第二章机构的结构选读.ppt

O1 C K1 K2 C O1 O2 K1 1 1 2 2 两种特殊情况： 1）点和曲线触。 2）直线和曲线接触。 1） 2） 注意：高副低代为瞬时代替。 K1和k2为两高副此瞬时接触点的曲率中心 ★ 机构具有确定运动的条件 机构原动件数=机构自由度数 F=3n-(2Pl + Ph)=3n-2Pl - Ph ★ 计算机构自由度应注意的事项 复合铰链、局部自由度、虚约束 ★ 平面机构自由度的计算 ★ 机构的组成 ★ 机构运动简图 构件、运动副、运动链、机构 本章小结 ★ 平面机构的组成原理 把若干基本杆组依次联于原动件和机架上即为机构。 ★ 结构分类及结构分析 注意杆组拆分原则 ★ 平面机构中的高副低代 代替条件：①代替前后机构的自由度不变；②代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度不变。代替方法：用一个含有两个低副的虚拟构件来代替高副，且两低副位置分别在两高副两元素接触点处的曲率中心。 本章重点： ? 机构运动简图的测绘方法 ? 自由度的计算 ? 机构的组成原理 假设平面机构有n个活动构件： 具有3n个自由度 有Pl个低副和Ph个高副： 平面自由构件：3个自由度 平面低副：引入2个约束 平面高副：引入1个约束 引入(2 Pl +Ph)约束 分析： 一、平面机构自由度的计算公式? 平面机构的自由度 机构的自由度——机构具有确定运动所必须给定的独立 运动的数目。 机构自由度数 F 构件总自由度 低副约束数 高副约束数 3×n 2 × PL 1 × Ph 平面机构的自由度计算公式： F=3n-2 Pl - Ph 活动构件数 低副数 高副数 解：活动构件数n = 3 低副数PL= 4 F=3n － 2PL － PH =3×3 － 2×4 =1 高副数PH= 0 例题 计算曲柄滑块机构的自由度。 S3 1 2 3 F=3n-(2 Pl + Ph)=3n-2Pl -Ph 0 =0 0 可以运动，可能成为机构。 不能运动，为桁架结构。 不能运动，为超静定结构。 二、空间机构自由度的计算公式 例题分析 1 3 4 5 2 F O 6 C B D E A 计算图示颚式破碎机的自由度 n = 5、Pl = 7、Ph = 0 F=3n-2Pl-Ph =3?5-2?7–0 =1 计算下列机构的自由度，并判断其运动是否确定。 n = 5、Pl = 7、Ph = 0 n = 4、Pl = 5、Ph = 1 F = 3n －（2Pl ＋ Ph ） =3 ×5 －（2 ×7 ＋0） = 1 F = 3n －（2Pl ＋ Ph ）  =3 × 4 －（2 ×5 ＋ 1 ）  = 1 ★ 复合铰链 ——两个以上构件同在一处以转动副相联接。 §2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项 m个构件以复合铰链联接所构成的转动副数为(m-1)个。 注意：复合铰链只存在于转动副中。 n = 7 F=3n-2Pl-Ph =3?7-2?10–0 =1 Pl = 10 Ph = 0 例 试计算图示圆盘锯机构的自由度。 ★ 局部自由度F′ ——构件所具有的与输出构件运动无关的自由度。 n = 3、Pl = 3、Ph = 1 F=3n-2Pl-Ph =3?3-2?3–1 =2 局部自由度一般存在于高副中。 ?注意：计算机构自由度时, 应将局部自由度除去不计。 去除局部自由度应采取的措施：??? （1）设想将滚子与安装滚子的构件焊成一体，预先排除局部自由度，再计算机构自由度——刚化法。??? （2）直接从机构自由度计算公式中减去局部自由度的数目F＇。 n = 3、Pl = 3、Ph = 1 、F′=1 F=3n-2Pl-Ph-F′ =3?3-2?3–1-1 =1 n = 3、Pl = 2、Ph = 1 F=3n-2Pl-Ph =3?3-2?2–1 =1 ★ 虚约束P′ ——为改善构件的受力状态、刚度、强度等所引入的约束，不起独立的约束作用。 F=3n-2 pl – ph =3×3 - 2×4-0=1 F=3n-2 pl – ph =3×4 - 2×6-0=0 分析：E3和E5点的轨迹重合，引入一个虚约束 正确计算： F=3n-2Pl – Ph + P′ =3×4 - 2×6-0+1=1 ?注意：计算机构自由度时, 应将虚约束除去不计。 去除虚约束应采取的措施： （1）预先不排除虚约束