【正文】 —— 平面連桿機構(gòu) 平面副 低副 ：轉(zhuǎn)動副、移動副(面接觸 ) 高副 ：齒輪副、凸輪副 (點、線接觸 ) x y o x y o t t n n n t 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 空間副 高副 ：點、線接觸 球面副 螺旋副 了解 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) ?機構(gòu)是由構(gòu)件通過運動副連接而成的 ?原動件： 按給定運動規(guī)律獨立運動的構(gòu)件 ?從動件： 其余的活動構(gòu)件 ?機 架： 固定不動的構(gòu)件 原動件 1 2 3 4 從動件 機架 閉鏈 開鏈 機構(gòu) 三、機構(gòu) 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 1 概述 2 構(gòu)件的表示方法 3 運動副的表示方法 4 運動簡圖的繪制方法 5 例題 四、平面機構(gòu)的運動簡圖 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 1 概述 ? 機構(gòu)各部分的運動，取決于： 原動件的運動規(guī)律、各運動副的類型、機構(gòu)的運動尺寸(確定各運動副相對位置的尺寸 ) ? 機構(gòu)運動簡圖 : （表示機構(gòu) 運動特征 的一種工程用圖） ? 用簡單線條表示構(gòu)件 ? 規(guī)定符號代表運動副 ? 按比例定出運動副的相對位置 ? 與原機械具有完全相同的運動特性 ? 比較： ? 機構(gòu)示意圖： 沒嚴格按照比例繪制的機構(gòu)運動簡圖 ? 用途： 分析現(xiàn)有機械，構(gòu)思設(shè)計新機械 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 2 構(gòu)件的表示方法 ? 桿、軸類構(gòu)件 ? 機架 ? 同一構(gòu)件 ? 兩副構(gòu)件 ? 三副構(gòu)件 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 3 運動副的表示方法 ? 轉(zhuǎn)動副 ? 移動副 ? 高副 （齒輪副、凸輪副） ２ 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 4 運動簡圖的繪制方法 ? 步驟： ? 確定構(gòu)件數(shù)目及原動件、輸出構(gòu)件 ? 各構(gòu)件間構(gòu)成何種運動副？（注意微動部分） ? 選定比例尺、投影面，確定原動件某一位置，按規(guī)定符號繪制運動簡圖 ? 標明機架、原動件和作圖比例尺 ? 繪制路線： 原動件 ?中間傳動件 ? 輸出構(gòu)件 ? 觀察重點： 各構(gòu)件間構(gòu)成的運動副類型 ? 良好習慣： 各種運動副和構(gòu)件用規(guī)定符號表達 ? 誤 區(qū)： 構(gòu)件外形 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 5 例題： 內(nèi)燃機 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) A B C E F D G 例題： 破碎機 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 1 2 3 4 A B C 14 12 23 A14 B12 C234 3 2 4 1 4 例題： 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 1 平面機構(gòu)自由度的計算 2 機構(gòu)具有確定運動的條件 3 幾種特殊結(jié)構(gòu)的處理 ? 復(fù)合鉸鏈 ? 局部自由度 ? 虛約束 4 小結(jié) 五、平面機構(gòu)的自由度 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 1 平面機構(gòu)自由度的計算 (1) 平面運動構(gòu)件的自由度 (構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨立運動 ) (2) 平面運動副引入的約束 R (對獨立的運動所加的限制 ) x y Ｏ 2 1 ? 與其它構(gòu)件未連之前： 3 ? 用運動副與其它構(gòu)件連接后 , 運動副引入約束 , 原自由度減少 x y o x y o t t n n R=2 R=2 R=1 結(jié)論： 平面低副引入2個約束 平面高副引入1個約束 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) (3) 平面機構(gòu)自由度計算公式 如果：活動構(gòu)件數(shù)： n 低副數(shù)： pl 高副數(shù)： ph x y Ｏ 2 1 未連接前總自由度： 3n 連接后引入的總約束數(shù)： 2pl+ph F=3n ( 2pl + ph ) ? 