第1章机械系统的运动简图设计PPT课件

1、二、机构具有确定运动的条件P5=3, F=0231n=3, P5=5,F= 14B2CADE13n=3,P5=4, F=1 14123ABCDn=4,P5=5,F=2结论：结论： 即机构自由度数即机构自由度数F F大于或大于或等于等于1 1且等于主动件数。且等于主动件数。机构自由度数F 1。 1 43C2B54ADE1C D 输入的独立运动数目等于机构自由度数F 。2. 机构具有确定运动的条 件是：1.机构可能运动的条件是：第1页/共22页三三 计算机构自由度时应注意的问题计算机构自由度时应注意的问题A2CB134DE5636253F？1. 1. 复合铰链324 由两个以上构件在同一处构成的重

2、合转动副称为复合铰链。 由m个构件在一处组成轴线重合的转动副。实际上有(m-1)个转动副。复合铰链17253F m 构件数。惯性筛机构惯性筛机构第2页/共22页3211. 1. 复合铰链324第3页/共22页例题：计算机构自由度如图所示 F、B、D、C 处是复合铰链110273F第4页/共22页2. 2. 局部自由度局部自由度机构中个别构件所具有的不影响其它构件运动，即与整个机构运动无关的自由度。在计算机构自由度时，局部自由度应当舍弃不计在计算机构自由度时，局部自由度应当舍弃不计。21ACB43213233F?21ACB3112232F第5页/共22页虚约束机构中那些对构件间的相对运动不起独立

3、限制作用的重复约束。或称消极约束。3. 3. 虚约束4F5ABCDEF123ADBCE123ADBCE06243F？14233F第6页/共22页 在计算中将产生虚约束的构件和在计算中将产生虚约束的构件和运动副去掉，然后再进行计算。运动副去掉，然后再进行计算。3. 3. 虚约束F=3n-(2Pl+Ph-P)-F平面机构自由度公式：平面机构自由度公式：局部自由度虚约束第7页/共22页（1）机构中联结构件与被联结构件的轨迹重合。06243F？14233FCAD=BD=DC2AB14D3常见的虚约束：第8页/共22页（2）当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或 重合时，则只有一个移动副起约束作用，

4、其余都 是虚约束。2CAB13414233FF=3 2 -2 2 1=1第9页/共22页（3）当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则 只有一个转动副起作用，其余的转动副都是虚约束。ACBD1232第10页/共22页（4）机构运动过程中，其中某两构件上两点之间的距离始 终不变，则将两点以构件联接，将会引入一个虚约束。 4CAB1325DEFBC=EF，AB=CD，BE=CF，AE=DF。F=3n-2p-p=3*4-2*6=0 ?F=3n-2p-p=3*3-2*4=1 CAB1325D第11页/共22页(5) 机构中对运动起重复限制作用的对称部分引入 虚约束。21322O123233F?16

5、5253F第12页/共22页(6 ) 如果两构件在多处接触而构成平面高副，且各接触点 处的公法线彼此重合，则只能算一个平面高副，其余 为虚约束。ABn1n2ABn1n1有虚约束无虚约束第13页/共22页虚约束的本质是什么虚约束的本质是什么? ? 从运动的角度看, ,虚约束就是“重复的约束重复的约束”或者是“多余的约束多余的约束”。第14页/共22页提示：提示： 一般情况下，虚约束往往出现在有对称、重复的结构特点处。 计算自由度应除去虚约束不计，但仍应是一个独立的机构，且 一般输入、输出不能拆除。机构中为什么要使用虚约束? a. 可以改善受力、增加刚性、使受力状态更合理； b. 使机构平衡c.保

6、证机构不反向，的运动。使用虚约束时要注意什么问题? 保证满足虚约束存在的几何条件；第15页/共22页例 1 如图所示，已知： DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相 互平行；DH=EI，且相互平行。计算此机构的自由度。 (若存 在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。ADECHGFIBK123456789局部自由度虚约束复合铰链1111283231;11;8HHLPPnFPPnL第16页/共22页例 2 计算图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、 虚约束请标出）。7 7A AC C1 12B B3 3D DE EF FG GH HI I4 45 56 6局部自由度虚约束11

7、8263231;8;6HHLPPnFPPnL第17页/共22页局部自由度C C2 21 1A AB B6 67 78 89 91 10 01 11 1G GH HI IJ JK KL LE ED DF F3 34 45 5复合铰链虚约束1111283231;11;8HHLPPnFPPnL例3 如图所示, 已知HG=IJ,且相互平行；GL=JK，且相互平 行。计算此机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、 虚约束请标出）。第18页/共22页A2CB13DE5647110273F复合铰链例 4：计算图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、 复合铰链、虚约束请标出）。第19页/共22页例 5：计算图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、 复合铰链、虚约束请标出）。复