3.1 运动副及平面机构运动简图(课件）-高一《机械基础》同步教学（人民邮电版）

第3章 平面连杆机构 运动副及平面机构运动简图 3.1 铰链四杆机构 3.2 牛头刨床传动机构设计 3.3 3.1 运动副及平面机构运动简图 3.1.1 机构和运动副 3.1.2 机构运动简图 3.1.3 平面机构的自由度 3.1.1 机构和运动副 1．机构 机构是由两个或两个以上构件通过活动连接形成的构件系统。一个机器中通常包含多种不同类型的机构，每个机构可以实现不同的运动功能。机构可以按照以下原则进行分类。 ① 按组成的各构件间相对运动形式的不同，机构可分为平面机构（如平面连杆机构、圆柱齿轮机构等）和空间机构（如空间连杆机构、蜗轮蜗杆机构等）。 ② 按结构特征可分为连杆机构、齿轮机构、棘轮机构等。 ③ 按所转换的运动或力的特征可分为匀速和非匀速转动机构、直线运动机构、换向机构、间歇运动机构等。 ④ 按功用可分为安全保险机构、联锁机构、擒纵机构等。 ⑤ 按运动副类别可分为低副机构（如连杆机构等）和高副机构（如凸轮机构等）。 1—拨叉；2—曲柄；3—凸轮；4—轴；5—杠杆；6—拔叉 2．运动副 由两个构件直接接触而组成的可动的连接称为运动副，两个构件既具有一定约束又具有一定相对运动。 按照接触方式不同，通常把运动副分为低副和高副两类。 （1）低副。通过面接触构成的运动副称为低副。根据两个构件之间相对运动的性质，可将低副分为转动副和移动副两类 （2）高副。通过点或线接触而构成的运动副称为高副，常见的高副有凸轮副和齿轮副。 3．运动链 构件通过运动副的连接而构成的可相对运动的系统称为运动链。如果组成运动链的各构件构成了首末封闭的系统则为闭式运动链； 如果组成运动链的构件未构成首末封闭的系统则为开式运动链。 在运动链中，如果将其中某一构件加以固定而成为机架，该运动链就称为机构。 机构通常由机架、原动件和从动件组成。 4．机构 3.1.2 机构运动简图 1．机构运动简图的用途 而使用机构运动简图则具有以下优势。 ① 机构运动简图仅用简单线条和符号表示构件和运动副，便于研究和计算。 ② 机构运动简图简明扼要地表明了机构的运动副、运动件的运动特性，能分析出机构的主要构成和运动传递情况。 ③ 机构中都具有可以运动的构件，这些构件之间通过运动副可以按照特定轨迹产生相对运动。而平面机构运动简图则是表达运动关系的一种特殊“语言”。 2．绘制机构运动简图 正确绘制机构运动简图前，必须首先弄清图示机构的组成情况，明确机构的运动原理。 1—曲轴；2—连杆；3—活塞；4—缸体；5—阀杆；6—凸轮；7，8—齿轮 3.1.3 平面机构的自由度 1．自由度的概念 放在水平地面上的物体可以沿着地面的长度和宽度两个方向移动，同时也可以垂直于地面的轴线转动，总共具有3个独立的运动，通常把构件具有的独立运动称为自由度。 2．机构自由度的计算 在活动构件数为n的平面机构中，在未连接运动副之前共有3n个自由度。当用L个低副和H个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入1个约束。 平面机构的自由度的计算公式为 f = 3n − 2PL − PH 式中： f—机构自由度； n—机构中活动构件的数量，不包括机架等固定构件；  PL—机构中低副数量；  PH—机构中高副数量。 3．机构具有确定运动的条件 如果机构上提供驱动力的构件（称为原动件）数量与机构的自由度数量相同，则该机构具有确定的运动。 4．计算平面机构自由度应注意的事项 实际工作中，机构的组成更加复杂，这时采用公式F = 3n − 2PL − PH计算自由度时，可能出现差错，这是由于机构中常常存在一些特殊的结构形式，计算时需要特殊处理。 $