機構(gòu)自由度 F： F=3n 2pl ph 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 機構(gòu)自由度舉例： 1 2 3 4 F =3n－ 2pl－ ph = 3? － 2? － 3 4 0 = 1 1 2 3 4 5 F =3n－ 2pl－ ph = 3? － 2? － 4 5 0= 2 F =3n－ 2pl－ ph = 3? － 2? － 2 2 1= 1 B C A F =3n－ 2pl－ ph = 3? － 2? － 3 4 0 = 1 F =3n－ 2pl－ ph = 3? － 2? － 4 5 1 = 1 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) F =3n－ 2pl－ ph = 3? 4－ 2? 5－ 0= 2 F =3n－ 2pl－ ph = 3? 3－ 2? 5－ 0= 1 F =3n－ 2pl－ ph = 3? 2－ 2? 3－ 0=0 2 機構(gòu)具有確定運動的條件 F=0,剛性桁架，構(gòu)件之間無相對運動 原動件數(shù)小于 F,各構(gòu)件無確定的相對運動 原動件數(shù)大于 F,在機構(gòu)的薄弱處遭到破壞 結(jié)論： 機構(gòu)具有確定運動的條件： 1 機構(gòu)自由度 0 2 原動件數(shù) ＝ 機構(gòu)自由度數(shù) B C A B C A D E A E B C D 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) ? m個構(gòu)件 (m2)在同一處構(gòu)成轉(zhuǎn)動副 ? m1個低副 (1) 復(fù)合鉸鏈 4 1 2 3 5 6 F ＝ 3n－ 2pl－ ph ＝ 3? － 2? － 5 6 0 ＝ 3 F ＝ 3n－ 2pl－ ph ＝ 3? － 2? － 5 7 0 ＝ 1 4 1 2 3 5 6 ② 錯 對 — 計算在內(nèi) 5 2 3 2 3 5 1 m個構(gòu)件 , m1個鉸鏈 3 幾種特殊結(jié)構(gòu)的處理 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) F＝ 3n－ 2pl－ ph ＝ 3? － 2? － 3 3 1＝ 2 F＝ 3n－ 2pl－ ph ＝ 3? － 2? － 2 2 1＝ 1 錯 對 — 排除 (2) 局部自由度 ? 定義： 機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的獨立的局部運動 , 不影響機構(gòu)輸出運動的自由度 ? 局部自由度經(jīng)常發(fā)生的場合： 滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦時添加的滾子、軸承中的滾珠 ? 解決的方法： 計算機構(gòu)自由度時，設(shè)想將滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起，視作一個構(gòu)件 動畫 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) ? 不影響機構(gòu)運動傳遞的 重復(fù)約束 ? 在特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下，某些運動副所引入的約束可能與其它運動副所起的限制作用一致，這種不起獨立限制作用的運動副叫 虛約束 ? 虛約束 經(jīng)常發(fā)生的場合 ? 處理方法： 計算自由度時，將虛約束（或虛約束構(gòu)件及其所帶入的運動副）去掉 ? 結(jié)論 F＝ 3n－ 2PL－ PH ＝ 3? － 2? － 1 2 3 F＝ 3n－ 2PL－ PH ＝ 3? － 2? － 2 3 1 ＝ 1 錯 2 2 1 ＝ 1 對 — 排除 之一為虛約束 (3) 虛約束 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) 虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合 A 兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個運動副時 B 兩構(gòu)件某兩點之間的距離在運動過程中始終保持不變時 C 聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點的軌跡重合時 D 機構(gòu)中對運動不起作用的對稱部分 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) A 兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個運動副時 ? 兩構(gòu)件組合成多個 轉(zhuǎn)動副 ，且其 軸線重合 ? 兩構(gòu)件組合成多個 移動副 ，其 導路平行或重合 ? 兩構(gòu)件組合成若干個 高副 ，但接觸點之間的 距離為常數(shù) 1 2 3 1 2 3 ? 目的： 為了改善構(gòu)件的受力情況 F＝ 3n－ 2PL－ PH ＝ 3? － 2? － 2 2 1 ＝ 1 動畫 機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu) B 兩構(gòu)件某兩點之間的距離在運動中保持不變時