第二章机构的结构分析2011.ppt

平面机构自由度的计算公式 （平面机构结构公式） F = 3n – 2pl - ph 总结： F＝3n－(2pl＋ph －p′)－ F′ 计算如图所示大筛机构的自由度 解：机构各构件均在同一平面运动，可按图b分析 图 (a) 图 (b) 例1. 图示牛头刨床设计方案草图。设计思路为：动力由曲柄1输入，通过滑块2使摆动导杆 3 作往复摆动，并带动滑枕4作往复移动，已达到刨削加工目的。试问图示的构件组合是否能达到此目的？如果不能，该如何修改？ 解：首先计算设计方案草图的自由度 即表示如果按此方案设计机构，机构是不能运动的。必须修改，以达到设计目的。 改进措施： 1. 增加一个低副和一个活动构件； 2. 用一个高副代替低副。 练习题 改进图 1 改进图 2 改进图 3 改进图 4 改进图 5 改进图 6 改进图 7 例 2. 已知： DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。计算如图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。 A D E C H G F I B K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 局部自由度 复合铰链 虚约束 例3. 计算如图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。 第2讲 知识回顾 （1）平面低副： （2）平面高副： 2种：转动副、移动副。 例如齿轮副、凸轮副等。 （1）一个平面运动构件有3个自由度。 （2）平面运动副 2 1 1 2 1 2 低副(转动副移动副)─引入2 个约束。 高副─引入 1 个约束。 自由度与约束 自由度 构件独立运动的数目 约 束 构件运动的限制作用 设： 1.平面机构自由度的计算公式 （平面机构结构公式） F = 3n - 2PL - PH 有 n 个活动构件， PL个低副， PH个高副， 则 四 、机构自由度的计算 F=3×4－2×5 －1=1 计算牛头刨床机构的自由度 计算右图所示运动链的自由度，并考虑其可能的运动情况？ 运动链约束过多，已成为桁架，不能成为机构。 计算如图所示运动链的自由度，并考虑其可能的运动情况？ 但原动件数小于自由度数，运动链没有确定的运动，不能成为机构。 但原动件数大于自由度数，运动链将破坏，不能成为机构。 C F = 2 1 2 3 4 5 B A D E ?1 ?4 F=2,机构给定2个原动件 运动确定 机构的自由度F、机构原动件的数目和机构运动的关系： 五. 机构具有确定运动的条件 (1) 若Ｆ≤０，则机构不能动； (2) 若Ｆ０且与原动件数相等，则 机构各构件间的相对运动是确定的； (3) 若Ｆ0，而原动件数F，则 构件间的运动是不确定的； (4) 若Ｆ０，而原动件数F，则 构件间不能运动或产生破坏。 机构的自由度数是机构应当具有的原动件数目。 机构具有确定运动的条件： 机构的原动件数等于机构的自由度数。 机构的自由度，实质上是机构具有确定位置时所必须给定的独立运动参数数目。 【例题】计算图示机构的自由度。 【解】 n = 5 PL = PH = 0 F = 3n - 2PL - PH =3 6 = 3×5 - 2×6 - 0 ?1 2 A 1 5 4 3 6 E D C B 六、计算机构自由度时应注意的事项 要正确计算运动副的数目 要除去局部自由度 要除去虚约束 （1）复合铰链 由两个以上构件在同一处构成的重合转动副称为复合铰链。 1 2 3 1 2 3 若有 m 个构件, 则有 m－1 个转动副。 要正确计算运动副的数目 2 A 1 5 4 3 6 E D C B F = 3n - 2PL - PH =1 = 3×5 - 2×7 - 0 找出右图中的复合铰链，并计算机构的自由度？ 1 2 3 4 5 6 7 8 A C D E F B 【例】计算图示机构的自由度。 n = 7 PL = PH = 0 F = 3n - 2PL - PH =1 10 【解】 = 3×7 - 2×10 - 0 （2）同一运动副 如果两构件在多处接触而构成运动副，且符合下列情况者，则为同一运动副，即只能算一个运动副。 a）转动副，且转动轴线重合 1 2 1 2 b）移动副，且移动方向彼此平行或重合 1 2 1 2 c）平面高副，且各接触点处的公法线彼此重合 等宽凸轮 n1 n1 n2 n2 B A n1 n1 n2 n2 注意：公法线不重合时，变成实际约束！ （3）复合平面高副 【解】 【例】计算图示机构的自由度。 n = 3 PL = 3 F = 3n -