第2章机构的结构分析(机构的组成原理和机构类型综合讲2.ppt

例题2 计算图示两种凸轮机构的自由度。 解：如果不考虑局部自由度，那么有 n=3 , pL = 3, ph = 1 F = 3n － 2pL － ph = 3×3 －2×3 －1 = 2 1 2 3 2.除去局部自由度 (passive degree of freedom) 定义：机构中某些构件具有与其他构件运动无关的自由度。 局部自由度常出现在加装滚子的场合,计算机构自由度时应去掉。 加装滚子的好处在于将滑动摩擦变成滚动摩擦以减小摩擦力。 F = 3n － 2pL － ph － F′ = 3×3 －2×3 － 1 －1 = 1 F′：局部自由度数目 1 2 3 F = 3n －2pL － ph = 3×2 －2×2 － 1 = 1 1 2 3 3.除去虚约束 (formal constraint) 定义：对机构的运动实际不起作用的约束。计算自由 度时应除去虚约束。 出现虚约束的场合： 1)轨迹重合　　 两构件连接前后，连接点的轨迹重合。 1 2 3 4 A B C D E F A B C O 1 2 3 4 2)连接两点距离不变 运动时，两构件上的两点距离始终不变。 E F 虚约束 虚约束 3)结构重复 虚约束 虚约束 解：若套用公式直接计算有 n=4，pL=6，ph=0 F = 3n － 2pL － ph = 3×4 －2×6 = 0 例题3(轨迹重合问题) 已知：AB＝CD＝EF，计算图示平行四边形机构的自由度。 事实上，该机构是可以运动的，蒸汽机火车车轮的驱动就采用 了该机构。 3.除去虚约束 (formal constraint) 1 2 3 4 A B C D E F 5 存在虚约束的几何条件是： AB＝CD＝EF， AB//CD//EF。 AB //＝ CD //＝ FE ，增加的约束对机构的运动不起作用，故可去掉转动副E、F及相关联的构件4；去掉虚约束后原机构变为右图，用该图计算原机构的自由度。 1 2 3 4 A B C D E F 1 2 3 4 A B C D E F 4 F F = 3n －2pL － ph = 3×3－2×4 － 0 = 1 虚约束 虚约束 F = 3n －2pL － ph = 3×5－2×5 － 6 = -1 例题4（结构重复问题）计算齿轮系的自由度。 解： 1 2 3 4 5 1 2 3 F = 3n －2pL － ph = 3×3 －2×3 － 2 = 1 例题5 （结构重合）椭圆仪自由度计算 解： 1 2 3 4 F = 3n －2pL － ph = 3×4－2×6 － 0 = 0 1 2 4 1 2 3 2 3 4 F = 3n －2pL － ph = 3×3－2×4 － 0 = 1 注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的 ! 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。 小结 复合铰链 局部自由度 虚约束 存在于转动副处 处理方法：复合铰链处有m个构件则有(m-1)个转动副。 常发生在为减小高副磨损而将滑动摩擦变成滚动摩擦所增加的滚子处。 处理方法：计算自由度时将局部自由度减去。 存在于特定的几何条件下。 处理方法：将引起虚约束的构件和运动副除去不计。 F＝3n－2PL－PH ＝3? －2? － 8 11 1 ＝ 1 例6 机构自由度计算综合 作业： 思考题：第七版，2-1,2-2,2-3，2-7； 习题：2-11，2-13，2-16。 思考题：第八版，2-1,2-2,2-3，2-7； 习题：2-11，2-13，2-17。 第二章 机构的结构分析 2.1 机构结构分析的内容及目的 2.2 机构的组成 2.3 机构运动简图 2.4 机构具有确定运动的条件 2.5 机构自由度的计算 2.6 计算平面机构自由度时应注意的事项 2.7 平面机构组成原理、结构分类及结构分析 例1：绘制破碎机的机构运动简图 E C B D F A O 1 2 3 4 5 6 O F E 偏心轴2 连杆3 摇杆4 连杆5 机架1 摇杆6 颚式破碎机 破碎机机构运动简图 例2：绘制图示偏心真空泵的运动简图 偏心真空泵的运动简图 3 4 1 摇块 偏心轴 连杆 2 A B C 摇块4 机架1 连杆3 A B C 偏