平面机构具有确定相对运动条件电子教案由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“平面机构运动简图例题”。
【课题编号】
6—2.2 【课题名称】
平面机构具有确定相对运动条件。【教学目标与要求】
一、知识目标.熟悉平面机构自由度计算公式。.掌握复合铰链、局部自由度和虚约束的情况处理方法。
二、能力目标
能够计算机构的自由度。
三、素质目标
会处理三种特殊情况并计算机构自由度。
四、教学要求.能掌握自由度计算公式。.能够从机构简图中找出三种特殊情况。【教学重点】
自由度计算。【难点分析】
复合铰链是虚约束是学习的难点，只有通过练习解题才得到提高。【分析学生】
首先要看懂机构运动简图的符号，分清复合铰链、局部自由度和复合铰链，然后才能准确地计算出结构的自由度，公式较简单，但分析比较困难。【教学思路设计】
通过大量的习题来锻炼提高，分析判断三种特殊情况，后准确计算机构的自由度。同时要借助于教具来演示自由度。【教学安排】
2学时（90分钟）【教学过程】
一、平面机构的自由度
机构的自由度是指机构具有独立运动的数目，它应当与机构所有能活动构件数的自由度总数和约束构件运动的运动副有关。
一个构件有三个自由度，机构的自由度应当等于除去固定构件外的所有活动构件数(n)的3倍，即3n，但是一个低副Pl连接有2 个约束，一个高副(Ph)连接有1个约束，所以总约束数为(2Pl+Ph)，整个机构的自由度应为：
F=3n—2Pl—Ph
例如：一个由三个构件用铰链连接起来的机构，起自由度为F=3n—2Pl—Ph=3×(3—1)—2×3—0= 0，即机构没有自由度，不能运动,成为一个刚体。如果改成4个构件，则机构的自由度为F=3×(4—1)—2×4—0= 1，如果改为5个构件，机构的自由度为F=3×(5—1)—2×5—0=2。
二、机构具有确定相对运动的条件 只有一个自由度的机构，只要机构有一个主动件，则整个机构即便有确定的一个运动；同理机构的自由度为2时，必须要给定机构二个主动件，机构才能具有确定的运动。可以借助教具来演示证明计算的结果。因此得出机构具有确定相对运动的条件是主动件数W等于机构的自由度F。依此可以用来确定机构所需要的主动件数。
三、三种特殊情况影响自由度计算结果
1.复合铰链 三个构件用一个铰链连接在一起，如图2—8所示，实际上它有两个传动副，计算转动副数时应当用铰链的构件数m减去1才是转动副数，即(m—1)。这里应当注意的是m只与构件数有关，如果连接件是固定的机架，也应当包括进去，即与构件是否活动无关。
2.局部自由度 如图2—9所示，从动件局部安装一个小滚子，以减小接触点的磨损，它改善局部运动状态，对整个机构的自由度没有影响，如果计算时不把它去掉，则会影响机构的自由度计算。一般将它与从动件固定，当成一个构件。
3.虚约束 由于机构运动的需要，许多构件对机构的自由度没有任何作用，计算自由度时，要把这些虚假的约束舍去。常见的虚约束有以下三种：
1)两个构件只能有一个转动副或移动副，其余均为虚约束，如图2—9a所示。
2）两连接件上的点的运动轨迹与机构上某连接杆件点的轨迹重合时，该连接杆件为虚约束，如图2—10b所示，表明MN的存在是结构需要，对机构的运动没有影响，计算机构自由度时应当去掉。
3)对称部分在机构件中起平衡作用，计算自由度时也应去掉，如图2—11所示，自行车的左右脚踏板从动件的角度看，只要有一个就可以，但实际上用两个，起对称平衡作用。
自由度的计算要通过实例来提高教学效果，如P63的2—4题： a图，其中有一个局部自由度，活动构件数为3，低副为3个，高副为1个，F=3×3—2×3—1= 1。
b图，其中有一处为3个构件的复合铰链，活动构件为5个，低副为7，高副为0，F=3×5—2×7—0= 1。
C图，其中有一处为3个构件的复合铰链，有3个油缸为移动副，其活动构件数为9，低副为12个，F=3×9—2×12= 3。
d图，其中有一处为局部约束，有一处复合铰链，有一处虚约束，活动构件数为6，低副为8，高副为1，F=3×6—2×8—1= 1。
e图，其中有两处局部约束，一处虚约束，一处复合铰链，活动构件数为6，低副为8，高副为1，F=3×6—2×8—1= 1。
四、小结.研究机构的自由度是为了设计新机构时确保机构的活动度能满足使用要求。.机构的活动度与活动构件数目，与高、低运动副的多少有关。3.计算机构自由度时，要注意复合铰链、局部自由度和虚约束的因素，必须去掉这些因素后才能准确计算出机构的自由度。
五、布置作业 P63 2—
4、5
