机构的结构分析〔运动副〕.ppt

* * §2—1 机构结构分析的内容及目的 第二章 机构的结构分析 §2—2 机构的组成 §2—3 机构运动简图 §2—4 机构自由度的计算 §2—5 计算平面自由度时应注意的事项 §2—1 机构结构分析的内容及目的 机构结构分析的内容主要有以下几个方面： (1) 研究机构的组成及其具有确定运动的条件。 (2) 根据结构特点进行机构的结构分类。 (3) 研究机构的组成原理。 目的 为新机构的创造提供途径。 在综合新机构时，需要知道机构是怎样 组合起来的，而且在什么条件下，才能实现 确定的运动； 为举一反三地研究机构的运动分析和动力 分析提供方便。 2．运动副(kinetic pair) 两个构件组成的可动的联接称为 运动副。而把两构件上能够参加接触 而构成运动副的表面称为运动副元素。 §2—2 机构的组成 1．构件(link) 构件— 机器中每一个独立的运动单元体。 运动副元素：圆柱面、圆孔面 例：轴1与轴承2的配合 例：滑块1与导轨2的接触 运动副元素：棱柱面、棱孔面 例：两齿轮轮齿的啮合 运动副元素：两齿廓曲面 （1）按引入约束的数目分。 I级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、Ⅳ级副、Ⅴ级副。 运动副分类： 球面副（ 级副） 球销副（Ⅳ副） 转动副（副Ⅴ） 2 1 （2）按两构件的接触情况进行分。 高副：点或线接触而构成的运动副； 低副：面接触而构成的运动副。 运动副分类： 球面高副 齿轮副 转动副 （3）按两构件之间的相对运动的不同分。 转动副或回转副、移动副、螺旋副、球面副、 平面运动副、空间运动副。 运动副分类： 球销副 螺旋副 移动副 转动副 3、运动链 把两个以上的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。 开式运动链 闭式运动链 单闭环运动链 多闭环运动链 平面运动链 空间运动链 闭式运动链 简单运动链 开式运动链 复杂运动链 空间运动链 4、机构 运动链中，若固定某一构件（机架），并给另一个或数个构件以确定的独立的运动（原动件），使其余构件（从动件）的运动随之确定的这种运动链(kinetic chain)称为机构。 1 2 3 4 A B C D §2—3 机构运动简图 用简单的线条和规定的符号 表示组成机构的构件和运动副， 并按一定的比例尺表示运动副的 相对位置的简单图形称为机构运 动简图(Kinematical Diagrams) 。 §2—3 机构运动简图 （1）分析机构的运动情况，定出其原动部 分、工作部分，搞清楚传动部分。 （3）选择适当的比例尺。 步骤： （2）合理选择投影面及原动件适当的投影瞬 时位置。 （4）用简单的线条和规定的符号绘图。 （5）检验。 §2—3 机构运动简图 例题：插齿机 §2—3 机构运动简图 例题：破碎机机构 §2—4 机构自由度的计算 作空间运动的自由构件有6个独立运动（自由度）， 作平面运动的自由构件有3个独立运动（自由度） 。 若平面机构中有n个活动构件，各构件之间共构成了 Pl个低副和Ph个高副，则它们共引入(2Pl+Ph)个约束。 机构的自由度F为： F=3n－(2Pl+Ph)=3n－2Pl－Ph 一 平面机构自由度的一般公式 §2—4 机构自由度的计算 二 机构具有确定运动的条件 n=2, P5=3, F=0 2 3 1 B n=3, P5=5, F= ?1 2 C 4 A D E 1 3 n=3, P5=4, F=1 ?1 4 1 2 3 A B C D C 2 B 5 4 A D E 1 3 n=4, P5=5, F=2 结论： 机构具有确定 运动的条件是： 机构自由度数F?1 且等于主动件数。 §2—5 计算平面自由度时应注意的事项 1. 复合铰链 由两个以上构件在 同一处构成的重合转动 副称为复合铰链。 由m个构件在一处组 成轴线重合的转动副。实 际上有(m-1)个转动副。 3 1 2 3 2 1 F = 3*7 - 2*10 = 1 如图所示F、B、D、C 处是复合铰链 §2—5 计算平面自由度时应注意的事项 2. 局部自由度 局部自由度——机构中个别构件所具有的不影响其它构件运动，即与整个机构运动无关的自由度。 在计算机构自由度时，局部自由度应当舍弃不计。 2 1 A C B 4 3 2 1 A C B 3 F = 3*3 - 2*3 – 1 = 2？ F = 3*2 - 2*2 – 1 = 1 *