平面机构自由度计算课件.ppt

1、下一页退出第1章 机械系统运动简图设计1第一章第一章 平面机构运动简图设计平面机构运动简图设计学习目标学习目标 1)熟练掌握机构运动简图的绘制方法。熟练掌握机构运动简图的绘制方法。2)熟练掌握平面机构自由度计算的方法；熟练掌握平面机构自由度计算的方法；3)了解用瞬心法分析机构速度的方法。了解用瞬心法分析机构速度的方法。下一页退出第1章 机械系统运动简图设计2零零 绪论绪论1研究机构的组成及绘制其运动简图2了解机构具有确定运动的条件3研究机构的组成原理及结构分类1.研究平面机构的目的研究平面机构的目的 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计3 机构由构件组成的。几个构件堆砌在一机构由构件组

2、成的。几个构件堆砌在一起，并不能构成机构，构件之间肯定要以某起，并不能构成机构，构件之间肯定要以某种形式发生联系，进而相互影响和相互制约，种形式发生联系，进而相互影响和相互制约，才能形成机构。这种发生联系的连接方式，才能形成机构。这种发生联系的连接方式，就是运动副。就是运动副。一、一、平面机构的组成平面机构的组成 1.运动副（运动副（1）-必要性必要性 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计41.运动副（运动副（2）-定义定义 两个两个构件构件直接接触直接接触形成的形成的可动连接可动连接，称为运动副。称为运动副。一、一、平面机构的组成平面机构的组成 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简

3、图设计51.运动副（运动副（3）-运动副元素运动副元素 参与参与接触接触而构成运动副的点、线和面。而构成运动副的点、线和面。一、一、平面机构的组成平面机构的组成 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计62.运动副的类型（运动副的类型（1）-按相对运动性质按相对运动性质1/2 空间运动副空间运动副 平面运动副平面运动副 螺旋副螺旋副 球副球副 一、一、平面机构的组成平面机构的组成 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计72.运动副的类型（运动副的类型（1）-按相对运动性质按相对运动性质1/2 平面运动副平面运动副 空间运动副空间运动副 移动副移动副 转动副转动副 一、一、平面机构的组

4、成平面机构的组成 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计8高副高副 低副低副 齿轮副齿轮副 凸轮副凸轮副 2.运动副的类型（运动副的类型（2）-按运动副元素按运动副元素1/2 一、一、平面机构的组成平面机构的组成 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计9高副高副 低副低副 2.运动副的类型（运动副的类型（2）-按运动副元素按运动副元素2/2 移动副移动副 转动副转动副 一、一、平面机构的组成平面机构的组成 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计10 两个以上构件通过运动副联接而成的系统两个以上构件通过运动副联接而成的系统 3.运动链（运动链（1）-定义定义 一、一、平面机构的

5、组成平面机构的组成 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计11闭式闭式 开式开式 构件形成封闭系统构件形成封闭系统 构件未形成封闭系统构件未形成封闭系统 3.运动链（运动链（2）-类型类型 一、一、平面机构的组成平面机构的组成 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计12含有含有机架机架，具有，具有确定运动确定运动的运动链称为机构的运动链称为机构4.机构机构 一、一、平面机构的组成平面机构的组成 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计13 表达各种构件的相对运动关系，表达各种构件的相对运动关系，确切确切表达表达机构的运动规律和特性，用机构的运动规律和特性，用规定符号规定符号表示

6、构件和运动副，并按表示构件和运动副，并按比例比例绘制的图形绘制的图形二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 1.定义定义 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计14（1 1）简图中的构件数目与实际相同；）简图中的构件数目与实际相同；（2 2）简图中运动副性质、数目与实际相符；）简图中运动副性质、数目与实际相符；（3 3）简图中运动副之间的相对位置以及构件）简图中运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例；尺寸与实际机构成比例；2.满足的条件满足的条件 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计15 表达各种构件的相对运动

7、关系，确切表达各种构件的相对运动关系，确切表达机构的运动规律和特性。表达机构的运动规律和特性。3.作用作用 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计16 机构示意图是用规定符号，但不严格机构示意图是用规定符号，但不严格按比例绘制的图形，重在表达各种构件的按比例绘制的图形，重在表达各种构件的相对运动关系和结构，而不能揭示机构的相对运动关系和结构，而不能揭示机构的运动规律和特性。运动规律和特性。4.机构示意图机构示意图 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计175.常用符号（常用符号（1）

