典型零部件的设计与选用教学课件作者程畅课件学习情境一任务2课件课件.ppt

太阳伞支撑机构运动简图绘制和结构分析 目录 任务二 分析太阳伞支撑机构的运动确定性 任务二 分析太阳伞支撑机构的运动确定性 任务知识 任务技能 机构具有确定运动的条件 本次任务到此结束 复合铰链常见场合 齿轮1滑块2与机架3形成两个转动副 杆1滑块2与机架3形成两个转动副 杆1滑块3齿轮2形成两个转动副 杆1、2与滑块3形成两个转动副 杆1滑块2与滑块3形成两个转动副 杆1、2与机架3形成两个转动副 运动副类型 图 示 运动副类型 图 示 2. 局部自由度 机构中与原动件和从动件的运动传递无关的构件的独立的自由度，称为局部自由度或多余自由度。计算机构自由度时，应将局部自由度除去不计。 2. 局部自由度 3. 虚约束 虚约束是指机构运动分析中不产生约束效果的重复约束， 在计算机构的自由度时，应将虚约束去除。 正常计算：F=3n-2pL-pH=3×3-2×3-1=2 由于主动凸轮1转动时，从动件3在导路中作往复直线运功，显然该机构的自由度为1，计算与实际不符。 去除局部自由度计算：F=3n-2pL-pH=3×2-2×2-1=1 机构中的虚约束（两构件同时在几处接触而构成多个移动副，且各移动副的导路互相平行） 图示四杆机构，如以n＝3，pL=5，pH=0，则其自由度为 F=3n-2pL-pH=3×3-2×5-0=-1 此结果为F＜0，说明该机构根本不能动。但稍加分析便知，若取1为主动件，则机构不但可动而且还具有完全的确定运动。其所以与计算结果不符，是因为构件3与机架在C和D处组成两个移动副，且杆3的运动与两移动副的导路中心线重合。因此，这两个移动副之一实际上并未起到约束作用，即从运动角度来看， 去掉一个移动副(C或D)，并不影响杆3作水平方向移动。 因此， 在计算机构自由度时，应将其中之一(C或D)作为虚约束处理， 即除去不计。 这样， 机构的自由度为 F=3n-2pL-pH=3×3-2×4-0=1 此结果与实际情况一致。 图(a)、(b)所示为机车车轮联动装置和机构运动简图。图中的构件长度为lAB=lCD=lEF, lBC=lAD, lCE=lDF。该机构的自由度为 F=3n-2pL-pH=3×4-2×6-0=0 机车车轮联动机构中的虚约束（运动轨迹重合） 计算中应将产生虚约束的构件及运动副一起除去不计。 按照上述计算结果，一般而论，这类机构是不能运动的。 但在某些特定的几何条件下，出现了虚约束，机构就能够产生运动。  为了便于分析，将构件4及回转副E、F拆除，得图（c）所示机构运动图。又由题中给定的构件长度关系可知，ABCD为一平行四边形，BC始终平行于AD，所以连杆BC作平动，其上任一点的轨迹形状相同，连杆上E点的轨迹是以F为中心，EF为半径的圆弧。显然，无论构件4及回转副E、F是否存在对整个机构的运动都不发生影响。也可以说，构件4和回转副E、F引入的一个约束不起限制作用，是虚约束。 除去虚约束之后，如图（c）所示。求得该机构的自由度 F=3n-2pL-pH=3×3-2×4-0=1 应当指出，虚约束是在特定的几何条件下形成的，它的存在虽然对机构的运动没有影响，但是它可以改善机构的受力状况， 增强机构工作的稳定性。如果这些特定的几何条件不能满足，则虚约束将会变成实际约束，使机构不能运动。因此，在采用虚约束的机构中对它的制造和装配精度都有严格的要求。 归纳起来， 在下述场合中常出现虚约束：  （1）运动轨迹重合时。  (2) 两构件同时在几处接触而构成多个移动副，且各移动副的导路互相平行时，其中只有一个起约束作用，其余都是虚约束。  计算中只计入一个移动副。 * * * * * * * * * * * * 学习情境一 ——分析太阳伞支撑机构的运动确定性 任务一 认识太阳伞支撑机构并绘制机构 运动简图 1 任务二 分析太阳伞支撑机构的运动确定性 2 一、如图所示为太阳伞支撑机构的运动简图，分析太阳伞支撑机构的运动情况可知，太阳伞支撑机构完成张开和收拢这一确定的运动，那么，判别机构是否有确定的运动的依据是什么？ 二、如图所示为大筛机构的运动简图，试计算其自由度，并判别是否具有确定的运动。 机构自由度的概念； 平面机构自由度的计算； 机构具有运动确定性的条件。 能计算一般平面机构的自由度； 计算自由度时能正确处理复合铰链、局部自由度、虚约束等问题； 能够判断机构是否具有确定运动。 平面机构自由度计算 1 平面机构的自由度 平