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1、书名：机械原理与机械零件ISBN：978-7-111-34602-9作者：张景学出版社：机械工业出版社本书配有电子课件,工程制图 高职高专 ppt 课件,简易冲床设计方案分析,1）能否实现设计者的意图？为什么？2）若否，请画出一种改进方案。,案例导入,第二章 平面机构及自由度,工程制图 高职高专 ppt 课件,铰链B的中心既要随杠杆2绕轴A转动，又要随冲头3沿铅垂线移动，存在运动干涉，无法运动。,不能实现设计者的意图！,如何改进？,第二章 平面机构及自由度,初步分析,该类问题可通过计算得到解决！,工程制图 高职高专 ppt 课件,第一节 平面机构的组成,第二节 平面机构运动简图,第三节 平面机
2、构的自由度,相关知识,第二章 平面机构及自由度,工程制图 高职高专 ppt 课件,第一节 平面机构的组成,平面机构,空间机构,工程制图 高职高专 ppt 课件,运动副：两构件直接接触而构成的可动联接。,二、运动副及分类,一、构件,第一节 平面机构的组成,运动副元素：两构件上构成运动副的接触表面。,4个构件4个运动副运动副元素均为圆柱面,独立运动的单元体。,工程制图 高职高专 ppt 课件,运动副机构的“关节”！,第一节 平面机构的组成,工程制图 高职高专 ppt 课件,平面副空间副,第一节 平面机构的组成,按相对运动分,按接触形式分,低副：面接触高副：点、线接触,运动副分类,3个构件3个运动副
3、2个低副1个高副,工程制图 高职高专 ppt 课件,1.平面低副,转动副（回转副，铰链）,移动副,第一节 平面机构的组成,工程制图 高职高专 ppt 课件,凸轮高副,齿轮高副,轮轨高副,第一节 平面机构的组成,2.平面高副,工程制图 高职高专 ppt 课件,球面副,螺旋副,第一节 平面机构的组成,3.常见空间运动副,第一节 平面机构的组成,运动副分析,7个构件10个运动副7个低副3个高副,开链,闭链,多个构件通过运动副连接而组成的可动系统。,第一节 平面机构的组成,三、运动链,具有确定相对运动的运动链。,机构=机架+原动件+从动件,第一节 平面机构的组成,四、机构,1.概念：表示机构各构件间相
4、对运动关系的简单图形,实际机构,运动简图,2.作用：分析现有机构，设计新机构。,第二节 平面机构运动简图,实际机构,运动简图,3.简化原则,构件数不变运动副类型不变运动副数不变运动尺寸不变机架不变原动件不变,运动特性不变,简单、形象,第二节 平面机构运动简图,4.运动副符号,第二节 平面机构运动简图,转动副,移动副,5.构件符号,第二节 平面机构运动简图,6.机构符号,第二节 平面机构运动简图,7.绘制步骤,2）测量 构件的运动尺寸,3）绘图 选择视图平面、瞬时位置和比例尺，采用构件和运动副的规定符号作图。,内燃机机构运动简图绘制,颚式破碎机机构运动简图绘制,第二节 平面机构运动简图,构件能够
5、发生的独立运动数目,一、平面机构自由度计算,1.构件的自由度,空间自由构件有六个自由度,平面自由构件有三个自由度,第三节平面机构的自由度,链接动画,链接动画,2.运动副的约束,引入2个约束，保留1个自由度,低副,第三节平面机构的自由度,凸轮高副,齿轮高副,轮轨高副,引入1个约束，保留2个自由度,高副,第三节平面机构的自由度,3.机构的自由度,F=3n 2PL PH,n 活动构件数（原动件数从动件数）,PL低副数,PH高副数,所有构件能够发生的独立运动的总数目,第三节平面机构的自由度,F 3n 2PL PH 33 24 1,F 3n 2PL PH 32 23 0,F 3n 2PL PH 33 2
6、5 1,第三节平面机构的自由度,例：计算机构的自由度,F=0 不能动为稳定桁架,F 0 不能动为超稳定桁架,F 3n 2PL PH 33 24 1,第三节平面机构的自由度,F 3n 2PL PH 34 25 2,例：计算机构的自由度,F=1能发生1个独立运动,F=2能发生2个独立运动,二、机构具有确定运动的条件,第三节平面机构的自由度,1）必要条件 机构的自由度必须大于零。,F=W 运动确定,F W 机构破坏,W原动件的个数,第三节平面机构的自由度,2）充分条件 机构的自由度必须等于原动件的个数,链接动画,F 3n 2PL PH 34 25 2,F=W 运动确定,F 3n 2PL PH 34
7、25 2,F W 运动不确定,链接动画,第三节平面机构的自由度,结论,F 3n 2PL PH,F=0 不能动，为稳定桁架F0 不能动，为超稳定桁架,F0 能动,F W 机构破坏F W 运动不确定F W 运动确定,机构具有确定运动的条件机构的自由度大于零，且等于原动件的个数,第三节平面机构的自由度,F=3n2PLPH=36273=1F原动件数 运动确定,例：计算内燃机机构的自由度,第三节平面机构的自由度,F=3n2PLPH=36281=1F原动件数 运动确定,第三节平面机构的自由度,例：计算牛头刨床机构的自由度,播放动画,F=35260=3？,三、计算平面机构自由度的注意事项,1.复合铰链,两个
8、以上的构件（k个）在同一轴线上用转动副相联构成复合铰链，其实际转动副数为k1个。,F=35270=1,第三节平面机构的自由度,不影响其他构件运动的独立的运动,可减轻摩擦和磨损。计算时应除去局部自由度。将滚子与推杆假想焊接后再计算。,F=33231=2?,2.局部自由度,F=32221=1,链接动画,链接动画,第三节平面机构的自由度,对机构运动不起限制作用的重复约束。,1）两构件间构成多个重复的运动副轴线重合的转动副平行或重合的移动副法线重合的高副,3.虚约束,第三节平面机构的自由度,F=32221=1,重复运动副只算一个可提高刚度、强度等,2）机构中存在的某些重复部分所引入的约束,处理办法：去
9、掉重复部分,链接动画,F=3n2PLPH=33232=1,第三节平面机构的自由度,F=3n2PLPH=34244=0?,可使传动可靠、平稳，传递更大功率。,3）两构件上两点间的距离保持恒定不变，若用两转动副杆联接，会引入虚约束。,F=3n2PLPH=33240=1,链接动画,F=3n2PLPH=34260=0?,链接动画,第三节平面机构的自由度,曲柄联动，转向相同，传动可靠。,F=原动件数机构有确定运动,F=3721=2,例：计算大筛机构的自由度，判断其运动确定性,复合铰链,虚约束,局部自由度,链接动画,链接动画,第三节平面机构的自由度,不能。因为自由度为零，不能动。,1）绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。,2）该简图能否实现设计 者的意图？为什么？,案例分析,第三节平面机构的自由度,运动确定,运动确定,运动确定,3）请画出改进方案，并计算其自由度。,第三节平面机构的自由度,4）机械设计中，计算机构自由度有何意义？,可以判断机构的运动确定情况，初步排除错误！,第三节平面机构的自由度,