8、-转动副转动副 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计185.常用符号（常用符号（2）-移动副移动副 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计195.常用符号（常用符号（3）-高副高副 2112二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计205.常用符号（常用符号（4）-一般构件一般构件 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计215.常用符号（常用符号（5）-两副和三副构件两副和三

9、副构件 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计22 5.常用符号（常用符号（6）-注意事项注意事项 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计23先定原动件和工作件（一般位于传先定原动件和工作件（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。表示出来。6.绘制机构运动简图（绘制机构运动简图（1）-一般思路一般思路 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出

10、第1章 机械系统运动简图设计24（1 1）分析运动，确定构件的类型和数量；）分析运动，确定构件的类型和数量；（2 2）确定运动副的类型和数目；）确定运动副的类型和数目；（3 3）选择视图平面；）选择视图平面；（4 4）选取比例尺，定出各运动副间相对位置；）选取比例尺，定出各运动副间相对位置；（5 5）画出运动副和机构，并表示出各构件。）画出运动副和机构，并表示出各构件。6.绘制机构运动简图（绘制机构运动简图（2）-步骤步骤 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计257.唧筒实例（唧筒实例（1）-平面图平面图 二、二、机械系统运动简图设计机

11、械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计267.唧筒实例（唧筒实例（2）-三维动画三维动画 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计277.唧筒实例（唧筒实例（3）-答案答案 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计288.泵实例泵实例（1）-平面图平面图 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计291 12 23 34 48.泵实例（泵实例（2）-答案答案 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上

12、一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计309.缝纫机跳针机构实例（缝纫机跳针机构实例（1）-平面图平面图 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计319.缝纫机跳针机构实例（缝纫机跳针机构实例（2）-动画动画 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计32四、实例（四、实例（3 3）-9.缝纫机跳针机构实例（缝纫机跳针机构实例（3）-答案答案 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计33（1 1）先找首端）先找首端原动件；再找尾端原

13、动件；再找尾端工作件；工作件；（2 2）确定机架；）确定机架；（3 3）确定各构件之间的运动副种类，）确定各构件之间的运动副种类，“两两分两两分析相对运动；析相对运动；10.小结小结1/2 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计34（4 4）代表回转副的小圆，其圆心必须与相对）代表回转副的小圆，其圆心必须与相对运动回转中心重合。代表移动副的滑块，其运动回转中心重合。代表移动副的滑块，其导路方向必须与相对运动方向一致；导路方向必须与相对运动方向一致；（5 5）比例、符号、线条、标号、原动件。）比例、符号、线条、标号、原动件。10.小结小结2

14、/2 二、二、机械系统运动简图设计机械系统运动简图设计 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 35机构中各构件相对于机架所能有的机构中各构件相对于机架所能有的 独立运动的数目独立运动的数目 三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 1.自由度的定义自由度的定义 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 362.约束（约束（1）-定义定义 运动副对成副两构件间的相对运动所运动副对成副两构件间的相对运动所加的限制。引入加的限制。引入1 1个约束将减

15、少个约束将减少1 1个自由度。个自由度。上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 37（1 1）2 2个约束个约束/1/1个低副（如转动副或移动副）个低副（如转动副或移动副）2.约束（约束（2）-数目数目1/2 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 38（2 2）1 1个约束个约束/1/1个高副（如凸轮副或齿轮副）个高副（如凸轮副或齿轮副）2.约束（约束（2）-数目数目2/2 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具

16、有确定运动的条件 39F=3n-2PL-PHF:F:机构的自由度机构的自由度n n：可动构件数目：可动构件数目P PL L：低副的数目：低副的数目P PH H:高副的数目高副的数目3.自由度的计算公式自由度的计算公式 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 401232 2解：解：n=2 Pl=2 Ph=1 F=3n-2Pl-Ph =32-22-1 =14.例题（例题（1）-凸轮机构凸轮机构 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 413ABCD124 解：解：n

17、=3 Pl=4 Ph=0 F=3n-2Pl-Ph =33-24-0 =14.例题（例题（2）-四杆机构四杆机构 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 42解：解：n=3 F=3n-2Pl-Ph Pl=4 =33-24-0 Ph=0 =1S31234.例题（例题（3）-对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 43（1 1）原动件是通过转动副）原动件是通过转动副或移动副和机架相联；或移动副和机架相联；（2 2）每个原动件只能输入）每

18、个原动件只能输入1 1个独立运动。个独立运动。3ABCD124 S31235.机构具有确定运动的条件（机构具有确定运动的条件（1）-理论准备理论准备 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 44（1）机构自由度F=0；F=0F=05.机构具有确定运动的条件（机构具有确定运动的条件（2）-三杆机构三杆机构 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 45（1 1）机构自由度）机构自由度F=1F=1；F=1F=1原动件原动件=1=1（3 3）同时给定）同时给定11（t t

