第二章自由度计算2012.2.ppt

机构中对传递运动不起独 立作用的对称部分 F=3n－2PL－PH =3×5-2×5-1×6=-1 F=3n－2PL－PH =3×3-2×3-1×2=1 n＝3、PL＝3、PH＝2 去掉对称部分后： 6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。 如等宽凸轮 W ⑦ 点击播放2-15 虚约束的作用： ①改善构件的受力情况，如多个行星轮。 ②增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。 ③使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。 注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的 ! 二、平面机构具有确定运动的条件 给定S3＝S3(t)，一个独立参数 θ1＝θ1（t）唯一确定，该机 构仅需要一个独立参数。 若仅给定θ1＝θ1（t）,则θ2 θ3 θ4 均不能唯一确定。若同时给定θ1和θ4 ，则θ3 θ2 能唯一确定，该机构需要两个独立参数 。 S3 2 3 S’3 θ1 1 2 3 4 θ1 θ4 定义：机构的自由度数目必须大于零且等于机构的原动件数目。 可得出以下结论： F≤0 运动链不能运动 F＞原动件数目，不能动 F＜原动件数目，运动不确定 F＝原动件数目，运动确定 F＞0 实例分析 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F 实例一、计算图示圆盘锯机构的自由度。 解：活动构件数n= 7 低副数PL= 6 F=3n－2PL－PH 高副数PH=0 =3×7－2×6－0 =9 计算结果肯定不对！ 点击播放2-16 解：设计者的思路是：带轮5（原动件，由电动机驱动，和本例自由度计算无关）转动，带动凸轮1转动，使得杠杆2围绕C摆动，通过铰链D 牵动冲头3上下运动完成冲床工作。 实例二 图2-19为一简易冲床，试绘制机构运动简图，分析简易冲床是否具有确定的运动，如存在问题，提出改进方案。 图2-19 简易冲床 1--凸轮，2—杠杆，3—冲头，4—机架，5—带轮 图2-20 简易冲床机构运动简图 画出机构运动简图并计算自由度 F=3n－2PL－PH =3×3-2×4-1×1=0 n=3 PL =4 PH=1 (40) 经分析，该机构从运动角度看，确实存在问题，D点是构件2和构件3的连接点，但构件2和构件3在D点的运动轨迹不同，构件2上的D点的运动轨迹是以C点为圆心，以CD长为半径的圆弧，而构件3 上的D点的运动轨迹是垂直机架的直线移动。同样在一个点，既有圆弧摆动又有直线移动，故机构不能动。 要想让机构运动，必须解决D点的运动轨迹不同的问题，现提出三种修改方案（是否还有几种，请读者自行设计），如图2-21a、b、c所示。改进后的机构，活动构件数n=4，低副数PL=5（图2-21a、图2-21b是3个转动副，2个移动副；图2-21c是4个转动副，1个移动副），高副数PH=1，则机构的自由度为 F＝3n-2PL-PH＝3×4-2×5-1＝1 a） (41) b） c） 实例三 图2-22a为一刚性桁架结构，试计算该结构的自由度，并对其他几个结构进行讨论。 b） a） F＝3n － 2PL － PH ＝3×2 － 2×3＝0 F＝3n － 2PL － PH ＝3×3 － 2×5＝ － 1 本身结构没有活动构件，用“活动构件等于总构件数减一”的办法来认为有几个活动构件。 静定桁架 超静定桁架 c） d） 图2-22刚性桁架 F=-3 F=-2 超静定桁架 超静定桁架 本章结束 * 第二章 机构组成及自由度计算 第二章 机构组成及自由度计算 第一节 运动副及机构运动简图 第二节 平面机构的组成 学习目的与要求 主要内容：本章主要介绍了运动副的概念与机构的组成、自由度的计算及计算中应注意的问题；平面机构具有确定运动的条件。 学习目的与要求：正确理解运动副及约束的基本概念，掌握平面机构自由度的计算方法，会识别复合铰链、局部自由度和常见的虚约束，能判断机构是否具有确定的相对运动。 学习重点与难点：重点是平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件，难点是自由度计算中应注意的三个问题。 引 言 图2-1颚式破碎机及其机构运动简图 1-机架 2-偏心轮 3-动颚板 4-肋板 5-惯性轮 a） c） b） 图2-1a所示为颚式破碎机的实物图，实物图看起来直观明了，但要分析破碎机的工作原理和进行运动分析等就没有办法进行，这时就需要一种能说明机构运动原理的简单图形---机构运动简图。 引 言 颚式破碎机的工作驱动是靠实物图右侧的带轮驱动偏心轮2转动，带得动颚板3往复摆动，完成挤碎石料的工作。图2-1b是机构的结构示意图，图2-1c是颚式破碎机的机构运动简图。可以看出该机构