机械原理机构的组成和结构.pptVIP

D4 D3 1 5 4 3 2 6 A G F E C B 7 2.虚约束(消极约束) 对机构的运动不起独立限制作用的重复约束。 计算自由度时要去除掉。 B F D 1 5 3 2 6 A G E C 7 4 【解】 n = 5 PL = 7 F = 3n - 2PL - PH =1 PH = 0 = 3×5 - 2×7 - 0 （1）两构件构成多个运动副 1 2 （a） 1 2 （b） ●出现虚约束的场合(重点、难点) ──两构件组成多个移动副，导路重合或平行。 ── 两构件组成多个转动副，同轴。 1 2 1 2 ──两构件构成高副，两处接触，法线重合。 n1 n1 n2 n2 B A n1 n1 n2 n2 等宽凸轮 注意：法线不重合时，变成实际约束！ (2) 运动过程中，两构件上的两点距离始终不变。 例如火车轮机构、椭圆仪。 （3） 联接点与被联接点轨迹重合 D A C B (4) 对运动不起作用的对称部分。 (4) 对运动不起作用的对称部分。 (4) 对运动不起作用的对称部分。 ─ 改善构件的受力情况：例如多个行星轮。 ─ 增加机构的刚度：例如轴与轴承、机床导轨。 ●虚约束的作用： 【解】 【例2-5】计算图示机构的自由度。 n = 3 PL = 3 F = 3n - 2PL - PH =2 PH = 1 = 3×3 - 2×3 - 1 1 2 4 3 3.局部自由度：不影响机构输入输出关系的自由度。 F = 1 1 2 4 3 1 2 4 3 1.4.1 平面机构的高副低代 2.4 机构的组成原理和结构分析 O1 O2 A B 1 2 3 O1 O2 A B 1 2 3 O1 O2 A B 1 2 3 O1 O2 A B 1 2 3 ●替代原则 ●替代构件：1杆2低副 （1）替代前后自由度不变； （2）替代前后运动不变。 ●替代方法 ─ 在高副两个曲率中心之间画出替代构件； ─ 替代构件分别与组成高副的两个构件相联； ─ 组成高副的两个构件应去掉高副、简化成杆。 ─ 尖顶 ●特殊情况 n n p ─ 尖顶 ●特殊情况 ─ 平底 p ── 平底 ─ 平底 【例2-7】 A C I B D E F G H J n P A C I B D F G H J P 【例2-7】 1 2.4.2 机构的组成原理 8 3 2 F=1 7 4 5 6 F=1 F=0 F=0 原动件 杆 组 杆 组 ●定义：F=0 不可再分的构件组。 1. 杆组（基本杆组、基本组、Assur 组） ●结构公式： F=3n － 2PL － PH = 3n － 2PL = 0 PL＝3n/2 第2章 机构的结构分析 本章内容： 2.1 机构的组成 2.2 机构运动简图绘制 2.3 机构具有确定运动的条件及自由度计算 2.4 机构组成原理和结构分析 2.1 机构的组成 2.1.1 构件 ●构件的自由度 ●构件的定义：独立运动单元 ──自由度的定义：独立运动参数的个数或描述构件位置和姿态所需的独立坐标数。 x y z o x0 y0 o0 y0 sy sx sz ?z ?y ?x y x o y0 x0 o0 ? sx sy ──构件自由度数目 平面运动构件：3个自由度。 空间运动构件：6个自由度。 2.1.2 运动副 ●运动副定义 两个构件直接接触组成的可动联接。 ●运动副元素 构件上参与接触的几何元素。 ●运动副作用 提供约束。 ?y ?x ?z 球面副 例如：球面副 保留3个相对运动：? x、? y、? z 提供3个约束：sx 、sy、sz ?y ?x ?z 球面副 ●约束的定义 对运动所加的限制。 ●运动副的分类 （2）按相对运动形式： （1）按接触形式： 平面副：保留的相对运动为平面运动。 空间副：保留的相对运动为空间运动。 高副： 点、线接触。 低副： 面接触接触。 转动副：只保留的1个相对转动自由度。 移动副：只保留的1个相对移动自由度。 （3）按提供的约束数： 1级副、2级副、3级副、4级副、5级副。 （4）按运动副元素： 圆柱副、球面副、球销副、螺旋副 球面与平面副、球面与圆柱副、圆柱与平面副。 ●平面运动副的分类 （1）平面低副：转动副、移动副，空间5级副。 （2）平面高副：例如齿轮副、凸轮副，空间4级副。 提示：1个平面运动构件有3个自由度。 ── 1个平面低副引入2个约束。 ── 1个平面高副引入1个。 2.1.3 运动链 ●运动链的定义： 两个以上构件用运动副联接而成的系统。 ●运动链的分类 ──闭式运动链(闭链)：运动链是封闭图形。 ──开式运动链(开链)：运动链是开放图形。 闭链 开链 2.1.4 机构 （1）选定某一构件为机架； （2）选定1个或几个构件为原动件，使