《機械基礎》課件 學習情境二 平面機構的運動簡圖及自由度計算

學習目標：掌握運動副的概念及分類，并能夠區(qū)分低副和高副；能夠繪制機構運動簡圖，并進行自由度的計算。學習情境二平面機構的運動簡圖及自由度計算曲軸缸體活塞連桿連桿凸輪大齒輪小齒輪DAYINTEMPLATE導入

如圖所示的單缸內(nèi)燃機，如何運用簡單的圖形符號代替其復雜的外形，來分析它的運動特性？基本概念輸入你的標題微信由于2010年10月籌劃啟動，由騰訊廣州研發(fā)中心產(chǎn)品團隊打造.微信由于2010年10月籌劃啟動，由騰訊廣州研發(fā)中心產(chǎn)品團隊打造輸入你的標題微信由于2010年10月籌劃啟動，由騰訊廣州研發(fā)中心產(chǎn)品團隊打造.微信由于2010年10月籌劃啟動，由騰訊廣州研發(fā)中心產(chǎn)品團隊打造輸入你的標題微信由于2010年10月籌劃啟動，由騰訊廣州研發(fā)中心產(chǎn)品團隊打造.微信由于2010年10月籌劃啟動，由騰訊廣州研發(fā)中心產(chǎn)品團隊打造（一）運動副分類及特點構件間通過點或線接觸形成的運動副稱為高副。凸輪副齒輪副高副構件間通過面接觸形成的運動副稱為低副。轉動副移動副螺旋副低副兩構件間直接接觸且具有確定的相對運動的連接稱為運動副（二）運動副及構件的運動簡圖符號機構運動簡圖的繪制①分析機構的組成，觀察相對運動關系，了解其工作原理③選擇恰當?shù)囊晥D平面和瞬時運動位置（能充分反映機構的特性）⑤用規(guī)定的符號和線條繪制機構運動簡圖②確定所有的構件（數(shù)目與形狀）、運動副（數(shù)目和類型）④確定比例尺機構的組成及運動簡圖教學例題【例1】如圖（a)所示的手搖抽水唧筒，試繪制其機構運動簡圖。（a）（b）1－手柄；2－桿件；3－活塞及活塞桿；4－抽水筒手搖抽水唧筒及其機構運動簡圖

解：（1）分析機構的運動，判別構件的類型及數(shù)目圖示抽水唧筒由手柄1、桿件2、活塞及活塞桿3和抽水筒4四個構件組成。其中抽水筒4是固定件，手柄1是原動件，其余構件是從動件。（2）分析各構件間運動副的類型和數(shù)目手柄1繞固定件4上的鉸鏈A轉動，二者在A點形成轉動副。手柄1和桿件2在B點以及桿件2和活塞及活塞桿3在C點為轉動副連接?；钊盎钊麠U3與抽水筒4之間則以移動副連接。（3）選擇恰當?shù)囊晥D平面和瞬時運動位置為了能清楚地表達各構件的相對運動關系，通常選擇平行于構件運動的平面作為視圖平面。（4）確定比例尺比例尺應根據(jù)實際機構和圖幅大小來適當選取。（5）用規(guī)定的構件和運動副符號繪制機構運動簡圖如圖（b）所示，先畫出固定件4和手柄的轉動副中心A和活塞及活塞桿3的移動導路直線x軸，然后按比例畫出手柄1和桿件2的轉動副中心B及桿件2和活塞及活塞桿3的轉動副中心C，最后用構件和運動副的符號把各點連接起來，并在原動件上用箭頭標明運動方向。平面機構自由度的計算及運動確定性判斷（一）自由度與約束1.自由度自由度是指構件相對于定參考系所具有的獨立運動數(shù)目。對于一個作平面運動的構件，則只有三個自由度——構件沿x軸、y軸方向移動和繞垂直xoy平面的任意軸線的轉動。2.約束當兩構件組成運動副后，它們之間的某些相對運動受到限制，對于相對運動所加的限制稱為約束。（二）平面機構自由度的計算2局部自由度3虛約束

1復合鉸鏈例題2試計算圖所示活塞泵機構的自由度。解：（1）活塞泵有四個活動構件分別為2、3、4、5。因此，n=4。（2）構件5和機架、構件5和構件4、構件4和構件3、構件3和機架分別組成了4個轉動副；構件1和構件2組成1個移動副。因此，。（3）構件3和構件2組成1個高副。因此，（4）由此可得活塞泵機構的自由度為:（a）(b)1－缸體；2－活塞桿；3－搖桿；4－連桿；5－曲柄圖活塞泵及其機構運動簡圖平面機構自由度計算的注意事項復合鉸鏈1局部自由度2虛約束3①如果機構自由度大于零且大于原動件數(shù)，則機構能夠運動，但運動不確定。1②如果機構自由度大于零且等于原動件數(shù)，則機構具有確定的運動。2③如果機構算度小于等于零或小于原動件數(shù)，則機構無法運動。3（三）平面機構具有確定運動的條件平面機構自由度及具有確定運動的條件

例3：計算下圖所示大篩機構的自由度，并判斷機構的運動是否確定。

因自由度F=2，與機構的原動件數(shù)（2個）相等，所以機構具有確定的運動。

n＝7，PL＝9，PH＝1

F＝3n－2PL－PH

＝3×7－2×9－1＝2例4：

如圖所示,已知HG=IJ，且相互平行；GL=JK，且相互平行。計算此機構的自由度(若存在局部自由度、復合鉸鏈、虛約束請指出)。平面機構自由度及具有確定運動的條件解：（1）分析機構機構中C處的滾子自轉為局部自由度；IJK與HGL的距離始終保持不變，所以