运动副及其分类PPT学习课件
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运动副的概念及分类
运动副的概念及分类
答：运动副的概念及分类是：
运动副是机构中两构件之间直接接触并能作相对运动的可动连接1。
运动副的分类方式如下1：
1.根据组成运动副的两个运动副元素的接触情况分类：
运动副元素以点或线接触的运动副称为高副，运动副元素以面接触的运动副称为低副。
1.根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类：
两构件相对运动为转动的运动副，为转动副（回转副、铰链）；两构件相对运动为移动的运动副，为移动副；两构件相对运动为球面运动的运动副，为球面副；两构件相对运动为螺旅运动的运动副，为螺旋副。
运动副及其分类
1.2 运动副的分类
运动副及其分类
1） 转动副
4） 球面副
1.2 运动副的分类
运动副及其分类
转动副
移动副
1.2 运动副的分类
运动副及其分类
螺旋副
球面副
1.2 运动副的分类
运动副及其分类
构件间以点或线接触形 成的运动副称为高副。 高副是点或线接触的运 动副。
1.2 运动副的分类
运动副及其分类
高副
静力学分析基础
运动副及其分类
• 掌握运动副的概念及分类。 • 能区分低副和高副。
2
运动副及其分类
门窗所用的合页 机床上的滚珠丝杠
3
1.1 运动副的概念
运动副及其分类
运动副：
两构件间直接接触且具有确定的相对运动 的连接称为运动副。
1.2 运动副的分类
运动副及其分类
构件间以面接触形成的 运动副称为低副。
1-1 运动副及其分类
B
1
2
E 4
C
3 D
F
F 3n 2Pl Ph 3 3 2 4 1
机构中的虚约束常发生在下列情况： 1、若两构件上的点，铰接前后运动轨迹相重合
则该联接将带入1个虚约束。
如：平行四边形机构、火车轮、椭圆仪等。
2、两构件在多处接触而构成性质相同的运动副 1）两构件在多处接触而构成移动副， 且移动方向彼此平行或重合，则只能算 一个移动副。 D
1.复合铰链 由两个以上构件在 同一处构成的重合转动 副称为复合铰链。
复合铰链
由m个构件在一处组 成轴线重合的转动副。实 ？ F=3 × 5-2 × 6=3 际上有（m-1）个转动副。
m ——构件数。
F=3×5-2×7=1 √
1.复合铰链
例题：计算机构自由度
如图所示F、B、D、C处是复合铰链
F=3×7-2×10=1
例；汽车、火车、轮船、飞机等
4）信息机器 用来获取或处理信息 例：摄象机、复印机、印刷机、打印机、绘图机等
机构
它是一个具有相对机械运动的构件系统，用来传递 与变换运动和动力装置。它是机器的重要组成部分。
机器与其它装置的主要区别是：
机器：是执行机械的装置，用来变换或传递能量， 物料和信息。机器由若干机构组成。
例：轴1与轴承2的配合 例：滑块1与导轨2的接触 例：两齿轮轮齿的啮 合
运动副元素： 圆柱面、圆孔面
运动副元素： 棱柱面、棱孔面
运动副元素： 两齿廓曲面
二、运动副的分类
两个构件在平面用运动副联结前共有六个独立的相对运动。 构件用运动副联结后，彼 此的相对运动受到某些约束。 约束：对独立运动的限制。
模块一 机械设计基础知识
《运动副及其分类》课件
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《运动副及其分类》ppt课
件
• 运动副概述 • 运动副的分类 • 运动副的应用 • 运动副的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
运动副概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
运动副的定义
用。
球面副的制造精度和维护对于其 性能和寿命至关重要，需要定期
检查和维护。
04
运动副的发展趋势与展望
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
提高运动副的耐磨性
01
02
03
耐磨材料研发
研发具有高硬度、高强度 和优异耐磨性能的材料， 如陶瓷、碳纤维等，以提 高运动副的耐磨性。
自适应控制
运用智能算法和控制系统，实现运动 副的自适应调节和控制，提高运动副 的稳定性和效率。
运动副的特性
总结词
运动副具有接触性、传递性、约束性和确定性的特性。
详细描述
运动副的特性包括接触性，即两个构件通过直接接触实现运动和动力传递；传递性，即运动副能够将一个构件的 运动传递到另一个构件；约束性，即运动副对两个构件之间的相对运动具有约束作用；确定性，即运动副对两个 构件之间的相对运动具有确定的运动关系。
02
运动副的分类
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
滑动副
总结词
滑动副是一种常见的运动副，它允许两个平面在相对方向上滑动。
详细描述
滑动副通常由两个平面组成，其中一个平面固定，另一个平面可以在其上滑动。 这种运动副在机械系统中广泛使用，例如在导轨和滑块系统中。滑动副的主要特 点是其相对运动是简单的平面滑动，而不是旋转或复杂的运动。
《运动副及其分类》ppt课
件
