉式鏈機構開式鏈機構閉式鏈機構開式鏈機構構件動連接運動鏈組合機器稱為運動副

機構是一個構件系統(tǒng)，為了傳遞運動和動力，各構件之間必須通過一定的聯(lián)接而產(chǎn)生確定的相對運動。機構一定條件構件動連接運動鏈組合機器稱為運動副機構是一個構件系零件剛性聯(lián)接構件活動聯(lián)接運動副運動鏈給定機架、原動件機構電器、液壓等控制部分機器輔助部分小結零件剛性聯(lián)接構件活動聯(lián)接運動副運動鏈給定機架、原動件機構電器運動鏈具有確定的相對運動機構桁架運動鏈相對運動不確定無相對運動運動鏈具有確定的相對運動機構桁架運動鏈相對運動不確定定義1繪制簡圖的目的2運動鏈和構件的表示方法3運動簡圖的繪制4知識點3機構運動簡圖定義1繪制簡圖的目的2運動鏈和構件的表示方撇開構件的實際外形，而只考慮運動副的性質(zhì)及其位置。用國標規(guī)定的最簡單的線條和符號代表運動副和構件，按一定比例繪制的用以說明機構中各構件之間的相對運動關系的簡明圖形。機構運動簡圖與原機械具有完全相同運動特性。1221機構示意圖：沒嚴格按照比例繪制的機構運動簡圖定義1撇開構件的實際外形，而只考慮運動副的性質(zhì)及其位置。用

1.簡明表達一部機器的的運動原理，表示機構的結構和運動情況。2.作為運動分析和動力分析的依據(jù)。機構＝構件+運動副簡圖表示的內(nèi)容：構件的數(shù)目，運動副的類型、數(shù)目，運動尺寸，主、從動關系等。繪制簡圖的目的21.簡明表達一部機器的的運動原理，表示機構的結構和運動3.用于現(xiàn)有機械或新機械原理方案的設計、分析與討論重點在于機構的運動分析構件的具體結構、組成方式等在方案設計階段并不影響機構的運動特性運動副類型表明了構件之間的聯(lián)接關系和傳動方式構件的運動尺寸是運動分析的基礎3.用于現(xiàn)有機械或新機械原理方案的設計、分析與討論重點在于機：運動鏈和構件的表示方法3：運動鏈和構件的表示方法3桿、軸構件固定構件同一構件構件的表示方法:一般構件均用直線或小方塊等來表示，畫有斜線的表示機架。桿、軸構件固定構件同一構件構件的表示方法:一般構件均三副構件兩副構件四副構件三副構件兩副構件四副構件常見運動副的表示符號:國標GB/T4460－1984常見運動副的表示符號:國標GB/T4460－1984名稱運動副符號兩運動構件構成的運動副轉(zhuǎn)動副移動副121212121212121212121212兩構件之一為固定時的運動副122121平面運動副12名稱運動副符號兩運動構件構成的運動副轉(zhuǎn)動副移動副121212平面高副螺旋副21121221211212球面副球銷副121212空間運動副121212平面高副螺旋副21121221211212球121212空間常用機構運動簡圖符號在機架上的電機帶傳動凸輪傳動棘輪機構常用機構運動簡圖符號在機架上的電機帶傳動凸輪傳動棘輪機構鏈傳動外嚙合圓柱齒輪傳動內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動齒輪齒條傳動鏈傳動外嚙合圓柱齒輪傳動內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動齒輪齒條傳動圓錐齒輪傳動圓柱蝸桿蝸輪傳動圓錐齒輪傳動圓柱蝸桿蝸輪傳動原動機原動機注意事項:

畫構件時應撇開構件的實際外形，而只考慮運動副的性質(zhì)。注意事項:畫構件時應撇開構件的實際外形，而只繪制小型壓力機的機構運動簡圖1.分析整個機構的工作原理及組成動作原理和運動情況例一:解:運動簡圖的繪制4繪制小型壓力機的機構運動簡圖1.分析整個機構的工作原理及組成編號原則：注意區(qū)分位置重疊的不同構件和同軸剛性聯(lián)接的多個零件。前者分別編號，后者采用一個編號，加`以示區(qū)別。機構組成:確定構件的類型和數(shù)量偏心輪1齒輪1`

