平面机构的结构分析(共30页).ppt

1、 重重 点点 运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。平面机构的结构分析平面机构的结构分析 内内 容容构件及其运动副机构运动简图的绘制平面机构自由度的计算1 构件及其运动副一、构件二、运动副 两个构件直接接触且具有确定相对运动的联接。平面运动副分类:转动副移动副特点：特点：面接触、面接触、相对转动或相对移动相对转动或相对移动 低副低副 运动的单元.运动副元素两构件相互接触的点、线、面。 齿轮副 凸轮副特点：特点：点或线接触、点或线接触、沿接触点切线方向相对移沿接触点切线方向相对移动动 绕接触点的转动绕接触点的转动 高副高副螺旋副 球面副 假设干构件通

2、过运动副联接而成的可动系统称运动链 假设将运动链中的一个构件相对固定，运动链那假设将运动链中的一个构件相对固定，运动链那么成为机构。么成为机构。 机构中构件的分类：机构中构件的分类： 1 1、机架描述运动的参考系、机架描述运动的参考系 2 2、原动件运动规律的构件、原动件运动规律的构件 3 3、从动件、从动件2 平面机构运动简图的绘制机构运动简图机构运动简图 表示机构运动特征的一种工程用图表达方式：表达方式： 用简单线条表示构件 规定符号代表运动副 按比例定出运动副的相对位置与运动有关的因素：与运动有关的因素： 构件数目 运动副数目及类型 运动副之间的相对位置 转动副转动副一、运动副符号一、运

3、动副符号 移动副移动副齿轮副齿轮副凸轮副凸轮副122122螺旋副螺旋副球面副球面副机构运动简图表 二、构件 不管构件形状如何，简单线条表示，带短剖面线表示机架。带运动副元素的构件三、机构运动简图的绘制方法与步骤方法与步骤： 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； 5.验算自由度。机架ABCABC1 12 23 34 4ABC141223A14B12C2343 32 24 41 14A1234BCD例例1 1 颚式破碎机颚式破碎机例例2 2 活塞泵活塞泵运动副？运动副？

4、一、构件的自由度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。xy21xyyx3 平面机构的自由度F=6F=3 不管形成运动副的两个构件是否其中有一个相对固定，运动副引入的约束数S均相同。二、平面运动副的约束条件 约束 限制 约束条件 约束数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x0y0 xy约束数 S = 2F=1F=42. 移动副约束数 S = 23. 齿轮副4. 凸轮副nn约束数 S = 1nn 平面低副约束数 S = 2 平面高副约束数 S = 1三、平面机构的自由度机构的自由度 F=3活动构件数-2低副数-1高副

5、数计算公式计算公式F F 3n 3n 2P2PL L P PH H1.1.机构自由度的计算公式机构自由度的计算公式F F3n3n 2P2PL L P PH H 3 3 2 2 3 34 4 0 0 1 1F F3n3n 2P2PL L P PH H 3 3 2 2 4 45 50 0 2 2F F3n3n 2P2PL L P PH H 3 3 2 2 2 22 21 1 1 1例例F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3=3 2 2-2-2 3 3- -0 0= =0 0F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3=3 3 3-2-2 5 5- -0 0= =-1-1 三个

6、构件通过三个转动副相连, 相当于一个构件。2.2.机构机构( (运动链运动链) )具有确定相对运动的条件具有确定相对运动的条件有一个机架有一个机架自由度大于零自由度大于零F0F0原动件数原动件数 = =自由度数自由度数通常，原动件为含低副构件且与机架相连, 只有一个自由度。3.3.本卷须知本卷须知复合铰链复合铰链 m个构件(m3)在同一处构成共轴线的转动副412356F F 3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 560 3 3F F 3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 570 1 1m-1个低副复复 计算在内5231要正确计算运动副数目F F3n3n2P2PL L

7、P PH H 3 3 2 2 760 9F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 7100 1?复复复复复复复复例例3 3 圆盘锯机构圆盘锯机构F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 123F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 23 1- -1两构件间构成多个运动副两构件间构成多个运动副3.3.本卷须知续本卷须知续错错22 11对对移动副导路移动副导路平行平行转动副轴线转动副轴线重合重合平面高副接触点平面高副接触点共法线共法线“转动副转动副“移动副移动副F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 33 1 23.3.本卷须知续

8、本卷须知续 机构中某些构件所具有的局部运动，并不影响机构运动的自由度。局部自由度局部自由度 排除F F3n3n2P2PL LP PH H-F-F 3 3 2 2 - - 33 1 11这时 F F3n3n2P2PL LP PH H- -F F 式中F F 为局部自由度数目 412351234F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 340 1F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 46 0 0？对对虚约束虚约束不产生实际约束效果的重复约束重复约束排除排除3.3.本卷须知续本卷须知续应用实例应用实例F F3n3n2P2PL LP PH H+ +P P 3 3 2

9、 2 + + 46 0 111.轨迹重合转动副联接的两构件上联接点的轨迹重合1234BOAF F3n3n2P2PL LP PH H+P+P 3 3 2 2 + + 34 1 11F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 34 1 0错错对对虚约束常发生在以下情况虚约束常发生在以下情况n4，PL4，PH0，P 1 F141235用一个构件两个运动副去联接那么构成虚约束2.两构件上某两点间的距离在运动过程中始终不变虚F F3n3n2P2PL LP PH H+P+P 3 3 2 2 + + 46 0 113.对传递运动不起独立作用的重复局部1232虚F F3n3n2P2PL LP PH H+P+P 3 3 2 2 + + 44 4 11P P 2P2P l l +P +P h h 3n3n 2 2 + + 243 2 2F F3n3n2P2PL LP PH H+P+P 3 3 2 2 + + 55 6 12虚F3n- 2PL- PH + P- FF 局部自由度数 PH 高副数n 活动构件数 P 虚约束数 PL 低副数 F 局部自由度数F F3n3n2P2PL LP PH H+ + P P - F-