• 运动副概述 • 运动副的分类 • 运动副的应用 • 运动副的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
运动副概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
运动副的定义
用。
球面副的制造精度和维护对于其 性能和寿命至关重要，需要定期
检查和维护。
04
运动副的发展趋势与展望
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
提高运动副的耐磨性
01
02
03
耐磨材料研发
研发具有高硬度、高强度 和优异耐磨性能的材料， 如陶瓷、碳纤维等，以提 高运动副的耐磨性。
自适应控制
运用智能算法和控制系统，实现运动 副的自适应调节和控制，提高运动副 的稳定性和效率。
运动副的特性
总结词
运动副具有接触性、传递性、约束性和确定性的特性。
详细描述
运动副的特性包括接触性，即两个构件通过直接接触实现运动和动力传递；传递性，即运动副能够将一个构件的 运动传递到另一个构件；约束性，即运动副对两个构件之间的相对运动具有约束作用；确定性，即运动副对两个 构件之间的相对运动具有确定的运动关系。
02
运动副的分类
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
滑动副
总结词
滑动副是一种常见的运动副，它允许两个平面在相对方向上滑动。
详细描述
滑动副通常由两个平面组成，其中一个平面固定，另一个平面可以在其上滑动。 这种运动副在机械系统中广泛使用，例如在导轨和滑块系统中。滑动副的主要特 点是其相对运动是简单的平面滑动，而不是旋转或复杂的运动。
机械原理 运动副
2. 移动副 约束数 S = 2
§1-3、平面机构的自由度
3. 齿轮副
n
4. 凸轮副
n
n
n
约束数 S = 1 平面低副约束数 S = 2 平面高副约束数 S = 1
机械原理
三、平面机构的自由度 1.机构自由度的计算公式 机构的自由度
§1-3、平面机构的自由度
F= 3活动构件数-2低副数 -1高副数 计算公式
面接触、相对转动或相对移动 低副
机械原理
§1-1、运动副及其分类
齿轮副
凸轮副
螺旋副
球面副
特点： 点或线接触、沿接触点切线方向相对移动、绕接触点 的转动 高副
机械原理
运动副符号
§1-1、运动副及其分类
转动副
移动副
机械原理
1
1
§1-1、运动副及其分类
2
齿轮副
2
2
2
凸轮副
机械原理
参与形成两个运动副的构件
自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置所需 独立坐标数）。 一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。
y
y
x
x
机械原理
二、运动副的约束 约束— 限制 约束条件 — 约束数
§1-3、平面机构的自由度
运动副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。
1. 转动副
y0 x0
约束数 S = 2
机械原理
机构运动简图的绘制方法和步骤：
1.确定构件数目及原动件、输出构件； 2.根据各构件间的相对运动确定运动副的种类和数目； 3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图； 4.标明机架、原动件和作图比例尺；
机械原理
例1 颚式破碎机
§1-2、平面机构的运动简图
§1-3、平面机构的自由度
3. 齿轮副
n
4. 凸轮副
n
n
n
约束数 S = 1 平面低副约束数 S = 2 平面高副约束数 S = 1
机械原理
三、平面机构的自由度 1.机构自由度的计算公式 机构的自由度
§1-3、平面机构的自由度
F= 3活动构件数-2低副数 -1高副数 计算公式
面接触、相对转动或相对移动 低副
机械原理
§1-1、运动副及其分类
齿轮副
凸轮副
螺旋副
球面副
特点： 点或线接触、沿接触点切线方向相对移动、绕接触点 的转动 高副
机械原理
运动副符号
§1-1、运动副及其分类
转动副
移动副
机械原理
1
1
§1-1、运动副及其分类
2
齿轮副
2
2
2
凸轮副
机械原理
参与形成两个运动副的构件
自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置所需 独立坐标数）。 一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。
y
y
x
x
机械原理
二、运动副的约束 约束— 限制 约束条件 — 约束数
§1-3、平面机构的自由度
运动副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。
1. 转动副
y0 x0
约束数 S = 2
机械原理
机构运动简图的绘制方法和步骤：
1.确定构件数目及原动件、输出构件； 2.根据各构件间的相对运动确定运动副的种类和数目； 3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图； 4.标明机架、原动件和作图比例尺；
机械原理
例1 颚式破碎机
§1-2、平面机构的运动简图
机械原理运动副.
