(运动副解析.docVIP

第一节 平面运动副 　　平面机构：指组成机构的各个构件均平行于同一固定平面运动，其构件称为平面运动构件。 　　运 动 副：两个构件直接接触，并能产生一定相对运动的联接称为运动副。　　平面运动副分类：　　１、高副：两构件通过点或线接触而构成的运动副称为高副。齿轮副和凸轮副属于高副。 车轮与钢轨（线接触）组成高副 凸轮与尖顶从动件（点接触）组成高副 齿轮的轮齿啮合（线接触）组成高副 　　２、低副：两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。转动副和移动副属于低副。 　　运动链：构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为运动链。分为： 　 　　１、闭式运动链：若运动链的各构件组成了首末封闭的系统，称为闭式运动链简称闭链。　　各种机械中，一般采用闭式运动链。 　　２、开式运动链：若运动链的各构件未组成首末封闭的系统，称为开式运动链简称开链。　　开链大多用在机械手等机械中。 　　机构：指具有一个固定构件的运动链，并使另一个或几个构件按给定的规律运动（称为原动件），其余构件都能随之作确定的相对运动（称为从动件）。 第二节 平面机构的运动简图 　　机构运动简图：在对机构进行运动和动力分析，或者对机构的结构进行分析时，不考虑与机构运动无关的因素（构件的外形、截面形状和尺寸、组成构件的零件数目、运动副的具体结构等），而是采用规定的运动副符号和代表构件的线条，按一定比例画出表示机构运动特性的简单图形，这种图形称为机构运动简图。 　　机构示意图：若不按比例画图，称为机构示意图。 表1-1 机构运动简图符号 名称 简图符号 名称 简图符号 构件 轴、杆 机架 基本符号 三副元素构件 机架是转动副的一部分 机架是移动副的一部分 构件的永久联接 平面高副 齿轮副 外啮合 内啮合 平面低副 转动副 移动副 凸轮副 　　绘制机构运动简图的步骤：　　(1)观察机构的运动情况，分析机构的具体组成，确定机架、原动件和从动件。　　(2)由原动件开始，沿运动传递路线，逐一分析每两个构件之间相对运动的性质，确定运动副的类型和数目。　　(3)确定适当的长度比例尺 ，按照各运动副间的距离和相对位置，以与机构运动平面平行的平面为投影面，用规定的线条和符号绘图。　　　　　　　　　　　　　(4)在原动件上标出箭头以表示其运动方向。 第三节 平面机构的自由度 机构的自由度：指机构具有独立运动的数目。 　　一个不受约束的平面运动构件有三个自由度。图中构件可沿x轴和y轴移动以及绕任一垂直于xoy平面的轴线A的转动。 　　约束：当两个构件组成运动副后，它们之间的某些相对运动受到限制。对构件某一个独立运动的限制称为约束，每加一个约束，构件就失去一个自由度。 　　两构件组成平面转动副时，只具有一个独立的相对移动。 　　两构件组成平面转动副时，只具有一个独立的相对转动。 　　一个平面低副引入两个约束，即失去两个自由度，只保留一个自由度。 车轮与钢轨（线接触）组成高副 　　两构件组成高副时，在接触处公法线方向的移动受到约束，保留了沿公切线方向的移动和绕接触点的转动。 　　一个平面高副引入一个约束，即失去一个自由度，保留两个自由度。 　　自由度计算：　　一个平面机构由N个构件组成，其中必有一个为机架，则活动构件数n=N-1，它们未组成运动副之前，共有3n个自由度。　　用运动副连接之后便引入约束减少了自由度。若机构中共有PL个低副、PH个高副，则它们共引入了(2PL+PH)个约束，显然平面机构的自由度F为: 　　计算机构自由度时，要注意三个特殊问题：　　　　 (1)复合铰链: 　　指有m(m≥3)个构件在同一处联接成同轴线的转动副。复合铰链处的运动副数目为m-1。 　　(2)局部自由度： 　　指机构中某些构件的局部独立运动，它并不影响其他构件的运动。 　　(3)虚约束：指机构中与其它约束重复，对机构不产生新的约束作用的约束。虚约束常出现在下列场合：　　 　　①两构件间形成多处具有相同作用的运动副。 　　②两构件上联接点的运动轨迹重合。 　　③机构中具有对运动起相同作用的对称部分。 　　虚约束是在一定的几何条件下形成的，对制造、安装精度要求较高，当不能满足几何条件时，虚约束就会成为实际约束而使“机构”不能运动。因此，设计中应避免不必要的虚约束。