桿件2齒輪6`

桿件3槽凸輪6

桿件4

滑塊7

壓頭8原動件執(zhí)行構件齒輪6′槽凸輪6桿件3桿件2機座9齒輪1′偏心輪1壓桿8滑塊7桿件4滾子5編號原則：注意區(qū)分位置重疊的不同構件和同軸剛性聯(lián)接的多個零件2.沿著傳動路線，分析相鄰構件之間的相對運動關系，確定運動副的類型和數(shù)目。轉(zhuǎn)動副移動副平面高副9——1-1′1——22——33——44——59——6-6′7——83——98——94——71′——6′5——6齒輪6′槽凸輪6桿件3桿件2機座9齒輪1′偏心輪1壓桿8滑塊7桿件4滾子52.沿著傳動路線，分析相鄰構件之間的相對運動關系，確定運動副選擇原則1)清楚表達機構的主體部分；2)盡可能反映機構的全面運動；3)可以選擇其他視圖平面作為補充。常以機構的運動平面為投影面3.選擇適當?shù)囊晥D平面及原動件的靜態(tài)位置齒輪6′槽凸輪6桿件3桿件2機座9齒輪1′偏心輪1壓桿8滑塊7桿件4滾子5選擇原則常以機構的運動平面為投影面3.選擇適當4.繪圖選擇機架提取構件的運動尺寸確定比例尺選擇機構運動中的一個狀態(tài)確定各運動副位置，繪圖編號：A、B、C…表示運動副

1、2、3…表示構件

O1、O2…表示固定轉(zhuǎn)軸用箭頭表示出原動件的運動方向以O1為原點。a.坐標法b.幾何關系法4.繪圖選擇機架提取構件的運動尺寸確定比例尺選擇機構運動中內(nèi)燃機機構運動簡圖的繪制五、任務完成（1）內(nèi)燃機機構運動簡圖的繪制五、任務完成（1）機械設計基礎項目一任務二、內(nèi)燃機機構運動簡圖的繪課件自由構件的自由度1運動副引入的約束2運動鏈的自由度3知識點4機構自由度的計算自由構件的自由度1運動副引入的約束2運動鏈的自由度3知識點4單個自由構件的自由度為3自由構件的自由度1單個自由構件的自由度為3自由構件的自由度1自由構件的自由度數(shù)運動副自由度數(shù)約束數(shù)回轉(zhuǎn)副1（θ）+2（x，y）=3yx12Syx12xy12R=2,F=1R=2,F=1R=1,F=2移動副1（x）+2（y，θ）=3高副2（x,θ）+1（y）=3θ經(jīng)運動副相聯(lián)后，由于有約束，構件自由度會有變化：1運動副引入的約束2自由構運動副自由度數(shù)約束數(shù)yx12Syx12xy運動鏈的自由度：運動鏈中各構件相對于機架所能有的獨立運動的數(shù)目。運動鏈（設n個活動構件，PL個低副，PH個高副）自由度的計算公式：通過運動副聯(lián)接后，低副產(chǎn)生的約束數(shù)：高副產(chǎn)生的約束數(shù)：運動副聯(lián)接前自由度：計算公式:運動鏈的自由度3運動鏈的自由度：運動鏈中各構件相對于機架所能有的獨立運動的數(shù)計算平面運動鏈自由度12345PH=1PL=5n=4F

