机构简图及自由度PPT课件

1、1,第一章平面机构的自由度和速度分析,11 运动副及其分类,13 平面机构的自由度,12 平面机构运动简图,2,11运动副及其分类,一、构件的自由度及其约束,一个作平面运动的自由构件有三个独立运动的可能性即三个自由度,自由度：构件做任意运动时所具有的独立运动的个数,约束：对构件独立运动的限制,3,a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动,2. 运动副元素接触的部分的形状（点、线、面） 例如：凸轮、齿轮齿廓活塞与缸套等,1. 定义：运动副两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接,二、运动副及其分类,三个条件，缺一不可,4,3. 按运动副元素分 低副面接触，应力低（转动副和移动副,高

2、副点、线接触，应力高,例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等,转动副（回转副）、移动副,5,12 平面机构运动简图,机构运动简图用简单的线条和规定的符号表示机构中各构 件之间相对运动关系的图形,作用： 1.表示机构的结构和运动情况,2.作为运动分析和动力分析的依据,机构运动简图应满足的条件,2.运动副的性质、数目与实际相符,3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例,1.构件数目与实际相同,6,常见运动副符号的表示: 国标GB446084,7,常用运动副的符号,运动副 名称,运动副符号,两运动构件构成的运动副,转动副,移动副,两构件之一为固定时的运动副,平面运动副,8,平面高副,螺旋副,空间

3、运动副,9,构件的表示方法,10,一般构件的表示方法,杆、轴构件,固定构件,同一构件,11,三副构件,两副构件,一般构件的表示方法,12,注意事项,画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质,13,步骤,1.运转机械，搞清楚运动的传递情况,2. 搞清运动副的类型和数目,3.选择合理的投影面,4.测出各运动副间的相对位置和尺寸,5.按比例和规定的符号绘出机构运动简图,思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来,顺口溜：先两头，后中间， 从头至尾走一遍， 数数构件是多少， 再看它们怎相联,14,例:绘制图示曲柄滑块机

4、构运动简图,15,绘制图示鳄式破碎机的运动简图,16,绘制图示偏心泵的运动简图,偏心泵,17,13 平面机构自由度的计算,一、平面机构的自由度,定义：机构中各构件相对于机架所具有的独立运动的数目,作平面运动的刚体在空间的位置需要三个独立的参数（x，y, ）才能唯一确定,18,运动副 自由度数 约束数 回转副 1（） + 2（x，y） = 3,R=2, F=1,R=2, F=1,R=1, F=2,结论：构件自由度3约束数,移动副 1（x） + 2（y，）= 3,高 副 2（x,） + 1（y） = 3,经运动副相联后，构件自由度会有变化,19,活动构件数 n,计算公式： F=3n(2PL +PH

5、,要求：记住上述公式，并能熟练应用,构件总自由度,低副约束数,高副约束数,3n,2 PL,1 PH,例计算曲柄滑块机构的自由度,解：活动构件数n,3,低副数PL,4,F=3n 2PL PH =33 24 =1,高副数PH,0,推广到一般,20,例计算五杆铰链机构的自由度,解：活动构件数n,4,低副数PL,5,F=3n 2PL PH =34 25 =2,高副数PH,0,21,二、 机构具有确定运动的条件,给定S3S3(t) 一个独立参数, 11（t）唯一确定，该机 构仅需要一个独立参数,若仅给定11（t）,则2 3 4 均不能唯一确定。若同时给定1和4 ，则3 2 能唯一确定，该机构需要两个独立

6、参数,22,原动件能独立运动的构件,机构具有确定运动的条件为,一个原动件只能提供一个独立参数,23,三、计算平面机构自由度的注意事项,例计算图示圆盘锯机构的自由度,解：活动构件数n,7,低副数PL,6,F=3n 2PL PH,高副数PH=0,37 26 0,9,计算结果肯定不对,24,1.复合铰链两个以上的构件在同一处以 转动副相联,计算：m个构件,有m1转动副,两个低副,25,上例：在B、C、D、E四处应各有 2 个运动副,例计算图示圆盘锯机构的自由度,解：活动构件数n=7,低副数PL,10,F=3n 2PL PH =37 2100 =1,26,例计算图示两种凸轮机构的自由度,解：n,3,P

7、L,3,F=3n 2PL PH =33 23 1 =2,PH=1,对于右边的机构，有： F=32 22 1=1,事实上，两个机构的运动相同，且F=1,27,2.局部自由度,F=32 22 1 =1,定义：构件局部运动所产生的自由度,出现在加装滚子的场合，计算时去掉滚子和铰链,滚子的作用：滑动摩擦滚动摩擦,28,解：n,4,PL,6,F=3n 2PL PH =34 26 =0,PH=0,3.虚约束 对机构的运动实际不起作用的约束。 计算自由度时应去掉虚约束,MNAB CD ，故增加构件4前后M点的轨迹都是圆弧。 增加的约束不起作用，应去掉构件4,29,重新计算：n=3, PL=4, PH=0,F

8、=3n 2PL PH =33 24 =1,特别注意：此例存在虚约束的几何条件是,1,2,3,4,A,B,C,D,E,F,30,出现虚约束的场合,1.两构件构成多个移动副，且导路平行,2.两构件构成多个转动副，且同轴,3.运动时，两构件上的两点距离始终不变,31,4.对传递运动不起作用的对称部分。如多个行星轮,如平行四边形机构,椭圆仪等,火车轮,32,5.两构件构成高副，两处接触，且法线重合,如等宽凸轮,注意： 法线不重合时，变成实际约束,33,虚约束的作用： 改善构件的受力情况，如多个行星轮,增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨,使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮,注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的,34,计算图示大筛机构的自由度,位置C ，2个低