机械设计教程－一、平面机构运动简图及自由度
第一章平面机构运动简图及自由度
§1-1 平面机构的组成
1.构件
§1-1 平面机构的组成
1.构件
1.构件
从运动角度来看，任何机器（或机构）l是由许多独立运动单元体组合而成的，这些独立运动单元体称为构件。
从加工制造角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立制造单元体组合而成零件，这些独立制造单元体称为零件。
构件可以是一个零件；也可以是由一个以上的零件组成。图示内燃机中的连杆就是由单独加工的连杆体、连杆头、轴瓦、螺杆、螺母、轴套等p件组成的。这些零件分别加工制造，但是当它们装配成连杆后则作为一个整体运动，相互之间不产生相对运动。
2.运动副
1）运动副定义
机构中各个构件之间必须有确定的相对运动，因此，构件的连接既要使两个构件直接接触，又能产生一定的相对运动，这种直接接触的活动连接称为运动副。
2） 运动副的分类
（1）按两个构件运动关系分为平面运动副和空间运动副
（2）按其接触形式分：高副点线接触的运动副
低副面接触的运动副。
（3）按其a对运动形式分转动副（回转副或铰链）移动副、螺旋副、球面副。
3.机构
3.机构
具有固定构件的运动链称为机构。
机 架机构中的固定构件；一般机架相对地面固定不动，
原动件： 按给定已知运动规律独立运动的构件；'; mso-spacerun: 'yes'">
从动件： 机构中其余活动构件。其运动规律决定于原动件的运动规律和机构的>构和构件的尺寸。
机构常分为平面机构和空间机构两类，其中平面机构应用最为广泛。
§1-2 平面机构运动简图
§1-2 平面机构运动简图
一、用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简图。
二、绘制：
1、运动副的符号
转动副：
2、构件符号：
3、机构运动简图的绘制，（模型，鄂式破碎机）
1）分析<构，观察相对运动；
2）找出所有的构件与运动副；
3）选择合理的位置，即能充分反映机构的特性；
4）确定比例尺，
5）用规定的符号和线条绘制成间图。（从原动件开始画）
【例2-1】
如图2-6所示为以颚式碎矿机。当曲轴2绕其轴心O连续转动时，动颚板3作往复摆动，从而将处于动颚板3和固定颚板6之间的矿石7轧>。试绘制此碎矿机的机构运动简图。
解：（1）运动分析
（1）运动分析 右图所示
此碎矿机由原动件曲轴2'构件1为固装于曲轴2上的飞轮）、动颚板3、摆杆4、机架5等4个构件组成，固定颚板6是固定安装在机架上的。
曲轴2于机架5在O点构成转动副（即飞轮的回转中心）；曲轴2与动颚板3也构成转动副，其轴心在A点（即动颚板绕曲轴的回转几何中心）；摆杆4分别与动颚板3和机架5在B、C两点构成转动副。
其运动传递为：电机 皮带 曲轴 动颚板 摆杆。
所以，其机构原动件为曲轴，从动件为摆杆、构件3、机架5共同构成曲柄摇杆机构。
（2）按图量取尺寸，选取合适的比例尺，确定O、A、B、C四个转动副的位置，即可绘制出机
构运动简图。最后标出原动件的转动方向。
由图可以看出，O、C在同一垂直线上。量取OA=3mm，AB=25mm，BC=14mm，OC=22mm。
§1-3 平面机构的自由度
机构的自由度：机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。
一、计算机构自由度（设n个活动构件，PL个低副，PH个高副）
F=3n-2PL-PH
二、机构具有确定运动的条件
（原动件数>F，机构破坏）
铰链四杆机构
F=3*3-2*4-0=1
原动件数=机构自由度
铰链五杆机构
F=3*4-2*5-0=2
原动件数机-自由度
原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）
机构具有确定运动的条件是：机构的自由度数等于机构的原动件数，既机构有多少个自由度，就应该给机构多少个原动件。
：机构的自由度数等于机构的原动件数，既机构有多少个自由度，就应该给机构多少个原动件。
三、计算机构自由度时应注意的问题
1．复合铰链
三个或三个以上构件在同一处构成共轴线转动副的铰链，我们称为复合铰链（如图所示）。
若有m个构件组成复合铰链，则复合铰链处的转动副数应为（m-1）个。
2．局部自由度
机构中某些构件具有局部的、不影响其它构件运动的自由度，t时与输出运动无关的自由度我们称为局部自由度。对于含有局部自由度的机构在计算自由度时，不考虑局部自由度。
如图凸轮机构：
如认为：
F=3x3-2x3-1=2
是错误的。
n=2，Pl=2，Ph＝1，由公式得：
F=3x2-2x2-1=1。
（3）虚约束：
在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。
