第2章-机构自由度的计算.ppt

1、第2章 机器的组成及机构运动要素, 2.1 机器的组成及其设计方法 2.2 机构、构件及运动副 2.3 平面机构运动简图 2.4 平面机构自由度的计算,活塞泵的机构运动简图,曲柄、连杆、齿扇、 齿条活塞、机架。 曲柄为原动件， 其余为从动件， 当曲柄匀速转动时， 活塞在汽缸中往复移动。,F=3n-2pL-ph=3x4-2x5-1=1,3、颚式破碎机,颚式破碎机简图分析,F=3n-2pl-ph=3x3-2x4=1,2.4 平面机构自由度的计算,一、机构具有确定运动的条件 二、计算机构自由度 三、计算机构自由度时应注意的问题 1复合铰链 2局部自由度 3、虚约束,一、机构具有确定运动的条件 因为一

2、个原动件只能提供一个独立运动参数，所以， 机构的自由度数等于机构的原动件数，既机构有多少个自由度，就应该给机构多少个原动件。 自由度=原动件数,二、计算机构自由度 （设n个活动构件，PL个低副，PH个高副） F=3n-2PL-PH,2.4 平面机构自由度的计算,（移动导杆机构）,3.5,F=3n-2pl-ph=3x3-2x4=1,四杆机构的自由度计算,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,原动件数=机构自由度,举例 2 内燃机,F=3n2PL-PH=3X5-2X6-1X2=1,例 二杆机构的自由度计算,n=1 pL=1 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,三杆自

3、由度计算,n=2 pL=3 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =0,原动件数=机构自由度,（F=0，不是机构 是刚性桁架 ）,凸轮机构自由度计算,n=2 pL=2 ph=1 F=3n-(2pL+ph)=1,四杆机构的自由度计算,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,原动件数=机构自由度,原动件数机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）,铰链五杆机构,n=4 pL=5 ph=0 F=3n-(2pL+ph)=2,五杆机构2个原动件,小结： 运动链的自由度F 与原动件数目的关系： 自由度F0 结构（不是机构） 自由度F0 时，F原动件数目(运动不相容，破坏了机构) F=原

4、动件数目（运动确定) F原动件数目（运动不确定),机构具有确定运动的条件是：机构的自由度数等于机构的原动件数，既机构有多少个自由度，就应该给机构多少个原动件。,三、计算机构自由度时应注意的问题,1复合铰链,三个或三个以上构件在同一处构成共轴线转动副的铰链，我们称为复合铰链。,若有m个构件组成复合铰链，则 复合铰链处的转动副数应为（m-1）个。,2个低副,三、计算机构自由度时应注意的问题,2局部自由度,机构中某些构件具有局部的、不影响其它构件运动的自由度，同时与输出运动无关的自由度我们称为局部自由度。,滚子作用：滑动摩擦 滚动摩擦,三、计算机构自由度时应注意的问题,左图：n=2，PL=2，Ph1

5、， F=3x2-2x2-1=1 如右图凸轮机构认为： n=3，PL=3，Ph1， F=3x3-2x3-1=2，是错误的。,2局部自由度,对于含有局部自由度的机构在计算自由度时，不考虑局部自由度。,局部自由度， “焊死”处理,三、计算机构自由度时应注意的问题,（3）虚约束：,在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。,平行四边形机构,在计算机构自由度时应将虚约束去除。,（3）虚约束：,平行四边形机构,3、虚约束：,虚约束经常出现在以下几种情况中：,（1）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合，,虚约束消除平行四边形运动不确定性,3、虚约束：,虚约束经

6、常出现在以下几种情况中：,（1）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合，,（2）两构件某两点间的距离始终不变，将此两点用构件和运动副连接会带进虚约束。,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pl+ph)=1,3、虚约束：,虚约束经常出现在以下几种情况中：,（1）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合，,（2）两构件某两点间的距离始终不变，将此两点用构件和运动副连接会带进虚约束。,（3）两构件组成多个移动方向一致的运动副,虚约束经常出现在以下几种情况中：,（1）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合，,（2）两构件某两点间的距离始终不变，将此两点用构件和运动副连接会带进虚约束。,（3）两构件组成多个移动方向一致的运动副 或两构件组成多个轴线重合的移动副,（4）与运动无关的对称部分，如多个行星轮,虚约束改善受力,1、雷达旋转装置,2、和面机,F=3n-2pl-ph =3x3-2x4=1,F=3n-2pl-ph =3x3-2x4=1,举例 6,F=3n-2pl-ph =3x5-2x7=1,F=3n-2pl-ph =3x4-2x5-