1、课程的内容课程的内容常用机构和通用零部件的工作原理，运动特点、结构特点、基本的设计理论和计算方法。课程的性质课程的性质性质：专业技术基础课作用：承上启下特点：科学性，综合性，实践性课程的任务课程的任务1.了解常用机构的结构，运动特性，初步具有分析和设计常用机构的能力。2.掌握通用零件的工作原理、结构特点、设计计算和维护等知识。并初步具有设计简单机械传动装置的能力。3.具有运用标准，规范，手册，查阅相关技术资料能力。4.获得本学科实验技能的初步训练。5.通过本课程的学习为后续专业课程打好基础。4.4.平面机构具有确定相对运动的条件平面机构具有确定相对运动的条件3.3.平面机构运动简图及绘制画法平
2、面机构运动简图及绘制画法2.2.平面机构自由度及其计算平面机构自由度及其计算1.1.平面机构的组成平面机构的组成蜗杆传动 曲柄滑块机构：各构件不完全在同一平面或相互平行的平面内运动动画演示：机构中的（最小）运动单元;由一个或若干个零件刚性联接而成当这些构件之间以一定的方式联接起来成为机构时，各个构件不再是自由构件。两相互接触的构件间只能作一定的相对运动，自由度减少。这种对构件独立运动所施加的限制称为约束约束。一个作平面运动的自由构件有三个独立运动的可能性。构件所具有的这种独立运动的数目称为构件的自由度自由度。所以一个作平面运动的自由构件有 自由度,二、自由度二、自由度6个个作空间运动的自由构件
3、有自由度。3个个（一）（一）低副低副 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副低副。根据两构件间的相对运动形式，低副又可分为转动副转动副和移动副移动副。限制两个自由度：（两个移动）保留一个自由度（转动）概念：两构件直接接触又存在一定相对运动的可动联接。类型：低副和高副1.1.转动副转动副 （或铰链）两构件只能在一个平面内作相对转动2.2.移动副移动副 两构件只能沿某一方向线作相对移动的运动副称为移动副。限制两个自由度：（一个移动，一个转动）保留一个自由度（移动）（二）高副（二）高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副高副。限制一个自由度：（一个移动）保留两个自由度（一个移动，一个转动）机构
4、示意图：机构示意图：只需表明机构运动传递情况和构造特征，不必按严格比例所画的图形1、机构运动简图：、机构运动简图：简明表示机构中各构件之间相对运动关系 的图形。运动副的类型、数目、相对位置、构件数目构件外形、截面尺寸、组成构件的零件数目、运动副的具体构造和运动有关的：和运动无关的：用简单线条表示构件用简单线条表示构件 规定符号代表运动副规定符号代表运动副 按比例按比例定出运动副的相对位置定出运动副的相对位置 与原机械具有完全相同的运动特性与原机械具有完全相同的运动特性基本要求：基本要求：（1 1）构件（杆）：）构件（杆）：2 2、常用构件和运动副的表示方法：、常用构件和运动副的表示方法：122
5、121122121212121212（2 2）运动副的符号）运动副的符号转动副：移动副：2112凸轮副：齿轮副：常用构件和运动副的表示方法常用构件和运动副的表示方法3 3、绘制机构运动简图的步骤、绘制机构运动简图的步骤 l实际作图尺寸 m尺寸(mm)1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；2）确定所有运动副的类型和数目，测量各运动副之间位置；3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性），确定视图方向；4）确定比例；5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）原动件用箭头标出运动方向分清原动件、机架和从动件(或者mm/mm)例：试绘制内燃机的机构运动简图ABCEFDG偏心轮机构
6、偏心轮机构绘制运动副时注意事项绘制运动副时注意事项1)1)绘制转动副时，转动绘制转动副时，转动副的位置是关键副的位置是关键：代表代表转动副小圆的圆心必须转动副小圆的圆心必须与回转中心重合；两个与回转中心重合；两个转动副中心连线的长度转动副中心连线的长度一定要精确。一定要精确。偏心轮和圆弧形滑块是转偏心轮和圆弧形滑块是转动副的特殊形式。它们的动副的特殊形式。它们的绘制是易错点。绘制时关绘制是易错点。绘制时关键是要找出相对转动中心。键是要找出相对转动中心。2)2)绘制移动副时，导路的方向和位置是关键绘制移动副时，导路的方向和位置是关键。必须注必须注意：代表移动副的滑块，其导路的方向必须与相对意：代
7、表移动副的滑块，其导路的方向必须与相对移动的方向一致；转动副到移动副导路间的距离要移动的方向一致；转动副到移动副导路间的距离要精确。精确。:1.1.分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机架、原动部分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机架、原动部分、传动部分和执行部分，以确定运动副的数目。分、传动部分和执行部分，以确定运动副的数目。2.2.循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相对运动的循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，确定运动副的类型和数目性质，确定运动副的类型和数目;3.3.恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件的运动平恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构