机构运动简图的绘制方法和步骤：
1.确定构件数目及原动件、输出构件； 2.根据各构件间的相对运动确定运动副的种类和数目； 3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图； 4.标明机架、原动件和作图比例尺；
机械原理
例1 颚式破碎机
§1-2、平面机构的运动简图
2
A B 1
3
4 C
D
机械原理
一、构件的自由度
§1-3、平面机构的自由度
面接触、相对转动或相对移动 低副
机械原理
§1-1、运动副及其特点： 点或线接触、沿接触点切线方向相对移动、绕接触点 的转动 高副
机械原理
运动副符号
§1-1、运动副及其分类
转动副
移动副
机械原理
1
1
§1-1、运动副及其分类
2
齿轮副
2
2
2
凸轮副
机械原理
参与形成两个运动副的构件
处理：排除。
2 1 4 3
2
1
5 4
3
F＝3n－2PL－PH ＝ 3 3 －2 4－0 ＝1
F＝3n－2PL－PH ＝ 3 4 －2 6－ 0 ＝0 F＝3n－2PL－PH ＝3 3－2 4 －0 ＝1
机械原理
虚约束常发生在下列情况
§1-3、平面机构的自由度
1、两构件在同一轴线上形成多个转动副。 2、两构件在同一导路或平行导路上形成多个移动副。
F ＝3n 2PL PH
例
F＝3n2PL PH ＝3 3 24 0 ＝ 1
F＝3n2PLPH ＝32 2 2 1 ＝ 1
机械原理
§1-3、平面机构的自由度
2.机构(运动链)具有确定相对运动的条件
运动副概念及其分类
运动副概念及其分类
嘿，朋友们！今天咱来唠唠“运动副”这个超有意思的概念！运动副啊，就好比是机器里的小关节，让各个零件能顺畅地动起来。
比如说自行车的链条和链轮，它们就是一个典型的运动副例子。
运动副可以分成好多类呢！先来说说低副吧，这就像两个好朋友紧紧地
贴在一起合作，比如滑动轴承，那就是面与面的亲密接触呀！你想啊，要是没有这种亲密的合作，机器还能正常运转吗？肯定不行啊！
还有高副呢，就像是两个人手指尖轻轻触碰，传递着力量和动作。
像凸
轮机构，就是这种巧妙的高副例子。
高副虽然接触面积小，但作用可大着呢，能让机器做出各种精妙的动作，神奇吧！
再说说螺旋副，这就如同拧螺丝一样，一圈一圈地传递着力量和运动。
哎呀，这种独特的方式简直太酷了！就好像是在变魔术，让能量不断地传递下去。
咱好好想想，要是没有这些不同类型的运动副，那这个世界会变成啥样？机器都没法正常工作了，那得多糟糕啊！所以说，运动副虽然不起眼，但真的超级重要呢！
总之，运动副是机械世界里不可或缺的一部分，它们让各种设备能高效地运行。
我们可不能小瞧了它们，要像珍惜好朋友一样珍惜它们呀！懂了不？。
运动副及其分类
2、因何及如何绘制机构运动简图？
第2章 机构的结构分析
概述
机构
√ 平面机构 所有构件均在同一平面或在 几个相互平行的平面内运动
空间机构
§2－1 运动副及其分类
机构的组成
一、机构的组成
1、构件的自由度及约束条件
构件的运动指构件每一瞬时位置的 变化。一自由构件作平面运动，其位 置由三个参变量确定:
（x,y,)
组成运动副后，机构的自由度：
F＝3n-2PL-Ph
பைடு நூலகம்
pL 低副数（2约束）
Ph
高副数（1约束）
❖计算实例一
计算颚式破碎机的自由度：
F＝33－2 4＝1
平面机构自由度与组 成机构的构件数目、 运动副的数目及运动 副的性质有关。
2
B
A
3
1
C
4
D
§2－3 平面机构的自由度
❖计算实例二
解： n =5, PL = 7, PH= 0 F = 3n – 2PL– PH` = 3×5 – 2×7 – 0 =1
