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机械原理第一章平面机构具有确定运动的条件华中科技大学华中科技大学 机械学院机械学院刘伦洪刘伦洪.上一章内容回顾本课程的性质、任务、内容基本概念基本概念：机械、机器、机构、构件、零件运动副运动副：低副、高副、约束、自由度.本章重点n机构运动简图机构运动简图：识图、绘制n自由度自由度：计算.11 平面机构运动简图的绘制平面机构运动简图的绘制机构运动简图机构运动简图是用规定的运动副符号运动副符号及代表构件的线条线条来表示机构的运动特性，并根据运动学尺寸，按一定的比例比例画成的简单图形。.1221移动副移动副移动副移动副转动副转动副转动副转动副.其他常用符号其他常用符号凸轮副凸轮副凸轮副凸轮副齿轮副齿轮副齿轮副齿轮副.ABCD.运动简图的绘制运动简图的绘制1.构件分类：构件分类：确定原动件、输出件、传动件2.确定构件数量及各构件间的运动副确定构件数量及各构件间的运动副3.选择投影面选择投影面4.选择比例尺选择比例尺5.以线条和运动副规定符号表示构件和运以线条和运动副规定符号表示构件和运动副动副.例例1-1 图示为颚式碎矿机颚式碎矿机颚式碎矿机颚式碎矿机。当曲轴2绕轴心O1连续回转，动颚板6绕轴心O3往复摆动，从而将矿石轧碎。试绘制此碎矿机的机构运动简图。.542631O2DBCO3AO1.BACDBAEDCCD1-2 平面机构具有确定运动的条件平面机构具有确定运动的条件.一、平面机构的自由度一、平面机构的自由度机机构构自自由由度度是指机构中活动构件相对于机架的可能独立运动数目。思考:与前面讲到的构构件件自自由由度度有什么关系?.AXYO1、构件的自由度、构件的自由度.两构件用运动副联接后，彼此的相对运动受到某些约束。2、约束、约束低副引入两个约束！低副引入两个约束！.高副引入一个约束！高副引入一个约束！.F=3n-2PL-PHn 活动构件数；PL 低副数；PH 高副数F=3x3 2x4=1F=3x3 2x4=1F F=3x4 3x4 2x5 2x5=2 2n=3;n=3;P PL L=4=4n=n=4;4;P PL L=5=5四杆机构五杆机构3、机构自由度的一般公式、机构自由度的一般公式.F F=32 32 23=23=0(0(桁架桁架)F F=33 33 25 25=-1 1(超静定桁架超静定桁架)1234 机机构构自自由由度度是是指指机机构构中中活活动动构构件件相相对对于于机机架的可能独立运动数目。架的可能独立运动数目。P PL L=3=3P PL L=5=5n=2n=2n=3n=3.1 12 23 34 45 5A AB BC CE ED DF F算法1:n=4；PL=6；PH=0F=3x4-2x6=0算法2:n=2；PL=3；PH=0F=3x2-2x3=0.1 1）机构自由度数）机构自由度数 F1 F1。2 2）原动件数目原动件数目等于机构自由度数机构自由度数F F。二、平面二、平面机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件.1、复合铰链复合铰链n由3个或3个以上构件组成的轴线重合的转动轴线重合的转动副副称为复合铰链复合铰链。n由m个构件组成的复合铰链应含有(m-1)个转动副转动副。321三、计算机构自由度时应注意的几种情况三、计算机构自由度时应注意的几种情况.F=3x72x10=1BCDE12345678AF=3x72x10=1n=7;PL=10n=7;PL=10.1）局部自由度局部自由度：机构中个别构件不影响其它构件运动，即对整个机构运动无关的自由度。2）处理办法处理办法：在计算自由度时，拿掉这个局部自由拿掉这个局部自由度度，即可将滚子与装滚子的构件固接在一起。ABC321ABC321F=3x3-2x3-1x1=2F=2x3-2x2-1x1=1n=3 PL=3PH=1n=2PL=2 PH=12 2、局部自由度（多余自由度）、局部自由度（多余自由度）.3 3、虚约束、虚约束1）虚约束虚约束：在机构中与其他运动副作用重复，而对构件间的相对运动不起独立限制作用的约束。2）处理办法处理办法：将具有虚约束运动副的构件构件连同它所带入的与机构运动无关的运动运动副副一并不计不计。.1、机构中某两构件用低副低副（转动副转动副、移动副移动副）相联的联结点，在未组成运动副之前，其各自的轨迹已重合，则此联结带入的约束为虚约束。常见的虚约束常见的虚约束.x1x2x1x22、两构件组成的若干个导路中心线互相平行或重合的移动副。虚约束虚约束1234A AB BC C1234A AB BC C1234A AB BC C?.虚约束虚约束.3、两构件组成若干个轴线互相重合的转动副。AB4、在机构整个运动过程中，如果其中某两构件某两构件上上两点之间的距离两点之间的距离始终不变始终不变，则联接此两点的两个转动副和一个构件形成的约束为虚约束。C2ABDFE34155虚约束虚约束虚约束虚约束.5、机构中对运动不起作用的自由度F=-1的对称部分存在虚约束。虚约束虚约束148526379虚约束虚约束.行星齿轮机构行星齿轮机构.n=5 Pn=5 PL L=6=6F=3x5 2x6=3F=3x5 2x6=3213456n=5 Pn=5 PL L=7=7F=3x5 2x7=1F=3x5 2x7=1计算机构的自由度.n=3 PL=4 PH=1F=3x3 2x4 1x1=0思考题思考题1.思考题思考题2CA其其 他他B3214?.