3.1.1-2平面机构概述 1、教学目的 理解平面机构、构件、运动副等基本概念,了解平面机构机构运动简图的绘制方法 2、重点难点: 重点:运动副、机构简图等基本概念 难点:机构简图的绘制 3、教学方法与手段:多媒体 4、教学时间:2学时 机构和构件 1一曲柄2一连杆 滑块 4一机架 1、构件是组成机构和机器的独立运动单元 构件与零件的区别:(1)构件:运动单元(2)零件:制造单元 个构件可能由一个零件构成,也可能由几个零件组装而成,组成构件的各零件之间没 有相对运动,从运动学角度来看,他们是一个整体、一个单元、一个构件 2、机构是由若干个构件组合而成且具有确定的相对运动的组合体。若组成机构的所有构 件都在同一平面内或几个相互平行的平面内运动,则称这种机构为平面机构,否则称空间机 构。本节只讨论平面机构。 二、运动副 1.运动副 运动副两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接称为运动副。注意:一是 接触,二是能相对运动。按接触类型分为低副(面接触)和髙副(点或线接触)。 2.常见的平面运动副 (1)转动副:轴孔连接、铰链
3.1.1-2 平面机构概述 1、教学目的： 理解平面机构、构件、运动副等基本概念，了解平面机构机构运动简图的绘制方法。 2、重点难点： 重点：运动副、机构简图等基本概念 难点：机构简图的绘制 3、教学方法与手段：多媒体 4、教学时间：2 学时 一、机构和构件 1－曲柄 2－连杆 3－滑块 4－机架 1、构件 是组成机构和机器的独立运动单元。 构件与零件的区别：（1）构件：运动单元（2）零件：制造单元 一个构件可能由一个零件构成，也可能由几个零件组装而成，组成构件的各零件之间没 有相对运动，从运动学角度来看，他们是一个整体、一个单元、一个构件。 2、机构 是由若干个构件组合而成且具有确定的相对运动的组合体。若组成机构的所有构 件都在同一平面内或几个相互平行的平面内运动，则称这种机构为平面机构，否则称空间机 构。本节只讨论平面机构。 二、运动副 1.运动副 运动副两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接称为运动副。注意：一是 接触，二是能相对运动。按接触类型分为低副（面接触）和高副（点或线接触）。 2.常见的平面运动副 （1）转动副：轴孔连接、铰链
(2)移动副:滑块与滑道、滑块与导杆 (3)滚滑副 由于二构件可绕切点作相对滚动,又可沿公切线方向作相对滑动,因此称为滚滑副 3运动副元素 参加接触、构成运动副的表面。例如:转动副的圆柱面、滚滑副的曲面等等。 4.约束 约束是运动副对构件运动的限制。限制掉的自由度称为约束度。 表 符 号 运动副 转动副 滚滑副 相 运动副元素 圆柱面 面 点、线 力
（2）移动副：滑块与滑道、滑块与导杆 （3）滚滑副 由于二构件可绕切点作相对滚动，又可沿公切线方向作相对滑动，因此称为滚滑副 3.运动副元素 参加接触、构成运动副的表面。例如：转动副的圆柱面、滚滑副的曲面等等。 4.约束 约束是运动副对构件运动的限制。限制掉的自由度称为约束度。 表示符 号 运动副 转 动 副 移 动 副 滚滑副 约 束 度 2 2 1 相对自由 度 1 1 1 运 动 副 元 素 圆 柱 面 平 面 点、线 接触应 力 低 低 高
平面高副 5.空间运动副 约束度为1(沿过接触点法线运动受到限制) 约束度为5螺旋副(转动与移动不独立) V级副 三、平面机构运动简图的概念 机构是由若干构件通过若干运动副组合在一起的。在研究机构运动时,仅用特定的简 单符号和线条表示机构,并按一定的比例定出各运动副及构件的位置,这种简明表示机构各 构件之间相对运动关系的图形称为机构运动简图 机构运动简图应与它所表达的实际机构具有完全相同的运动特性。从机构运动简图可以 了解机构的组成和类型,即机构中构件的数目、运动副的种类和数目、运动副的相对位置 机架和主动件。利用机构运动简图可以表达一部复杂机器的传动原理,还可进行机构的运动 和动力分析。 、构件的分类及带有运动副元素的构件的图示 1.构件的分类 机构中的构件按其运动性质可分为三类: (1)机架在机构简图中,将机架打上斜线表示 (2)原动件在机构简图中,将原动件标上箭头表示 (3)从动件有时也称其为执行件 二、带有运动副元素的构件的图示 运动副以及带有运动副元素的构件的画法见表3.1。 三、绘制机构运动简图的基本方法和一般步骤 (1)分析结构和运动情况 找出机架、主动件和从动件
