平面机构的自由度.ppt

四川电子机械职业技术学院 四川电子机械职业技术学院 01 02 03 04 02 04 SichuanElectronicMachineryVocationalandTechnicalCollege 平面机构的自由度 课程 机械设计基础 必修课 主讲 毛鹏枭 教学引入 教学讲解 教学练习 教学反思 平面机构的自由度 引入 究三角形与四边形 平面机构的自由度究 练习 自由度的计算 问题探讨 1 Part 引入 三角形与四边形 教材分析 课程特点 学情分析 课程定位 Thetriangleandquadrilateral 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 教材引入 让我们观察生活中的实例 你注意到了这些了吗 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 教材引入 图中墙壁的框架为什么要做成三角形 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 教材引入 我们绵阳的古建筑越王楼 桃花岛的帆船楼为什么也要引入三角形的结构呢 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 教材引入 绵阳一号桥桥梁的主体为什么要采取斜跨做成三角形的桥墩呢 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 教材引入 图中自动伸缩门为什么要做成四边形 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 教材引入 图中鹤式起重机的臂为什么又要做成四边形 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 教材引入 1 三角形具有稳定性 2 四边形具有不稳定性 教学引入 教学策略 教学练习 教学效果 引入 三角形与四边形 用三根木条钉成三角形的木架 然后扭动它 它的形状会发生变化吗 不会变形 教学引入 教学策略 教学练习 教学效果 引入 三角形与四边形 然而 用四根木条钉成四角形的木架 然后扭动它 它的形状会发生变化吗 变形 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 引入 三角形与四边形 三角形的稳定性以及四边形的不稳定性是由什么决定的呢 2 Part 平面机构的自由度 教学目标 信息化教学资源 重点和难点 教学方法 Thefreedomofaplanarmechanism 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构的自由度 一个构件有几个自由度 构件独立运动的数目称为自由度 什么是自由度 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构的自由度 一个空间活动构件有6个独立运动的数目 即6个自由度 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构的自由度 把构件限制在XOY平面 一个平面活动构件有3个独立运动数目 即3个自由度 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构的自由度 运动副 两构件直接接触并能保持一定形式相对运动的联接 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构的自由度 平面运动副 A低副 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构的自由度 A低副 低副 a 面接触 约束了二个自由度 b 有一个自由度 转动或移动 转动副 自由度数目约束数目 1 2 约束特点 x y方向移动 一个独立相对运动 引入2个约束 保留1个自由度 移动副 约束特点 Y方向移动 z方向转动 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构的自由度 平面运动副 B高副 高副 a 点或线接触 b 有两个自由度 转动 移动 约束了一个自由度 齿轮副凸轮副 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构的自由度 B高副 高副 a 点或线接触 约束了一个自由度 b 有两个自由度 转动 移动 高副 两个独立相对运动 引入1个约束 保留2个自由度 约束特点 n方向移动 自由度数目约束数目 21 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构的自由度 形成平面运动副后自由度如何变化呢 法线方向移动受约束 转动副 x y轴方向移动受约束 移动副 转动及某一方向的移动受约束 高副 丧失2个自由度 丧失2个自由度 丧失1个自由度 结论 平面机构中 构件间形成一个低副 失去2个自由度 形成一个高副 失去1个自由度 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构的自由度 平面机构自由度计算公式 若一平面机构有n个活动构件 低副数目为PL 高副数目为PH 则该机构自由度F的计算公式为 F 3n 2PL PH 机构自由度F取决于活动构件的数目以及运动副的性质和数目 机构的自由度数也即是机构所具有的独立运动的数目 从动件不能独立运动 3 Part 教学练习 课前学习 教学流程 教学实施过程 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构自由度的计算 1 三角固定架 刚性桁架 1 2 固定构件 F 3 2 2 3 0 2 铰链四杆机构 F 原动件数 机构自由度 运动确定 一个原动件 构件间没有相对运动机构 刚性桁架 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构自由度的计算 2 铰链四杆机构 F 原动件数 机构自由度 两个原动件 3 铰链五杆机构 F 原动件数 机构自由度 运动不确定 运动不确定 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构自由度的计算 F 不能运动 超静定桁架 4 超静定机构 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 平面机构自由度的计算 自由度计算公式 机构具有确定运动的条件 自由度F 0 且等于原动件个数 F 0 构件间无相对运动 不成为机构 F 0 原动件数 F 运动确定 原动件数 F 运动不确定 原动件数 F 机构不动或破坏 构件间具有确定的相对运动关系的构件组合体 称为机构 4 Part 教学效果 教学效果 教学反思 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 习题练习 例1 请及计算下列构件组合体的自由度 并判断它是不是机构 练习 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 习题练习 答案 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 习题练习 例2 计算图示颚式破碎机主体结构的自由度 解 n 3 PL 4 PH 0 则有F 3n 2PL PH 3x3 2x4 0 1 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 习题练习 例3 计算图示活塞泵的自由度 解 n 4 PL 5 PH 1 则有F 3n 2PL PH 3x4 2x5 1 1 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 习题练习 1 首先根据实物图绘制机构运动简图 2 分析机构运动结构 3 进行机构自由度的计算 4 判断机构的运动形式 解题思路 教学引入 教学讲解 教学练习 教学效果 习题练习 问题思考 计算图示两种凸轮机构的自由度 解 n 3 PL 3 F 3n 2PL P