第2章 机构的结构分析解析.ppt

本章重点? 机构的组成，运动副 (Kinematic Pair)、运动链(Kinematic Chain)，约束 (Constraint)和自由度(Degree Of Freedom)的概念； 机构具有确定运动的条件； 绘制常用机构的机构运动简图(Kinematic Sketch)，计算平面机构的自由度。 ? 约束：对构件的独立运动所加的限制称为约束。约束是 由运动副提供的。 注：构件每增加一个约束，便失去一个自由度。 (1)移动副的表示方式 （2）高副的表示方法 构件的表示方法(表2-3) 机构的表示方法 一、平面机构自由度的计算公式 F=3n- 2PL-PH =3*7-2*8-4 =1 例2-3 n=6 PL =8 PH =1 F=3n-2 PL-PH =3*6-2 *8-1 =1 1、复合铰链(compound hingers) 两个以上的构件同时在一处用转动副相联接。 §2-6 计算平面机构自由度的注意事项 n=5 PL=6 PH=0 F=3×5－2×6=3 按确定运动条件：需给定三个原动件，运动才确定 实际上：仅需给定一个原动件即运动确定 问题所在：C是复合铰链。 三个构件共组成两个转动副； K个构件应组成（K-1）个转动副。 F=3n- 2PL-PH =3*5-2*6-0 =3 F=3n- 2PL-PH =3*5-2*7-0 =1 n=7 PL =10 PH =0 F=3n-2 PL-PH =3*7-2 *10-0 =1 n=3 PL =3 PH =1 F=3n-2 PL-PH =3*3-2 *3-1 =2 2、局部自由度 不影响机构中其它构件 运动的自由度 原因就在滚子上。 实际上，滚子转动的快慢或是否转动，不影响从动件的运动规律。滚子的作用是将滑动摩擦 转变为滚动摩擦。 理论上，机构需具有两个原动件。 实际上，机构只需要一个原动件。 理论与实际出现了矛盾。 因此，滚子的自由度与输出构件运动无关，属局部自由度。 1、减去局部自由度 n=3 PL =3 PH =1 F′=1 F=3n-2 PL-PH-F′ =3*3-2 *3-1 - 1 =1 2、将滚子与构件焊成一体 n=2 PL =2 PH =1 F=3n-2 PL-PH =3*2-2 *2-1 =1 F=3n- 2PL-PH =3*3-2*3-1 =2 F=3n- 2PL-PH =3*2-2*2-1 =1 n = 3 PL = 3 PH = 1 F = 2 n = 2 PL = 2 PH = 1 F = 1 按确定运动条件： 需给定二个原动件运动才确定 实际上：仅需给定一个原动件就运动确定 问题所在：滚子4的转动自由度是局部自由度 注意：计算自由度时应去掉局部自由度 3、虚约束(redundant constraint,passive constraint) n=3 PL =4 PH =0 F=3n-2 PL-PH =3*3-2 *4-0 =1 机构自由度与原动件数目相等， 机构具有确定的运动。 实际上，机构具有确定的运动。 n=4 PL =6 PH =0 F=3n-2 PL-PH =3*4-2 *6-0 =0 理论上，机构自由度为0，机构不能运动。 虚约束种类很多，有的需要复杂的数学证明才能 判定。在这里，我们只介绍机构中常出现的情况。 与原机构相比， 多了一个构件CD，带入了3个自由度， 带入了两个转动副，带入了4个约束。 实际上，CD构件对BE杆的运动毫无影响， CD对BE杆的约束属于重复约束。 虚约束：重复而对机构的运动不起限制作用的约束。 1、两构件组成多个导路平行的移动副时， 只有一个移动副起作用，其余为虚约束。 A、转动副 B、移动副 4）凸轮、齿轮： 5）其它特殊构件：见“运动简图符号”的国标 GB4460-84 凸轮：以廓线表示 齿轮：以点划线或细实 线画的节圆表示 C、高副：两构件接触处的曲线轮廓。 2、构件的表示方法 A、参与组成两个转动副的构件 B、参与组成一个转动副和一个移动副的构件。 C、参与组成三个转动副的构件。 D、习惯画法：用粗实线或点划线画出一对节圆来 表示相互啮合的齿轮 用完整的轮廓曲线来表示凸轮 运动简图的绘制步骤： 1) 认清机架、原动件和从动件； 机 架： 机构中固定不动的构件。 原动