19、）和）和33（t t），机构会被破坏。），机构会被破坏。（2 2）给定）给定1111（t t）,构件位置全部确定。构件位置全部确定。5.机构具有确定运动的条件（机构具有确定运动的条件（3）-四杆机构四杆机构1/2 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 465.机构具有确定运动的条件（机构具有确定运动的条件（3）-四杆机构四杆机构2/2 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 47（1 1）机构自由度）机构自由度F=2F=2；4 412341 1F=2F=2原动件

20、原动件=2=2（3 3）若同时给）若同时给1 1和和4 4 ，则能唯一确定，则能唯一确定.（2 2）若仅给定）若仅给定1 11 1（t t）,则其它构件位置均则其它构件位置均不能确定。不能确定。5.机构具有确定运动的条件（机构具有确定运动的条件（4）-五杆机构五杆机构1/3 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 48运动不确定运动不确定5.机构具有确定运动的条件（机构具有确定运动的条件（4）-五杆机构五杆机构2/3 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 49运

21、动确定运动确定5.机构具有确定运动的条件（机构具有确定运动的条件（4）-五杆机构五杆机构3/3 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 50自由度自由度F0F0F=F=原动件原动件数目数目机构具有确定运动机构具有确定运动6.机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 51 F=3n2PLPH F原动件数目 机构没有确定运动=35 -26=3-01 12 23 34 45 51 13 34 46 62 25 57.复合铰链（

22、复合铰链（1）-引言引言 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 52 两个以上构件在同一轴线处，用转动副联两个以上构件在同一轴线处，用转动副联接，就形成了复合铰链。接，就形成了复合铰链。7.复合铰链（复合铰链（2）-定义定义 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 53m m个构件时，算个构件时，算m1m1个转动副个转动副m=3m=3铰链个数铰链个数=m-1=2=m-1=27.复合铰链（复合铰链（3）-处理方法处理方法 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设

23、计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 54 F=F=原动件数目，机构有确定运动原动件数目，机构有确定运动=35 -27=1-01 12 23 34 45 51 13-4 3-4 5 57 72 26 6 F=3n2PLPH 7.复合铰链（复合铰链（4）-练习题练习题1/4 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 55 F=F=原动件数目，机构有确定运动原动件数目，机构有确定运动=37 -210=1-0 F=3n2PLPH 1 12 23 34 45 51-21-25-6 5-6 7 73-4 3-4 8

24、-98-96 67 7 10 107.复合铰链（复合铰链（4）-练习题练习题2/4 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 56 F=F=原动件数目，机构有确定运动原动件数目，机构有确定运动1 12 23 34 45 51 14-5 4-5 7 72 2 8 86 67 76 63 39 91010=37 -210=1-0 F=3n2PLPH 7.复合铰链（复合铰链（4）-练习题练习题3/4 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 578.局部自由度（局部自由度（

25、1）-感性认识感性认识 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 58 F=3n2PLPH =33231 =2 F原动件数目 机构没有确定运动8.局部自由度（局部自由度（2）-理论分析理论分析 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 59 个别构件所具有的，不影响整个机构运动个别构件所具有的，不影响整个机构运动的自由度称为局部自由度。的自由度称为局部自由度。8.局部自由度（局部自由度（3）-定义定义 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运

26、动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 60 把滚子和与它把滚子和与它铰接的从动件看作铰接的从动件看作一个构件，作虚拟一个构件，作虚拟的的“焊死焊死”处理处理8.局部自由度（局部自由度（4）-处理方法处理方法1/2 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 618.局部自由度（局部自由度（4）-处理方法处理方法2/2 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 62 将滑动摩擦变将滑动摩擦变成滚动摩擦。降低成滚动摩擦。降低摩擦力，减轻磨损摩擦力，减轻磨损8.局部自由度（

27、局部自由度（4）-作用作用 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 63 F=3n2PLPH F=原动件数目，机构有确定运动 =32221 =18.局部自由度（局部自由度（5）-练习题练习题1/3 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 64 F=3n2PLPH =33232 =11 12 23 38.局部自由度（局部自由度（5）-练习题练习题2/3 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 65 F

28、=3n2PLPH =33232 =11 12 23 38.局部自由度（局部自由度（5）-练习题练习题3/3 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 669.虚约束（虚约束（1）-感性认识感性认识 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 67 F=3n2PLPH =34260 =0 F=0 机构不能动9.虚约束（虚约束（2）-理论分析理论分析 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 68 在机构中与其

