自由度难点细解ppt.PPTVIP

第1章 平面机构的自由度 1-1运动副及其分类 1-2平面机构运动简图 1-3平面机构的自由度 1-4 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 §1-1运动副及其分类 一般构件的表示方法 §1-3平面机构的自由度 一 平面机构自由度的计算公式 自由度计算实例分析 四杆机构 二 计算机构自由度应注意的事项 复合铰链： 如下情况出现虚约束： 计算机构自由度典型例题分析 典型例题 机构具有确定运动的条件: 机构中给定独立运动参数的构件 §1-4 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 速度瞬心：任一刚体2相对刚体1作平面运动时，在任一瞬时，其相对运动可看作是绕某一重合点的转动，该重合点称为速度瞬心。 1. 铰链四杆机构 瞬心在速度分析上的应用 * * 自由度:相对于参考系机构所具有的独立运动的参数 运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接 按接触特性运动副分为： 低副;面接触 高副：点线接触 移动副 转动副 一个低副引入两个约束保留一个自由度 一个高副引入一个约束保留两个自由度 O2 D B C O3 6 5 4 3 A O1 2 例1–1 图示为颚式碎矿机。当曲轴2绕轴心O1连 续回转，动颚板6绕轴心O3往复摆动，从而将矿石轧碎。试绘制此碎矿机的机构运动简图。 1 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 假设平面机构有n个活动构件： 3n个自由度 有Pl个低副和Ph个高副： 引入(2 Pl +Ph)约束 平面机构的自由度计算公式： F=3n-(2 pl + ph)=3n-2 pl - ph 五杆机构 F=3n-2 pl – ph =3×3 - 2×4-0=1 F=3n-2 Pl – Ph =3×4 - 2×5-0=2 在计算自由度时应注意以下几点： 两个以上的构件同时在一处用转动副相联接就构成复合铰链。 m个构件交汇而成的复合铰链，应具有(m-1)个转动副。 F=3n-2pl-ph=3*7-2*10=1 B,C,D,E为复合铰链 局部自由度F′ ：这种与机构整体运动无关的自由度称为局部自由度。计算机构自由度时应去掉。相当于将滚子与推杆固结 F=3n-2 pl – ph - F′ =3×3 - 2×3-1-1=1 解法二：假想构件2和3焊成一体 如图b 解法一：构件2和3分开 如图a F=3n-2 pl – ph=3×2 - 2×2-1=1 注意：计算机构自由度时, 应将局部自由度除去不计。 指机构在某些特定几何条件或结构条件下，有些运动副带入的约束对机构运动实际上起不到独立的约束作用,这些对机构运动实际上不起约束作用的约束称为虚约束，用P′表示。 1）构件上某点轨迹与该点引入约束后的轨迹相同； 2）两构件组成多个导路平行的移动副； 3）两构件组成多个轴线重复的转动副； 4）在机构运动时，两构件上的两动点间的距离保持不变，两点以构件铰 虚约束: F=3n-2 pl – ph=3×3 - 2×4-0=1 F=3n-2 pl – ph =3×3 - 2×4-0=1 F=3n-2 pl – ph=3*2-2*2-1=1 F=3n-2 pl – ph=3*3-2*3-2=1 F=3n-2pl-ph=3*7-2*9-1=2 原动件: 实例分析 四杆机构 五杆机构 F=3n-2 pl – ph=3*3-2*4=1 F=3n-2 pl – ph=3*4-2*5=2 如图 1为原动件时五杆机构出现运动不确定现象 结论：机构具有确定运动的条件为： 1）自由度F0； 2）机构的原件数数目=F。 机构的原件数数目=F运动确定 机构的原动件数目＜F 运动不确定 机构的原件数数目＞F 机构被破坏 速度瞬心 相对瞬心 ：组成瞬心的两刚体都是运动的 ：组成瞬心的两刚体有一个是静止不动的 绝对瞬心 因发生相对运动的任意两构件都有一个瞬心，如果一个机构由k个构件组成，其瞬心数为N N=k*(k-1)/2 速度瞬心求法： 两构件不直接接触 两构件直接接触 两构件以转动副接触，转动副即为其瞬心 利用 两构件以移动副接触，其瞬心垂直与其导路在无穷远处 两构件以高副接触，其瞬心在公法线上 作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心在同一条直线上 三心定理 转动副联接两构件的瞬心在转动副心 移动副联接两构件的瞬心在垂直于导路方向的无究远处。 若为纯滚动, 接触点即为瞬心 若既有滚动又有滑动, 则瞬心在高副接触点处的公法线 2. 齿轮或摆动从动件凸轮机构 W2/w4=lp24p14/lp12p24 两构件的角速比与其绝对瞬心至相对瞬心的距离成反比 vp12=w1*lp12p13=w2*lp12p23 3.