第1章机构的组成及结构.ppt

1个构件 1个构件 注意：杆组的各个外端副不允许联在同一个构件上。 1.4.3 机构的结构分析 ──正确拆分杆组; ──判断机构级别。 ●目的 ●步骤 （5）验证：每拆出一个杆组后，余下部分必须是 一个自由度为零的构件组合或杆组。 （1）计算F；确定原动件；去掉虚约束、局部自 由度；注意复铰。 （2）如果机构中有高副，应高副低代。 （3）拆出机构的原动件和机架，剩下从动件组合。 （4）根据杆组的结构特征对从动件组合依次拆组。 ●机构的级别： ─机构所含基本组的最高级别为机构的级别； ─Ⅱ级机构为简单机构，Ⅲ级以上机构为复杂机构。 ─不含基本组的机构为?级机构； 【例2-6】对图示机构进行高副低代和结构分析。 A C B D I F G H J P 【解】1. 高副低代： A C B D I F G H J P 【解】1. 高副低代： A C B D I F G H J P 【解】 2. 结构分析：（1）除去虚约束： A C B D I F G H J P A 【解】 2. 结构分析：（2）拆出原动件和机架： C B D I F G H J P （3）拆组： Ⅲ级机构 H 【解】 以GH为原动件进行 结构分析： A C B I G J D F P Ⅱ级机构 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 外接副 ●分类 (1)Ⅱ级组(n=2，PL=3) PL＝3n/2 (a) (b) (c) (d) (e) 外接副 内接副 Ⅱ级组的结构特征： 两个含有外接副的构件直接用运动副联接。 PL＝3n/2 （2） Ⅲ级组(n=4，PL=6) Ⅲ级组基本型 Ⅲ级组其它型举例 中心构件 PL＝3n/2 Ⅲ级组基本型 Ⅲ级组其它型举例 Ⅲ级组的结构特征： 三个含有外接副的构件与同一构件（用运动副）联接。 ●原理的限定条件:平面低副机构；连架杆为原动件。 原动件画法：1个机架、1个活动构件、1个低副、1个箭头，一个都不能少。 2.平面机构组成原理： 任何一个平面机构都可以看作是由一系列基本组依次联接到原动件、机架或前一个基本组而形成的。 ●基本组的联接 ─ 结构综合的杆组法