机械基础导论 第二章

第二章平面机构的结构分析§2.1基本概念§2.2机构运动简图§2.3平面机构的自由度计算1机架：机构中相对不动的构件原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。→输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。→输出构件一、机构中的构件分类：2二、自由度、约束构件具有独立运动参数的数目（相对于参考系）或者描述运动的独立参数xzy几个自由度？在平面内作自由运动的构件具有3个自由度。yxAB在三维空间作自由运动的构件具有6个自由度自由度3三、运动副运动副使两构件直接接触而组成的可动连接运动副元素两构件上参与接触而构成运动副的部分点面线对构件施加的约束个数等于其自由度减少的个数。约束

运动副对构件间相对运动的限制作用41.低副——

两构件以面接触而形成的运动副.四、运动副类型及其代表符号

A.转动副：两构件只能作相对转动，又称作铰链。自由度数1，只能转动；

约束数2，失去了沿X、Y方向的移动。5

B.移动副：两构件只能作相对移动。

自由度数

1，

只能X方向移动；

约

束

数

2，

失去Y方向移动和转动。

6移动副的表示方式注意：移动副的导路必须与相对移动的方向一致1272.高副——

两构件以点或线接触而构成的运动副。

自由度数

2：

保持切线方向的移动和转动

约

束

数

1：失去法线方向的移动。

8高副的表示方法应将两构件接触处的几何形状绘出93.空间运动副

球面副螺旋副10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12121212121212121212121212两构件之一为固定时的运动副122121平面运动副11平面高副螺旋副2112121212球面副球销副121212空间运动副12121221nntt21nntt12两个运动副13定义：用运动副代表符号和简单线条来反映机构中各构件之间运动关系的简图。§2.2机构运动简图构件均用形象、简洁的直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。14机构的表示方法15ABCDEFGH123456机构简图的绘制实例16为什么要计算机构自由度？机构是否有确定的运动？

§2.3平面机构的自由度计算机构自由度：机构具有的独立运动参数的数目称为机构的自由度。（与构件数目，运动副的类型和数目有关）17高副：1个约束面低副：2个约束一、平面机构自由度的计算公式假设平面机构有n个活动构件：则有：3n个自由度有Pl个低副和Ph个高副：平面自由构件：3个自由度平面低副：引入2个约束平面高副：引入1个约束则引入：(2pl+ph)个约束分析：平面机构的自由度计算公式：F=3n-2pl-ph18二、机构具有确定运动的条件？？？？原动件数=机构自由度

19铰链五杆机构：原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）

20构件间没有相对运动机构→刚性桁架

（多一个约束）超静定桁架21机构要能运动，它的自由度必须大于零。二、平面机构具有确定相对运动的条件

F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。F>0,原动件数W=F，运动确定原动件数W<F，运动不确定原动件数W>F，机构破坏故机构具有确定运动的条件是：原动件数目应等于机构的自由度数目。W=F且F＞0

22复合铰链

常出现在下列情况：1231231231231231231、复合铰链——两个以上的构件在同一处以转动副相联。两个低副m个构件在同一处铰接,构成m-1个转动副三、注意事项

23F=3n-2PL-PH=3*5-2*6-0=3≠WF=3n-2PL-PH=3*5-2*7-0=1=W242.局部自由度在某些机构中，不影响其他构件运动的自由度称为局部自由度。F=3n-2PL-PH=3*3-2*3-1=2与实际不符

除去局部自由度

F=3n-2PL-PH=3*2-2*2-1=1与实际相符

计入局部自由度时既然滚子不影响从动件运动，那为什么要采用滚子呢？

计算前先将小滚轮焊接在推杆上253.虚约束：对机构的运动不起实际约束作用的约束(限制作用是重复的)。具体计算时去掉AB＝

CD例：平行四边形机构，连杆2作平动，BC线上各点轨迹均为圆EF5若加上杆5，使AB＝CD＝EF则杆5上E点的轨迹与杆2上E点的轨迹重合，不影响机构的运动加上一个构件两个低副引入3个自由度4个约束多出一个约束-----虚约束A1234BCD？？？？？？26机构中的虚约束发生的情况（教材举2例，实际有很多）:1)移动副导路平行2)转动副轴线重合27282930计算图示大筛机构