A机构的结构分析.ppt

学习要求： 1.搞清构件、运动副、约束、自由度、运动链及机构等重要概念。 2.能绘制比较简单的机械的机构运动简图。 3.能正确计算平面机构的自由度并能判断其是否具有确定的运动；对空间机构自由度的计算有所了解。 4.对虚约束对机构工作性能的影响及机构结构合理设计问题的重要性有所认识。 5.对平面机构的组成原理有所了解。 铰链五杆机构： 1.平面机构的组成原理 例1续 结构分析 重点难点 一、平面机构的自由度公式 机构相对与机架所具有的独立运 动的数目。 若机构中有K个构件，其中活动构件数为 n=K-1，机构的总自由度为：3n 若机构中有PL个低副，失去自由度为：2PL 若机构中有PH个高副，失去自由度为：PH 则平面机构自由度为： §2-5 平面机构自由度的计算 F=3n-2PL-PH 机构的自由度 二、平面机构自由度的计算 例1：求图示四杆机构自由度。 解：n=3, PL=4, PH=0, D C A B 4 3 1 2 例2： n=4, PL=5, PH=0 例3： n=3, PL=4, PH=0 D C A B E 4 3 1 2 5 C A B 1 2 3 4 例4： n=7, PL=6, PH=0 显然，错误！ 三、计算平面机构自由度时应注意的事项 1、复合铰链： 两个以上的构件在同一点铰接, 所形成的转动副称为复合铰链. A E D C B F 1 2 5 4 3 6 8 7 1、复合铰链： 两个以上的构件在同一点铰接, 所形成的转动副称为复合铰链. §2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项 2 1 3 A向 1 2 3 若有m个构件在同一点连接，则低副数为(m-1)。 注：“m个构件”中的构件包括机架。 如： PL=2 PL=3 4 1 2 3 3 1 2 再看上述例4： n=7, PL=10, PH=0 2、 局部自由度： 对整个机构的输入输出无影响的自由度。 A E D C B F 1 2 5 4 3 6 8 7 n=3, PL=3, PH=1 不对！ n=2, PL=2, PH=1 若有局部自由度的地方，应将其去 掉，看作将滚子与从动件焊在一起。 3 2 1 3 2 1 4 注：只有有小滚子处，且小滚子几何中心与转动中心重合，才是局部自由度。 是 不是 3. 虚约束： 对机构的运动不起作用的约束。 4 2 3 1 C D B A = AB CD n=3, PL=4, PH=0 若加上5杆，使 n=4, PL=6, PH=0 4 3 1 C D B A E F AB CD EF 2 = = 若遇到机构中有虚约束时，应将虚约束去掉。 虚约束常发生的场合： 1）轨迹重合： 要注意几何条件，有时需证明。 n=4, PL=6, PH=0 实际上机构可动，算出F=0是因为有虚约束存在。 B D C A 4 3 2 1 AB=BC=BD AC AD 2 4 3 1 5 需证明当D点滑块拿掉后，仍有 即： 证明： 即：将D点滑块去掉后， n=3, PL=4, PH=0 2 3 1 5 B D C A 4 3 2 1 AB=BC=BD AC AD o o o 2）、若两构件在多处接触形成移动副 或转动副，且移动（转动）方向一致， 则只考虑一处约束，其它看作虚约束； 若两构件在多处形成高副, 也只考虑一 处接触。如下图所示： 3）、对机构运动不起作用的结构对称部分所带来的约束，也是虚约束。 3）、对机构运动不起作用的结构对称部分所带来的约束，也是虚约束。 n=3, PL=3, PH=2 例题1：计算下列机构的自由度。 1. n=8, PL=11, PH=1 C D B A E F AB CD EF = = B A D C 1 5 4 3 2 6 7 8 9 局 复 复 虚 AB CD = A B C D 2. n=6, PL=8, PH=1 1 6 5 4 3 2 7 虚 局 3. n=4, PL=4, PH=2 5 4 3 2 1 局 §2-7平面机构的组成原理、结构分类及结构分析 机构=机架+原动件+杆组（若干个） 基本杆组： 不可再拆的自由度为零的构件组称为基本杆组，也称阿苏尔,简称杆组。 组成原理： 任何机构都可看作是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架而构成的。 注意： 在杆组并接时，不能将同一杆组的各个外接运动副接于同一构件上，否则将起不到增加杆组的作用。 （1）杆组的条件 式中n、pl 及 ph 分别为杆组中的构件数、低副数和高副数。 （2）杆组的类型 1）Ⅱ级杆组： 由2个构件和3个低副构成的杆组。 2）Ⅲ级杆组： 由4个构件和6个低副构成的杆组。 3n－2pl－ph＝0 全低副杆组的条件： 3n－2pl＝0 或 n/2＝