29、他运动副在机构中与其他运动副作用重复作用重复，而对构，而对构件间的相对运动件间的相对运动不起独立不起独立限制作用的约束。限制作用的约束。9.虚约束（虚约束（3）-定义定义 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 69转动副联接的是两构件上运动轨迹相重合的点9.虚约束（虚约束（4）-表现形式表现形式1/6 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 70两构件上的两点间的距离始终不变两构件上的两点间的距离始终不变 EFEF或或BCBC9.虚约束（虚约束（3）-表现形式表

30、现形式2/6 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 71机构中对运动不起作用的对称部分机构中对运动不起作用的对称部分9.虚约束（虚约束（3）-表现形式表现形式3/6 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 72 两构件组成多个两构件组成多个轴线重合轴线重合的转动副，只有的转动副，只有一个转动副起约束作用，其余为虚约束。一个转动副起约束作用，其余为虚约束。9.虚约束（虚约束（3）-表现形式表现形式4/6 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有

31、确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 73 两构件组成多个导路相互两构件组成多个导路相互平行或重合平行或重合的移动副的移动副，只有一个移动副起约束作用，其余为虚约束，只有一个移动副起约束作用，其余为虚约束9.虚约束（虚约束（3）-表现形式表现形式5/6 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 74 两构件构成高两构件构成高副，两处接触且副，两处接触且法法线重合或平行线重合或平行9.虚约束（虚约束（3）-表现形式表现形式6/6 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运

32、动的条件 75 将具有虚约束运动副的构件连同它所带入将具有虚约束运动副的构件连同它所带入的与机构运动无关的运动副一并不计。的与机构运动无关的运动副一并不计。9.虚约束（虚约束（4）-处理方法处理方法1/2 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 769.虚约束（虚约束（4）-处理方法处理方法2/2 将具有虚约束运动副的构件连同它所带入将具有虚约束运动副的构件连同它所带入的与机构运动无关的运动副一并不计。的与机构运动无关的运动副一并不计。上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定

33、运动的条件 77 机构中引入虚约束是为了受力均衡，增大机构中引入虚约束是为了受力均衡，增大刚度等，同时也提高了对制造和装配精度的要刚度等，同时也提高了对制造和装配精度的要求。求。9.虚约束（虚约束（5）-作用作用 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 78 F=3n2PLPH =34242 =2 F=原动件数目，机构有确定运动9.虚约束（虚约束（6）-练习题练习题1/4 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 79 F=3n2PLPH =33240 =1 F=原

34、动件数目，机构有确定运动9.虚约束（虚约束（6）-练习题练习题2/4 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 80 F=3n2PLPH =33240 =1 F=原动件数目，机构有确定运动9.虚约束（虚约束（6）-练习题练习题3/4 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 81 F=3n2PLPH =32221 =1 F=原动件数目，机构有确定运动9.虚约束（虚约束（6）-练习题练习题4/4 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件

35、三、机械系统具有确定运动的条件 82 F=3n2PLPH =34251 =1 F=原动件数目，机构有确定运动10.综合练习题综合练习题1/3 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 83 F=3n2PLPH =37291 =210.综合练习题综合练习题2/3 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计三、机械系统具有确定运动的条件三、机械系统具有确定运动的条件 84 F=3n2PLPH =392122 =1 F=原动件数目，机构有确定运动10.综合练习题综合练习题3/3 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构

36、的运动分析四、平面机构的运动分析85 根据机构原动件的已知运动规律确定：根据机构原动件的已知运动规律确定：1）构件的角位移、角速度和角加速度；）构件的角位移、角速度和角加速度；2）求机构中任一构件的任一点的轨迹，位移，速度和加）求机构中任一构件的任一点的轨迹，位移，速度和加速度。速度。通过对机构进行速度分析：通过对机构进行速度分析：1）了解从动件的速度变化是否满足工作要求；）了解从动件的速度变化是否满足工作要求；2）确定各构件及构件上某点的加速度和角加速度，及其）确定各构件及构件上某点的加速度和角加速度，及其变化规律。变化规律。1.机构运动分析的目的机构运动分析的目的 上一页下一页退出第1章

