机械设计基础第二章

《机械设计基础》电子教案

第二章 平面机构

课题 授课日期 教学目标 授课类型 平面机构 理论课 课时 了解运动副 熟悉平面机构运动简图的绘制 掌握平面机构的自由度 运动副 平面机构运动简图的绘制 平面机构的自由度 教师讲解与学生领悟、练习相结合。 多媒体教室，多媒体课件 教学步骤及主要内容 教学环节 教学内容 备注 教学内容 教学方法 教学资源

讲授新知 第一节 运动副 1 构件是机构内部彼此相对运动的运动单元体。 任何机构都是由若干个构件通过运动副连接而组成，且各构件间具有确定的相对运动，构件依其在机构中的地位和功能区分 2 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。 3．自由度和运动副约束 任何一个构件在空间自由运动时皆有六个自由度。它可表示为在直角坐标系内沿着三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转 两个构件通过运动副连接以后，相对运动受到限制。运动副对成副的两个构件间的相对运动所加的限制称为约束。引入一个约束条件将减少一个自由度,而约束的多少及约束的特点取决于 4 两个以上的构件通过运动副连接而成的系统称为运动链。运动链分为闭式运动链和开式运动链两种。所谓闭式运动链是指组成运动链的每个构件至少包含两个运动副，组成一个首末封闭的系统，开式运动链的构件中有的构件只包含一个运动副，它们不 第二节 平面机构运动简图的绘制 （1）构件均用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。 a) （2）两构件组成转动副时，其表示如图2-10所示，图面垂直于回转轴线时用图2-10（a）表示，图面不垂直于回转轴线时用图2-10（b）表示，表示回转副的圆圈，其圆心必须与回转轴线重合。 b)c)222221111 （3）两构件组成移动副的表示方法如图2-11所示，其导路必须相 121212121212 （4）两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓，对于齿轮常用点画线画出其节圆，对于凸轮、滚子，习惯上画出其全部轮廓。如图2-12 2211 （1）分析机械的运动原理和结构情况，确定其原动件、机架、 （2）沿着运动传递路线，逐一分析每个构件间相对运动的 （3）恰当地选择视图平面，通常可选择机械中多数构件的运动平面为视图平面，必要时也可选择两个或两个以上的视图平面， （4）选择适当的比例尺，定出各运动副的相对位置，并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单的线条，绘 （5）从原动件开始，按传动顺序标出各构件的编号和运动副 第三节 平面机构的自由度 运动链和机构都是由机件和运动副组成的系统,机构要实现预期的运动传递和变换,必须使其运动具有可能性和确定性。 无相对运动的构件组合或无规则乱动的运动链都不能实现预期的运动变换。将运动链的一个构件固定为机架，当运动链中一个或几个主动件位置确定时，其余从动件的位置也随之确定，则称机构具有确定的相对运动。那么究竟取一个还是几个构件作主动件，取决于机构的自由度。机构的自由度就是机构具有的独立运动的数目，因此，当机构的主动件等于自由度数时，机构就具 在平面运动链中，各构件相对于某一构件所需独立运动的参变量数目，称为运动链的自由度。它取决于运动链中活动构件的数目以及连接各构件的运动副类 F=3n-2PL-PH 式中 F—— n—— PL—— PH—— 三、计算机构自由度的注意事项 1 由两个以上构件组成两个或更多个共轴线的转动副，即为复 2．局部自由度 机构中常出现一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度或多余自由度。 3 在运动副引入的约束中，有些约束对机构自由度的影响是重复的。这些对机构运动不起限制作用的重复约束，称为消极约束或虚约束，在计算机构自由度时，应当除去不计。