平面低 幅 平面高副 5.空间运动副 约束度为 1 （沿过接触点法线运动受到限制） 约束度为 5 螺旋副（转动与移动不独立） I 级 副 Ⅴ级副 三、平面机构运动简图的概念 机构是由若干构件通过若干运动副组合在一起的。在研究机构运动时，仅用特定的简 单符号和线条表示机构，并按一定的比例定出各运动副及构件的位置，这种简明表示机构各 构件之间相对运动关系的图形称为机构运动简图。 机构运动简图应与它所表达的实际机构具有完全相同的运动特性。从机构运动简图可以 了解机构的组成和类型，即机构中构件的数目、运动副的种类和数目、运动副的相对位置、 机架和主动件。利用机构运动简图可以表达一部复杂机器的传动原理，还可进行机构的运动 和动力分析。 一、构件的分类及带有运动副元素的构件的图示 1.构件的分类 机构中的构件按其运动性质可分为三类： (1) 机架在机构简图中，将机架打上斜线表示。 (2) 原动件在机构简图中，将原动件标上箭头表示。 (3) 从动件有时也称其为执行件。 二、带有运动副元素的构件的图示 ： 运动副以及带有运动副元素的构件的画法见表 3.1。 三、绘制机构运动简图的基本方法和一般步骤 (1)分析结构和运动情况 找出机架、主动件和从动件
2)确定构件数目、运动副的类型和数目 (3)测量运动尺寸 4)选取视图平面 对于平面机构,取构件运动平面作为视图平面。 (5)绘制机构运动简图 选择适当的比例尺,定出各运动副之间的相对位置,并以简单的线条和规定的符号画出 机构运动简图。图中各运动副顺序标以大写英文字母,各构件标以阿拉伯数字,并将主动件 的运动方向用箭头标明。 绘制机构运动简图的比例尺μ为 运动尺寸的实际长度(m或 图上所画的长度(mm) 下面举例说明机构运动简图的绘制方法。 例3-1绘制图3.7a所示颚式破碎机的机构运动简图。 图3.7颚式破碎机 (a)破碎机(b)机构运动简图 作业:画出P3图0.1的机构简图
(2)确定构件数目、运动副的类型和数目 (3)测量运动尺寸 (4)选取视图平面 对于平面机构，取构件运动平面作为视图平面。 (5)绘制机构运动简图 选择适当的比例尺，定出各运动副之间的相对位置，并以简单的线条和规定的符号画出 机构运动简图。图中各运动副顺序标以大写英文字母，各构件标以阿拉伯数字，并将主动件 的运动方向用箭头标明。 绘制机构运动简图的比例尺μl 为 ( ) (mm) m mm l 图上所画的长度 运动尺寸的实际长度 或 = 下面举例说明机构运动简图的绘制方法。 例 3—1 绘制图 3.7a 所示颚式破碎机的机构运动简图。 (a) (b) 图 3.7 颚式破碎机 (a) 破碎机 (b) 机构运动简图 作业：画出 P3 图 0.1 的机构简图
3.1.3平面机构自由度 1、目的任务 掌握平面机构自由度的计算 2、重点难点 重点:自由度的计算方法、平面机构具有确定运动的条件 难点:平面机构自由计算应注意的几个问题:复合绞链、虚约束、局部自由度 3、教学手段与方法:多媒体及板书相结合 4、教学时间:4学时,(其中含自由度计算及平面机构运动简图的绘制习题课2学时) 3.1.3平面机构的自由度 、构件的自由度 在不受限制时,构件具有的独立运动数目,是确定构件的几何位置所需要的独立坐 标数。 (1)平面构件:自由度为3,即沿互相垂直的X、Y轴的移动、在XY平面内的转动 (2)空间(运动)构件:自由度为6: (3)两个互作相对平面运动的构件:其相对自由度也是3 自由度为完全确定机构的位置所必需的独立广义坐标数目,也是机构具有的独立运 动数,用F表示。 例如曲柄滑块机构 A 当运动尺寸完全确定之后,只要给定x,机构位置完全确定:或者给定四,机构 位置也完全确定。 二、平面机构自由度的计算 F=3
3.1.3 平面机构自由度 1、目的任务： 掌握平面机构自由度的计算 2、重点难点： 重点：自由度的计算方法、平面机构具有确定运动的条件 难点：平面机构自由计算应注意的几个问题：复合绞链、虚约束、局部自由度 3、教学手段与方法：多媒体及板书相结合 4、教学时间：4 学时，（其中含自由度计算及平面机构运动简图的绘制习题课 2 学时） 3．1．3 平面机构的自由度 一、构件的自由度 在不受限制时，构件具有的独立运动数目，是确定构件的几何位置所需要的独立坐 标数。 （1）平面构件：自由度为 3，即沿互相垂直的 X、Y 轴的移动、在 XY 平面内的转动； （2）空间（运动）构件：自由度为 6； （3）两个互作相对平面运动的构件：其相对自由度也是 3。 自由度为完全确定机构的位置所必需的独立广义坐标数目，也是机构具有的独立运 动数，用 F 表示。 例如 曲柄滑块机构 当运动尺寸完全确定之后，只要给定 ，机构位置完全确定；或者给定 ，机构 位置也完全确定。 二、平面机构自由度的计算 F＝3n－2PL－PH