8、件的运动平面相平行的平面作为投影面。面相平行的平面作为投影面。4.4.选择适当的比例尺选择适当的比例尺,定出各运动副之间的相对位置，定出各运动副之间的相对位置，用规用规定的简单线条和各种运动副符号定的简单线条和各种运动副符号,将机构运动简图画出来。将机构运动简图画出来。小结：小结：一、平面机构的自由度计算一、平面机构的自由度计算机构的自由度机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目。（与构件数目，运动副的类型和数目有关）联接前，总自由度：3n联接后，引入的总约束数：2pl+phF=3n-(2pl+ph)=3n-2pl-ph1234F=3n2plph =3 2 340=1123
9、45F=3n2plph =3 2 450=2F=3n2plph =3 2 221=1BCAF=3n2plph =3 2 340=1F=3n2plph =3 2 451=1牛头刨床 F=3n-2PL-Ph=36-28-1=1解：n=6,PL=8,Ph=1二、平面机构具有确定相对运动的条件二、平面机构具有确定相对运动的条件 机构要能运动，它的自由度必须大于零。机构的自由度表明机构具有的独立运动数。由于每一个原动件只可从外界接受一个独立运动规律（如内燃机的活塞具有一个独立的移动）因此：当机构的自由度为1时，只需有一个原动件；当机构的自由度为2时，则需有2个原动件。F=3n2plph =3 42 50
10、=2 F=3n2plph =3 32 50=-1 F=3n2plph =3 22 30=0 BCABCADEAEBCDF0，构件间无相对运动，不成为机构。F0,原动件数=F，运动确定原动件数F，机构破坏12345AEBCCDD1423411故机构具有确定相对运动的必要条件是机构具有确定相对运动的必要条件是：原动件数目应等于机构的自由度数目原动件数目应等于机构的自由度数目。缝纫机刺布机构 油泵F=3n-2PF=3n-2PL L-P-Ph h=3=3*5-25-2*6-06-0=3=3F=3n-2PF=3n-2PL L-P-Ph h=3=3*5-25-2*7-07-0=1=11.1.复合铰链复合铰
11、链：两个以上个构件在同一条轴线上形成的转动副。由K个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应为（K-1）个。312123F=3n-2PL-Ph=3*3-2*3-1=2F=3n-2PL-Ph=3*2-2*2-1=12 2、局部自由度、局部自由度 在机构中，某些构件具有不影响其它构件运动的自由度局部自由度经常发生的场局部自由度经常发生的场合：合：滑动摩擦变为滚动摩擦时滑动摩擦变为滚动摩擦时添加的滚子、轴承中的滚添加的滚子、轴承中的滚珠珠解决的方法：解决的方法：计算机构自由度时，设想计算机构自由度时，设想将滚子与安装滚子的构件将滚子与安装滚子的构件固结在一起，视作一个构固结在一起，视作一个构件件排除排除
12、3 3、虚约束、虚约束 重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。排除排除123123F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 22 11讨论：两构件构成多个导路平行的移动副F=3n-2PL-Ph=3*3-2*5-0=-1F=3n-2PL-Ph=3*3-2*4-0=1例子分析：F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 0F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 46 0 0NM错错对对 1F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 01BAC(C2,C3)D1234F F3n3n
13、2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 01F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 33 2101机械原理动画素材周转轮系-虚约束.rm轮系12345123C处为复合铰链处为复合铰链,计算时为计算时为（3-1)=2个铰链；个铰链；E、E为虚约束为虚约束应去掉应去掉一个；一个；F处为局部自由度处为局部自由度应去掉应去掉。例子分析：例子分析：=3 7-2 9-1=2F=3n-2PL-PHEEFCC处为复合铰链处为复合铰链,计算时为计算时为（3-1)=2个铰链；个铰链；D处为虚约束处为虚约束应去掉应去掉；B处为局部自由度处为局部自由度应去掉应去掉。2和和3为一个构件。为一
14、个构件。F=3n-2PL-PHCBD=3 9-2 12-2=1F=3n2plph =3 52 70=1 F=3n2plph =3 32 40=1 n=2,PL=3F=0n=3,PL=4,F=1减少一个约束减少一个约束增加一个自由度增加一个自由度n=2,PL=2,PH=1 F=1例：图示为一简易冲床的设计图。试分析设计方案是否合理。例：图示为一简易冲床的设计图。试分析设计方案是否合理。如不合理，则绘出修改后的机构运动简图。如不合理，则绘出修改后的机构运动简图。1 1 判定机构的运动设计方案是否合理判定机构的运动设计方案是否合理2 2 判定机构运动简图是否正确判定机构运动简图是否正确u修改设计方案修改设计方案（1）F=0:增加一构件带进2个平面低副（2）F原动件数目：增加一构件带进2个平面低副或增加原动件数目四、计算平面机构自由度的实用意义四、计算平面机构自由度的实用意义
