1平面机构的自由度和速度分析.ppt

§1－3 平面机构的自由度 机构的自由度：机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。 计算机构的自由度 计算机构自由度 出现虚约束的场合： 1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合， 2.两构件构成多个移动副, 且导路平行。 3.两构件构成多个转动副，且同轴。 4.对运动不起独立作用的对称部分。 如多个行星轮。 5.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。 如等宽凸轮 W 虚约束的作用： ①改善构件的受力情况，如多个行星轮。 ②增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。 ③使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。 注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的 ! C D A B G F o E E’ （4）计算图示大筛机构的自由度。 位置C ，2个低副 复合铰链: 局部自由度 1个 虚约束 E’ n= 7 PL = 9 PH = 1 F=3n － 2PL － PH =3×7 －2×9 －1 =2 C D A B G F o E 计算机构的自由度 C为局部自由度 F为局部自由度 * 第一章 平面机构的自由度和速度分析 §1－1 运动副及其分类 §1－2 平面机构的运动简图 §1－3 平面机构的自由度 §1－4 速度瞬心及其在机构速度分析中的应用 §1－1 运动副及其分类 作平面运动的构件具有3个自由度。 构件具有独立运动的数目。 1、自由度： 2、运动副 a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。 约束：对独立运动的限制 分类： 低副——面接触，应力低 引入1个约束，剩下2个自由度 低副 转动副 移动副 引入2个约束，剩下1个自由度 高副——点、线接触，应力高。 ② ① 机构运动简图——用规定的符号和简单的线条来代表构件和运动副，按比例绘制的表示机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形。 作用： 1.简明地表示机构的结构和运动情况。 机构示意图——不按比例绘制的简图 2.作为运动分析和动力分析的依据。 §1－2 平面机构运动简图 1、常见运动副符号的表示: 国标GB4460－84 2 1 2 1 2 1 转动副 移动副 1 2 高副 1 2 2、构件的表示方法: 注意事项: 画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。 若干 1个或几个 1个 3、构件的分类 机架——相对固定的构件，用以支承活动构件。 原（主）动件——运动规律已知的活动构件。 机构=机架+原动件+从动件 从动件——其余可动构件。 如机床床身、车辆底盘、飞机机身。 常用机构运动简图符号 在机架上的电机 齿轮齿条传动 带传动 圆锥齿轮传动 现摘录了部分GB4460——84机构示意图如下表。 链传动 圆柱蜗杆蜗轮传动 凸轮传动 外啮合圆柱齿轮传动 棘轮机构 内啮合圆柱齿轮传动 绘制机构运动简图 步骤： 1. 分析机构的结构和运动传递路线，找出机架、原动件和从动件。 2.从原动件开始，依次分析构件与构件之间通过何种运动副连接，每一个构件上有多少个运动副。 3. 选投影面（与运动平面平行的平面）。 4.选择合适的比例尺，测量各运动副之间的尺寸，按比例绘制运动简图。 简图比例尺： μl =实际尺寸 m / 图上长度mm 举例：绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图。 D C B A 1 4 3 2 绘制图示鳄式破碎机的运动简图。 1 2 3 4 绘制图示偏心泵的运动简图 偏心泵 机构运动简图应满足的条件： 1.简图中构件数目与实际相同 2.简图中运动副的性质、数目与实际相符 3.简图中运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。 一、平面机构自由度计算公式（设n个活动构件，PL个低副，PH个高副） 要求：记住上述公式，并能熟练应用。 二、机构具有确定运动的条件 （原动件数F，机构破坏） 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） F=3n － 2PL － PH =3×3 － 2×4 =1 F=3n － 2PL － PH =3×4 － 2×5 =2 二个原动件的四杆机构 一个原动件的四杆机构 五杆机构一个原动件 五杆二个原动件 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 F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。 F0, 原动件数=F，运动确定 原动件数F，运动不确定 原动件数F，机构破坏 三、计算平面机构自由度的注意事项 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F （1）计算图示圆盘锯机构的自由度。 解：活动构件数n= 7 低副数PL= 6 F=3n － 2PL － PH 高副数PH=0 =3×7 －2×6