专题结构理论之机构型综合.ppt

⑵ n=4，pL=6的多杆组 多杆组中最常见的为Ⅲ级组，其特征是具有一个三副构件，而每个内副所联接的分支构件是双副构件。 较Ⅲ级组级别更高的基本杆组有Ⅳ级组等。Ⅳ级组的特征是具有两个三副构件，其四个内副形成四边形。 Ⅲ级组 Ⅳ级组 不同级别的杆组，不仅是构件数和运动副数不同，而且更重要的是其构形的难度和位置解的数量都很不相同，从而决定了由它们所构成的机构可能实现的运动规律，以及它们的运动与受力分析的难易程度都不相同。这是十分重要的本质特征。 三.平面机构的数综合（单自由度机构） 3.1 平面运动链的结构设计（机构的型数综合） 机构的构件数n、运动副数pk与自由度数F之间存在着一定的关系。 目的：确定在满足一定自由度的前提下运动链的所有结构形式，从而获得能满足各种工作要求的机构。 这是机构创新设计(Creative design)的基本途径。 　　假定所有运动副为单一转动副。单自由度平面运动链自由度计算公式为 F?3n?2p=4 (1) 自由度F是机构型数综合的目标。 数综合：是给定构件数与运动副条件下，运动链的结构形式有哪些。 3.2. 运动链结构公式推导法　　 p，n均应为正整数，因此　 ● 当F为奇数时，构件n必为偶数；反之，当F为偶数时，构件数n必为奇数。 ● 当F?1时，n必须大于2。 结论　对于F=1的平面闭链机构（即自由度为4的运动链） 　　构件数n必为4，6，8，10，…等； 　　对应的运动副数p为4，7，10，13，…等。 　　由L?p?n?1可知，对于4?10杆运动链，对应的封闭回路数为1，2，3，4，……。 F为机构自由度，则运动链自由度为F+3 (2) 所谓杆型是用杆中所含副数而定义的, 杆中含有 2 个副就定义为二副杆 , 杆中含有 3 个副就定义为三副杆 , 以此类推 , 并用符号 n2、n3、n4 ……分别表示之。 杆型组合方式是指运动链中具有几种杆型 , 以及各种杆型的个数 , 对于多杆运动链 , 杆型组合方式不止一种 , 其组合原则需满足下列关系式 , 即 构件数：n2?n3?n4?……..+ni = n (3) 约束数 2n2 +3n3?4n4?……+ini ?2p (4) 式中，ni表示i副构件的数目。 多环运动链的环数L与n、p之间的关系 L=p-n+1 (5) 而单自由度机构其运动链的自由度为： 3n?2p=4 则： p-3L=1 (6) 则： 3.2. 运动链结构公式推导法　　 (每个运动副重复计算2次，所以要2倍P) 构件数：n=n2?n3?n4?……..+ni 约束数：2p=2n2 +3n3?4n4?……+ini F+3=3n-2p=n+2n-2p=n+(2n-2p) =n+2(n2?n3?n4?……..+ni )-(2n2+3n3?4n4?……+ini ) n - ( F + 3) =n3 + 2 n4 + 3 n5 + …+( i- 2) ni (a) n2 = n - ∑ni。 (b) 组合时先用式 (a) 确定运动链中多副杆的组合方案 , 并且注意 nmax = L + 1 , 例如 L = 3 , 则运动链中含副最多的杆型为四副杆。 再用式 (b) 确定每种方案中二副杆的个数。 3.2. 运动链结构公式推导法　　 1） 四杆运动链 四杆运动链只有一个闭环，因而只有一种基本型式 n2=4, L=1 1 4 3 2 四杆运动链 注意：nmax = L + 1 n - ( F + 3) = n3 + 2 n4 + 3 n5 + …( n - 2) nn (a) n2 = n - ∑ni。 (b) 举例 2）单自由度六