第一章平面机构的结构20072008.ppt

齿轮机构 连杆机构 凸轮机构 槽轮机构 机架 连架杆 连架杆 连杆 4 1 2 3 ? 3 2 1 D C B A ? (a) (b) 构件的自由度 一个做平面运动的自由构件有三个独立运动的可能性。 如图所示, 在xOy坐标系中, 构件M可随其上任一点沿x轴、 y轴方向移动， 也可在xOy平面(绕垂直于xOy平面的轴线z)转动, 这三个独立的运动称为该构件的自由度。 转动副(回转副或铰链)：具有一个独立相对转动的运动副。 X Y O 2 1 由三个或三个以上构件组成的轴线重合的转动副称为复合铰链。 由m个构件组成的复合铰链应含有(m-1)个转动副。 1) 复合铰链(Compound Hinge) 3 2 1 C C1 C2 1-2 运动副、运动链和机构 回 顾 1-3 平面机构运动简图 一、机构运动简图的定义及作用 1.运动副的表示符号 二、机构运动简图的绘制 2.构件的表示方法 3.运动简图的绘制步骤 第一章 平面机构的结构分析 1-1. 研究机构结构的目的 1-2.运动副 运动链 机构 1-3. 平面机构运动简图的绘制 １ 机构自由度的一般公式 F=3n-2Pl-Ph 设一平面机构由n个构件(除机架外）组成, 未构成运动副之前, 这些活动构件应有3n个自由度。假设构成PL个低副和PH个高副, 每引入一个约束构件就失去一个自由度, 故机构自由度应为活动件自由度的总数与运动副引入约束总数之差。 以F表示, 则有 ２ 平面机构具有确定运动的条件 ３计算机构自由度时应注意的几种情况 1) 复合铰链(Compound Hinge) 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * n=3 思考题 Pl=4 Ph=1 F=3×3-2 × 4-1 × 1=0 一.平面机构的高副低代 实质：以低副来代替高副 目的：将含有平面高副的机构进行低代后，可将其视为只含低副的平面机构，就可根据机构组成原理和结构方法对其进行结构分类，并运用低副平面机构的分析方法对其进行分析和研究。只研究平面低副机构的组成原理和分析． 1-5 平面机构的组成原理和结构分析 （1）高副低代 图1-17 全用低副组成的铰链四杆机构来代替 机构中的高副被构件4和位于O1,O2的两个低副代替。 4 A B O1 O2 C 高副低代的一般方法：在接触点两轮廓曲率中心处，用两个转动副联接一个构件来代替这个高副。 O1 O2 A B 图１-18 任意曲线轮廓的高副机构 1 2 4 Ao1o2B代替机构 高副低代的几种特例 O1 (b) 接触轮廓之 一为直线 (c) O1 两接触轮廓为一点 C 9 1 6 5 4 3 7 8 (c) 2 1 7 5 4 3 6 2’ 原动件 机架 从动件 自由度 ０ ０ 二、平面机构组成原理 二级杆组：n＝2 PL＝3 杆组：不可再分的、自由度为零的运动链。 杆组需满足的条件： F=3n－2PL＝0 PL＝3n/2 三级杆组： n＝4 PL＝6 四级杆组： n＝4 PL＝6 包含三个运动副元素的刚性构件或具有三个构件组成的三角形的杆组 包含四个构件组成的四边形的杆组 (a) (b) 杆组的级别是由杆组中包含的最高级别封闭多边形来确定的 不包含封闭多边形，只包含两副构件的杆组 包含三个构件组成的三角形的构件： III级杆组 包含四个构件组成的四边形的构件：四级杆组 表1-2 判别杆组级别的封闭形 杆组 级别 II III IV V 决定级别的封闭形 ? ? ? ? Ⅲ级机构 机构的组成方法：把零自由度的杆组依次联接到原动件和机架上。 1 2 3 5 6 7 8 (a) (b) (c) 二、平面机构的结构分析 平面机构结构分析的步骤： 1.去除局部自由度和虚约束. 2.高副低代. 3.标出原动件。 4.从远离原动件的地方开始，先试拆二级杆组，不行，再试拆n＝4的杆组。当分出一个杆组后，再次试拆时，仍需从最简单的二级杆组开始试拆，直到只剩下机架和原动件为止。 *杆组的增减不应改变机构的自由度。 5.判断机构的级别。 剩余机构不允许残存只属于一个构件的运动副和只有一个运动副的构件！ (a) (b) 1 2 1 2 E E’ A B C D F G 例1-5 试分析图示大筛机构的结构，并确定机构的级别 Ⅱ级机构 例1-5 试分析图示大筛机构的结构，并确定