=3×4–2×5–1=1例三:計算平面運動鏈自由度12345PH=1PL=5知識點5機構機構具有確定運動的條件機構自由度F≤01機構自由度F>02運動鏈成為機構的條件3知識點5機構機構具有確定運動的條件機構自由度F≤01機機構的自由度數(shù)目和機構原動件的數(shù)目與機構的運動有著密切的關系：Fa=3×2-2×3=0Fb=3×3-2×5=-1F≤0運動鏈不能運動，不成為機構（多一個約束）超靜定桁架若機構自由度F≤0，則機構不能運動（桁架）。機構自由度F≤01機構的自由度數(shù)目和機構原動件的數(shù)目與Fa=3×2自由度與原動件數(shù)之間，會有以下幾種關系：1：原動件數(shù)小于自由度F＝3×4-2x5＝2當只給定原動件1的運動參數(shù)時，從動件2、3、4的位置不能確定，不具有確定的相對運動。只有給出兩個原動件，使構件1、4都處于給定位置，才能使從動件獲得確定運動。機構自由度F>02自由度與原動件數(shù)之間，會有以下幾種關系：1：原動件數(shù)小于自由2：原動件數(shù)大于自由度如果原動件1和原動件3的給定運動都要同時滿足，勢必將桿2拉斷!3：原動件數(shù)等于自由度數(shù)目則機構各構件間的相對運動是確定的；14123ABCDn=3,Pl=4,F=1如右圖F=3×3-2×4＝1<原動件數(shù)F＝3×4-2×4＝12：原動件數(shù)大于自由度如果原動件1和原動件3的給定運動都要同運動鏈中取一個構件相對固定作為機架，運動鏈相對于機架的自由度必須大于零，且原動件數(shù)目等于運動鏈自由度數(shù)。滿足此條件的運動鏈即成為機構，機構自由度的計算可采用運動鏈自由度的計算公式。運動鏈成為機構的條件3綜上所述可知，運動鏈成為機構的條件（機構具有確定運動的條件）是：F＞o且F等于原動件數(shù).運動鏈中取一個構件相對固定作為機架，運動鏈相對于機架的自知識點四計算平面機構自由度應注意事項復合鉸鏈1局部自由度2虛約束3知識點四計算平面機構自由度應注意事項復合鉸鏈計算圖示圓盤鋸機構的自由度。解：活動構件數(shù)n=7低副數(shù)PL=6F=3n－2PL

－PH

高副數(shù)PH=0=3×7－2×6－0=9計算結果肯定不對！構件數(shù)不會錯，肯定是低副數(shù)目搞錯了！例四:12345678ABCDEF復合鉸鏈1計算圖示圓盤鋸機構的自由度。解：活動構件數(shù)n=7低副數(shù)復合鉸鏈兩個以上的構件在同一處以轉(zhuǎn)動副聯(lián)接所構成的運動副。k

個構件在同一處構成復合鉸鏈，實際上構成了(k-1)個轉(zhuǎn)動副。解決方案復合鉸鏈解決方案上例：在B、C、D、E四處應各有2個運動副。重新計算圖示圓盤鋸機構的自由度。解：活動構件數(shù)n=7低副數(shù)PL=10F=3n－2PL

－PH

=3×7－2×10－0=1可以證明：F點的軌跡為一直線。圓盤鋸機構12345678ABCDEF上例：在B、C、D、E四處應各有2個運動副。重新計算圖示計算圖示兩種凸輪機構的自由度。解：PL=3=3×3－2×3－1=2PH=1對于右邊的機構，有：

F=3×2－2×2－1=1例五:n=3123123對于左邊機構

F=3n－2PL

－PH

事實上，兩個機構的運動相同，且F=1局部自由度2計算圖示兩種凸輪機構的自由度。解：PL=3=3×3個別構件所具有的，不影響整個機構運動的自由度稱為局部自由度。上例中滾子的轉(zhuǎn)動自由度并不影響整個機構的運動，屬局部自由度。個別構件所具有的，不影響整個機構運動的自由度稱為局部F=3n－2PL

－PH

－FP=3×3－2×3－1－1=1或計算時去掉滾子和鉸鏈：F=3×2－2×2－1=1滾子的作用：滑動摩擦滾動摩擦。“除去”指計算中不計入，并非實