三个问题： 1、复合铰链 定义：两个以上的构件在同 一处以转动副相连接。
处理：
三个构件在同一轴线处，两个转动副。 推理：m个构件时，有m – 1个转动副。
§2－3 平面机构的自由度
C处为复合铰链
n = 5, PL = 7, PH = 0 F = 3n - 2PL– PH
= 3×5 -2×7 – 0 = 1
曲轴2
BA
机架1
动颚3 D
C
肘板4
2
B
A
3
1
C
4
D
§2－3 平面机构的自由度
如何使组合起 来的构件产生 运动并具有运 动确定性？
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线 接 触
齿轮副
§2－1 运动副及其分类
机构的组成
空间运动副
若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空间运动副。
螺旋副
球面副
§2－1 运动副及其分类
机构的组成
运动链
定义：两个以上的构件通过运动副联接 而构成的系统
分类：按首末构件是否相连 闭链
开 链
传统机械一般为闭链；机器人和机械手一般为开链。
2、运动副
定义:
由于约束是由机构中各构件 的相互接触引起的，接触方 式不同约束不同。
两个构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联 接。如轴承与轴颈、滑块与导轨、齿轮与齿轮等。
机构要 素构 运 件 动 副
构件系统
§2－1 运动副及其分类
机构的组成
运动副元素: 构件直接接触构成的运动副表面。为点、线、面形式。
§2－2 平面机构运动简图
实例
实例：
构件用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。
§2－2 平面机构运动简图 绘制机构运动简图的方法
三、绘制机构运动简图的方法
步骤：
1、分析机械的工作原理、组成及运动传递情况；确定其 组成的各构件。
2、确定运动副的类型和数目。
3、恰当选择运动简图的视图平面（投影面）。（一般选大
曲轴2
BA
机架1
动颚3 D
C
肘板4
2
B
A
3
1
C
4
D
§2－3 平面机构的自由度
如何使组合起 来的构件产生 运动并具有运 动确定性？
1、机构自由度
1、机构的自由度
2、机构具有确定 性运动的条件
定义：
机构中各构件相对于机架所具有的独 立运动的数目。
§2－3 平面机构的自由度
计算公式
1）机构的构件总数K 2）活动构件数n=K－1 3）组成运动副前，机构总自由度3n
电动机
带传动
偏心轴转动
动颚板摆动，与定 颚板一起压碎物料
点击观看动画
§2－2 平面机构运动简图 绘制机构运动简图的方法
1、工作原理
1 —机架 2 —曲轴（原动件） 3 —动颚 4 —肘板
2、运动副
1与2在A回转副 2和3 在B回转副 3与4在C回转副 4与1在D回转副
3、选择投影面
4、比例尺1：1
组成运动副后，机构的自由度：
F＝3n-2PL-Ph
p
L
Ph
低副数（ 高副数（
2约束） 1约束）
❖计算实例一
计算颚式破碎机的自由度：
F＝33－2 4＝1
平面机构自由度与组 成机构的构件数目、 运动副的数目及运动 副的性质有关。
2、因何及如何绘制机构运动简图？
第2章 机构的结构分析
概述
机构
√ 平面机构 所有构件均在同一平面或在 几个相互平行的平面内运动
空间机构
§2－1 运动1、构件的自由度及约束条件
构件的运动指构件每一瞬时位置的 变化。一自由构件作平面运动，其位 置由三个参变量确定:
（x,y,)
机构的组成
