平面机构的组成.ppt

1、 机构的组成, 机构具有确定运动的条件 机构自由度的计算 计算机构自由度应注意的事项,第二章 平面机构的结构分析, 机构运动简图,构件、运动副 运动链 机构,本讲教学内容,温故知新,为本讲重点,本讲教学目标, 使学生了解机构具有确定运动的条件 会计算机构自由度并清楚其注意事项, 实例分析,2-3 机构具有确定运动的条件,四杆机构动画,给定一个独立运动参数： 其余构件有确定运动。,机构中给定独立运动参数的构件为原动件。,问题：取运动链中某个构件为机架，其余构件在什么条件下才具有确定运动？, 结论,机构具有确定运动的条件为：机构原动件数=机构自由度数,五杆机构,2-3 机构具有确定运动的条件,给定

2、一个独立运动参数： 机构没有确定运动。,机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。,给定两个独立运动参数： 机构有确定运动。,假设平面机构有n个活动构件： 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,平面机构的自由度计算公式： F=3n-(2 pl + ph)=3n-2 pl - ph,引入(2 Pl +Ph)约束,分析：,2-4 机构自由度的计算, 平面机构自由度的计算公式,自由度计算实例分析,F=3n-2 Pl Ph =34 - 25-0=2,F=3n-2 pl ph =33 - 24-0=1,

3、四杆机构,五杆机构, 复合铰链,实例分析1：计算图示直线机构自由度,解：F=3n-2 pl ph =37 - 26-0=9,解：F=3n-2 pl ph =37 - 210-0=1,2-5 计算机构自由度应注意的事项,两个以上构件同在一处以转动副相联接即构成复合铰链。m个构件以复合铰链联接所构成的转动副数为(m-1)个。,实例分析2：计算图示凸轮机构自由度,解：F=3n-2 pl ph =33 - 23-1=2,F=3n-2 pl ph - F =33 - 23-1-1=1,方法二：假想构件2和3焊成一体,F=3n-2 pl ph=32 - 22-1=1, 局部自由度,2-5 计算机构自由度应

4、注意的事项（续）,机构中某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动, 把这种局部运动的自由度称为局部自由度。数目用F表示.,注意：计算机构自由度时, 应将局部自由度除去不计。,方法一：,指机构在某些特定几何条件或结构条件下，有些运动副带入的约束对机构运动实际上起不到独立的约束作用, 这些对机构运动实际上不起约束作用的约束称为虚约束，用P表示。,2-5 计算机构自由度应注意的事项（续）, 虚约束,注意：在计算自由度时，应将虚约束除去不计。,将因虚约束而减少的自由度再加上。 即： F=3n-2 pl ph + P 不计引起虚约束的附加构件和运动副数。 F=3n-2 pl ph,去除虚约束的方法

5、：,F=3n-2 pl ph =34 - 26-0=0,虚约束常出现的情况： 1. 机构中两构件未联接前的联接点轨迹重合, 则该联接引入1个虚约束;,2-5 计算机构自由度应注意的事项（续）,正确计算： 将因虚约束而减少的自由度再加上。 F=3n-2 pl ph + P =34 - 26-0+1=1 不计引起虚约束的附加构件和运动副数。 F=3n-2 pl ph=33 - 24-0=1,F=3n-2 pl ph =33 - 24-0=1,F=3n-2 pl ph =34 - 26-0=0,分析：E3和E5点的轨迹重合，引入一个虚约束 正确计算：F=3n-2 pl ph + P =34 - 26

6、-0+1=1,2-5 计算机构自由度应注意的事项（续）,两构件在几处接触而构成移动副且导路互相平行或重合。,两个构件组成在几处构成转动副且各转动副的轴线是重合的。,只有一个运动副起约束作用,其它各处均为虚约束;,2. 两构件在几处接触而构成运动副,2-5 计算机构自由度应注意的事项（续）,3. 若两构件在多处相接触构成平面高副，且各接触点处的公法线重合,则只能算一个平面高副。若公法线方向不重合，将提供各2个约束。,有一处为虚约束,此两种情况没有虚约束,2-5 计算机构自由度应注意的事项（续）,5. 某些不影响机构运动的对称部分或重复部分所带入的约束为虚约束。,4. 机构运动过程中, 某两构件上

7、的两点之间的距离始终保持不变, 将此两点以构件相联, 则将带入1个虚约束。,2-5 计算机构自由度应注意的事项（续）,小结,2-5 计算机构自由度应注意的事项（续）,存在于转动副处 正确处理方法：复合铰链处有m个构件则有(m-1)个转动副, 复合铰链,局部自由度,常发生在为减小高副磨损而将滑动摩擦变成滚动摩擦所增加的滚子处。 正确处理方法：计算自由度时将局部自由度减去。, 虚约束,存在于特定的几何条件或结构条件下。 正确处理方法：将引起虚约束的构件和运动副除去不计。,典型例题一：计算图示某包装机送纸机构的自由度，并判断该机构是否有确定运动。,解法2：复合铰链：D包含2个转动副 局部自由度：F=2 虚约束：杆8及转动副F、I引入1个虚约束。 计算自由度前直接去除虚约束和局部自由度：,动画演示,解法1：,n=6 pl=7 ph=3 F=3n-2pl-ph=1,计算机构自由度典型例题分析,典型例题二：计 算 图 示 机 构 的 自