37、机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析86常采用的方法：瞬心法、图解法、解析法。常采用的方法：瞬心法、图解法、解析法。图解法图解法 形象、直观、简单。但精度不高，且求形象、直观、简单。但精度不高，且求 系列位置时需反复作图。系列位置时需反复作图。解析法解析法 精确度高，采用不同的数学工具，可分精确度高，采用不同的数学工具，可分 为直角坐标解析法、矢量法，矩阵法、为直角坐标解析法、矢量法，矩阵法、复数矢量法等。随着电子计算机的普及复数矢量法等。随着电子计算机的普及 解析法将得到广泛的应用。解析法将得到广泛的应用。2.机构运动分析的常用方法机构运动分析的常用方法 上一页下

38、一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析87j 当构件当构件i 和构件和构件j 作平面相对运动时，作平面相对运动时，在任一瞬时，都可以看作是绕该两构件某在任一瞬时，都可以看作是绕该两构件某一重合点的转动，该重合点称为一重合点的转动，该重合点称为速度瞬心速度瞬心。简称瞬心简称瞬心(Pij)。Bi(Bj)vBiBjiAi(Aj)vAiAjPij瞬心瞬心 重合点的相对速度为零；绝对速度相同。重合点的相对速度为零；绝对速度相同。相对瞬心相对瞬心该点的绝对速度不为零。该点的绝对速度不为零。绝对瞬心绝对瞬心该点的绝对速度为零。该点的绝对速度为零。Bi(Bj)vBiB

39、j3.速度瞬心（速度瞬心（1）-定义定义 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析88jBi(Bj)vBiBjiAi(Aj)vAiAjPijN n(n-1)/2 Bi(Bj)vBiBj3.速度瞬心（速度瞬心（2）-数目数目 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析8912用转动副联接用转动副联接1212P12P12用移动副联接用移动副联接12P1212P12用高副联接用高副联接12P12vM1M2M4.速度瞬心位置的确定（速度瞬心位置的确定（1）-直接观察法直接观察法 上一页下一页退出第1章 机械系

40、统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析90三心定理：作平面运动的三个构件共有三个瞬心，三心定理：作平面运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于同一直线上。它们位于同一直线上。三个相对瞬心必在一条直线上三个相对瞬心必在一条直线上4.速度瞬心位置的确定（速度瞬心位置的确定（2）-三心定理三心定理 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析91 例例1 铰链四杆机构。已知原动件铰链四杆机构。已知原动件2以以 2等角速回等角速回转，及各构件的尺寸。确定机构的全部瞬心及转，及各构件的尺寸。确定机构的全部瞬心及 4。5.练习题练习题1 2ABC

41、D1234上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析922ABCD1234解：瞬心数目解：瞬心数目Nn(n-1)/26 P12、P23、P34、P14（观察法）（观察法）P13、P24（三心定理）（三心定理）P12P23P131 2 3P13P12P23P34P144 4P24P14P43P131 4 35.练习题练习题1 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析932ABCD1234P13P12P23P34P14利用绝对瞬心利用绝对瞬心P24 24224424llpvAPDP242424APDP42

42、2424APDP4 4P245.练习题练习题1 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析942ABC1423例例 2 曲柄滑块机构。已知构件的长度，曲柄曲柄滑块机构。已知构件的长度，曲柄AB 的角速度的角速度 1，用瞬心法求滑块的速度，用瞬心法求滑块的速度vc。6.练习题练习题2 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析952ABC1423 解解 确定机构的瞬心数目及位置确定机构的瞬心数目及位置 P23P12P34P14P24vP24 利用瞬心利用瞬心P P242424224()CPlvvAP 方向

43、向左方向向左 6.练习题练习题2 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析961232 2例题例题3 凸轮机构，已知凸轮角速度凸轮机构，已知凸轮角速度 2和各构件尺寸。和各构件尺寸。用瞬心法求从动件用瞬心法求从动件3的速度。的速度。6.练习题练习题3 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析971232 2P12P13KvP23 解解 确定机构的瞬心数目及位置确定机构的瞬心数目及位置 共有三个瞬心共有三个瞬心P12、P13、P23 23233pppvvvv231232P PvlP236.练习题练习题3 上一页下一页退出第1章 机械系统运动简图设计四、平面机构的运动分析四、平面机构的运动分析981）对简单的平面机构，特别是平面高副机构进行速度）对简单的平面机构，特别是平面高副机构进行速度 分析时较为简单。分析时较为简单。2）对构件数目的复杂机构，由于瞬心数目多，使解题）对构件数目的复杂机构，由于瞬心数目多，使解题 变得很复杂，瞬心可能位于所画图纸之外。变得很复杂，瞬心可能位于所画图纸之外。3）不能对机构进行加速度分析不能对机构进行加速度分析。瞬心法的优缺点：瞬心法的优缺点：上一页退出第1章 机械系统运动简图设计99结束结束