低副提供约束及自由度情况： 引入2个约束，保留1个自由度。
§2－1 运动副及其分类
◆高副：运动副元素为以﹏点或线接触
机构的组成
点接触
凸轮副
§2－1 运动副及其分类
机构的组成
高副提供约束及自由度情况：
限制了沿公法线n-n 方向的相 对移动，保留了沿接触处切线 t-t方向的相对移动和在平面 内的相对转动。引入1个约束， 保留2个自由度。
机构运动有关（取）：
原动件的运动规律 运动副类型
无关（舍）：
构件外型 断面尺寸 零件数及运动副的具体构造。
§2－2 平面机构运动简图 运动副的表示方法
定义：动副运和用构件国，际并规按定一的定简比单例符尺号表和示线机条构代各表构运 件间相对运动关系的简图。
注：机构运动简图与实际机构有相同的运动特征。
3、高副
运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子， 习惯划出其全部轮廓；对于齿轮，常用点划线划出其节圆。
惯用画法（GB4460-84机构简图符号）
§2－2 平面机构运动简图 二、构件的表示方法
1、参与组成两个运动副的构件
构件的表示方法
2、参与组成三个运动副的构件
注：关于工 程常用机构 运动简图符 号国家已有 规定。
第二章 机构的结构分析
§2－1 运动副及其分类
§2－2 平面机构的运动简图 §2－3 平面机构的自由度
重点
§2－4 平面机构的组成原理及结构分类
第2章 机构的结构分析
重点问题：
1、机构的组成原理及其具有确定运动的条件
机构如何 由构件组成？
如何使各 构件之间有相 对运动并使之 确定？
对分析现有机构或设计新 机构至关重要。
多数构件的运动平面）。
4、选取比例尺（l），定出各运动副的相对位置，开始绘
制。
l＝构件的实际长度（m）／图长（mm）
注意问题： 如l＝1／10，若构件实长为2m，则图长20mm
构件要编号； 运动副要有代号； 原动件要用箭头表示方向。
§2－2 平面机构运动简图 绘制机构运动简图的方法
工作原理：
一个作平面 运动的自由 构件有3个 自由度。
构件自由度： 相对于参考系构件所具有的独立运动的数目。
§2－1 运动副及其分类
约束： 对构件的独立运动所加的限制。构件受一约 束，失去一个自由度。
机构的组成
机构由构件组成， 构件与构件联接，独 立运动受限，自由度 减少，构件间只能产 生某些相对运动，而 不再完全自由。
§2－1 运动副及其分类
机构的组成
运动副的分类
低 副
按运动副元素接触情况的不同 高副
低副：运动副元素为面接触。
(1) 转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
固定铰链转动副
§2－1 运动副及其分类
机构的组成
活动铰链转动副
§2－1 运动副及其分类
(2) 移动副：只允许两构件作相对移动。
一、运动副的表示方法
1、转动副（铰链）
机构示意图：是 用特定的构件和 运动副符号表示 机构的一种简化 示意图，仅着重 表示结构特征。 （不需按比例）
§2－2 平面机构运动简图
2、移动副
运动副的表示方法
两构件组成移动副， 其导路必须与相对移 动方向一致。
§2－2 平面机构运动简图 运动副的表示方法
§2－1 运动副及其分类
机构的组成
将运动链的某一构件固定，使之有确定运动。运动链机构。
机架
机构 原动件
从动件
固定构件
按给定运 动规律独立运 动的构件。
其余活动构件，其活 动取决于原动件的运动规 律及机构的组成情况。
§2－2 平面机构运动简图
问题简单化：机构的简明图形
为了分析现有机构、 构思新的机械运动方 案、机构的运动和动 力分析