02机构的结构剖析.ppt

B 两构件之间构成多个运动副 两构件组合成多个转动副，且其轴线重合 两构件组合成多个移动副，其导路平行或重合 两构件组合成若干个高副，接触点处的公法线彼此重合 1 2 3 1 2 3 目的：为了改善构件的受力情况 F＝3n－2PL－PH ＝3? －2? － 2 3 1 ＝1 动画 F＝3n－2PL－PH ＝3? －2? － 2 2 1 ＝ 1 —排除 C 复合高副 两构件组合成多个平面高副，且其在接触点处的公法线方向彼此不重合，就构成了复合高副。 相当于一个低副。 —等同低副 F＝3n－2PL－PH ＝3? －2? － 3 3 1 ＝ 2 错 对 —排除 2 局部自由度 定义：机构中某些构件所具有的独立的局部运动, 不影响机构输出运动的自由度 局部自由度经常发生的场合：滑动摩擦变为滚动摩擦时添加的滚子、轴承中的滚珠 解决的方法：计算机构自由度时，设想将滚子与安装滚子的构件固结在一起，视作一个构件 动画 F＝3n－2PL－PH-F? ＝3? －2? － - 3 3 1 ＝ 1 1 不影响机构运动传递的重复约束 在特定几何条件或结构条件下，某些运动副所引入的约束可能与其它运动副所起的限制作用一致，这种不起独立限制作用的运动副叫虚约束 处理方法：计算自由度时，将虚约束（或虚约束构件及其所带入的运动副）去掉 虚约束经常发生的场合 —排除 3 虚约束 A 两构件某两点之间的距离在运动过程中始终保持不变时 B 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合时 C 机构中对运动不起作用的对称部分 A 两构件某两点之间的距离在运动中保持不变时 在这两个例子中，加与不加红色构件AB效果完全一样，为虚约束 计算时应将构件AB及其引入的约束去掉来计算 4 1 2 3 5 1 2 3 4 F＝3n－2PL－PH ＝3? －2? － 3 4 0 F＝3n－2PL－PH ＝3? －2? － 4 6 0 ＝ 0 B A 错 对 ＝ 1 F＝3n－(2PL+PH ＋P? ) ＝3? －2? － ＋ 4 6 0 ＝1 F＝3n－(2PL+PH -P? ) ＝3? －2? － ＋ ＝ 1 4 6 0 对 1 1 B 两构件上联接点的轨迹重合 在该机构中，构件2上的C点C2与构件3上的C点C3轨迹重合，为虚约束 计算时应将构件3及其引入的约束去掉来计算 同理，也可将构件4当作虚约束，将构件4及其引入的约束去掉来计算，效果完全一样 B A C(C2,C3) D 1 2 3 4 F＝3n－(2PL+PH －P? ) ＝3? －2? － ＋ 4 6 0 ＝1 动画 1 C 机构中对运动不起作用的对称部分 在该机构中，齿轮3是齿轮2的对称部分，为虚约束 计算时应将齿轮3及其引入的约束去掉来计算 同理，将齿轮2当作虚约束去掉，完全一样 目的：为了改善构件的受力情况 F＝3n－(2PL+PH －P? ) ＝3? －2? － ＋ 4 4 4 ＝1 1 2 3 4 5 动画 1 虚约束——结论 机构中的虚约束都是在一定的几何条件下出现的，如果这些几何条件不满足，则虚约束将变成有效约束，而使机构不能运动 采用虚约束是为了:改善构件的受力情况；传递较大功率；或满足某种特殊需要 在设计机械时，若为了某种需要而必须使用虚约束时，则必须严格保证设计、加工、装配的精度，以满足虚约束所需要的几何条件 1 2 3 自由度计算公式: F＝3n－(2PL+PH － P?)－F? 机构自由度＝3×活动构件数－(2×低副数+1×高副数) 计算步骤: 确定活动构件数目 确定运动副种类和数目 确定特殊结构: 复合铰链、局部自由度、虚约束 计算、验证自由度 几种特殊结构的处理: 1、复合铰链—计算在内 2、两构件间构成多个运动副—排除 3、局部自由度—排除 4、虚约束--重复约束—排除 四、平面机构自由度计算小结 解: n=8,PL=10,PH=1， F=3n－2PL－PH =3×8－2×10－1 =3 重解： n=8, PL=1