第2章 机构运动简图和自由度计算.ppt

例题4：图示为一简易冲床的设计图。试分析设计方案是否合理。如不合理，则绘出修改后的机构运动简图。 * 4、高副 两构件组成高副时，其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出其全部轮廓；对于齿轮，常用点划线划出其节圆。 常用运动副的符号 运动副 名称 运动副符号 两运动构件构成的运动副 转动副 移动副 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 两构件之一为固定时的运动副 1 2 2 1 2 1 平面运动副 运动副符号 三、绘制机构运动简图的步骤 1、弄清机构组成：构件数目、运动副数目类型、原动件、从动件和机架分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目； 2、确定与机构相关的的尺寸：中心距、构件尺寸、导路和回转中心，高副轮廓 3、投影平面的选择 4、选择合理的比例尺： 5、用规定的符号和线条绘制成简图，一般从原动件开始画。 原则：简图与实际运动特征相同；取“相关”舍“无关” 注意：要明确三类构件 固定件（机架）：机架中只有一个为机架。 原动件：机构中有驱动力或已知运动规律的构件。 从动件：除原动件以外的所有活动构件。 1.分析运动，确定构件的类型和数量 2.确定运动副的类型和数目 3.选择视图平面 4.选取比例尺，根据机构运动尺寸，定出各运动副间的相对位置 5.画出各运动副和机构符号，表示出各构件 例1:试绘制内燃机的机构运动简图 例2：试绘制牛头刨床的机构运动简图 牛头刨床结构示意图 牛头刨床运动图 2-6 绘出下列平面机构的运动简图 唧筒机构 缝纫机针杆机构 活塞泵机构 一、平面机构自由度 一个自由的平面构件有?个自由度。 低副联接 减少?个自由度 高副联接 减少?个自由度 §2.3 平面机构的自由度及确定运动的条件 n个活动构件：自由度为? 。 PL个低副： 限制 ? PL个自由度 PH个高副： 限制 ? H 个自由度 F=3n- 2PL-PH 该机构的自由度应为活动构件的自由度数与引入运动副减少的自由度数之差，以F表示： 例1：四杆机构（绿杆为机架） 　　n＝ ３，ＰL＝４，ＰH＝０ 　Ｆ＝３×３－２×４－０＝１ 例2：三杆机构（刚性桁架） 　n＝ ２，ＰL＝３，ＰH＝０ 　Ｆ＝３×２－２×３－０＝０ 　（机构不能运动） 铰链四杆机构 三杆机构 A B C 二、平面机构具有确定相对运动的条件? 结论：应有一个原动件，任取黑色/蓝色构件为原动件，机构有确立的运动。给出一个角度Φ1， 其他构件便有一个相应位置） 例 3：铰链五杆机构　　 铰链五杆机构 结论：机构具有确定运动的条件是 ： n＝ ４，ＰL＝５，ＰH＝０ Ｆ＝３×４－２×５－０＝２ 构件１为原动件，处于AB位置时，构件234可处于BCDE 或 BC’D’E，位置不确定。当取构件1或者4为原动件，机构各构件的运动确定。 Ｆ＞０且Ｆ等于原动件数目 原动件数=F0，运动确定 原动件数F，运动不确定 原动件数F，机构破坏 平面机构自由度计算实例： n：机构中活动构件数，PL：机构中低副数； PH ：机构中高副数；F ：机构的自由度数； F = 3n - 2PL - PH 例1：（1） n = 3, PL = 4, PH = 0 F = 3×3 - 2×4 – 0=1 1 2 3 例2： F=3n － 2PL － PH =3×2 －2×2－1 =1 例3：简易牛头刨床 n =5, Pl = 7, Ph = 0 F = 3n – 2Pl – Ph = 3×5 – 2×7 – 0 = 1 解： 三、计算自由度时的注意事项 1、复合铰链 两个以上构件在同一轴线处用转动副连接，就形成了复合铰链。 计算：K个构件，有K－1转动副。 两个低副 惯性筛机构 C处为复合铰链 n = 5, Pl = 7, Ph = 0 = 3×5 -2×7 – 0 = 1 F = 3n - 2Pl – Ph 例：计算图示圆盘锯机构的自由度。 解：活动构件数 低副数 F = 3n － 2PL － PH = 3×7 －2×10－0 = 1 可以证明：F点的轨迹为一直线。 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F 圆盘锯机构 分析： 在B、C、D、E四处应各有 2 个转动副。 n=7 PL=10 处理方法：除去局部自由度，把滚子和从动件看作一个构件。 注意：实际结构上为减小摩擦采用局部自由度 n = 2, Pl = 2, Ph = 1, F = 3×2 - 2×2 – 1 = 1 与实际相符 2、局部自由度 机构中出现的与输出构件运动无关的自由度称为局部自由度。 典型例子：滚子的转动自由度