第1章机构的组成.ppt

第二章 平面机构的结构分析 注：只有有小滚子处，且小滚子几何中心与转动中心重合，才是局部自由度。 是 不是 3. 虚约束： 对机构的运动不起限制作用的约束。 4 2 3 1 C D B A = AB CD n=3, PL=4, PH=0 若加上5杆，使 n=4, PL=6, PH=0 4 3 1 C D B A E F AB CD EF 2 = = ●出现虚约束的场合(重点、难点) （1）轨迹重合： 要注意几何条件，有时需证明。 n=4, PL=6, PH=0 B D C A 4 3 2 1 AB=BC=BD AC AD 2 4 3 1 5 椭圆仪 需证明当D点滑块拿掉后，仍有 即： 证明： 即：将D点滑块去掉后， n=3, PL=4, PH=0 2 3 1 5 B D C A 4 3 2 1 AB=BC=BD AC AD 火车轮机构 1 5 4 3 2 6 A G F E D C B 7 （2）两构件构成多个运动副 1 2 （a） 1 2 （b） ──两构件组成多个移动副，导路重合或平行。 ── 两构件组成多个转动副，同轴。 1 2 1 2 ──两构件构成高副，两处接触，法线重合。 n1 n1 n2 n2 B A n1 n1 n2 n2 等宽凸轮 注意：法线不重合时，变成实际约束！ (3) 对运动不起作用的对称部分。（行星轮系） 对运动不起作用的对称部分。 ─ 改善构件的受力情况：例如多个行星轮。 ─ 增加机构的刚度：例如轴与轴承、机床导轨。 ●虚约束的作用： 例题1：计算下列机构的自由度。 1. n=8, PL=11, PH=1 C D B A E F AB CD EF = = B D C 1 5 4 3 2 6 7 8 9 虚 复 复 局 内容： 1）机构的组成 2）平面机构运动简图 3）机构的自由度 目的： 研究机构在何种条件下可动，具 备何种条件时具有确定的相对运 动。 本章内容及目的 1、构件： 2-1 机构的组成 独立运动的最小单元体。 螺栓 零件─独立的制造单元 内燃机连杆 套筒 连杆体 垫圈 螺母 轴瓦 连杆盖 构件─独立的运动单元 2-1 机构的组成 1 构件 ●构件的自由度 ●构件的定义：独立运动最小单元 ──自由度的定义：独立运动参数的个数或描述构件位置和姿态所需的独立坐标数。 构件由一个或多个零件刚性连接而成 x y z o x0 y0 o0 y0 sy sx sz ?z ?y ?x y x o y0 x0 o0 ? sx sy ──构件自由度数目 平面运动构件：3个自由度。 空间运动构件：6个自由度。 2 运动副 ●运动副定义 两个构件直接接触组成的可动联接。 ●运动副元素 构件上参与接触的几何元素。 ●运动副作用 提供约束。 ?y ?x ?z 球面副 例如：球面副 保留3个相对运动：? x、? y、? z 提供3个约束：sx 、sy、sz ?y ?x ?z 球面副 ●约束的定义 对运动所加的限制。 运动副分类： 引入n个约束的运动 副称为n级副。 (n6) 1）按提供约束数量分： 1级副、2级副、3级副、4级副、5级副。 （3）按相对运动形式： （2）按接触形式： 平面副：保留的相对运动为平面运动。 空间副：保留的相对运动为空间运动。 高副： 点、线接触。 低副： 面接触接触。 （4）按运动副元素： 圆柱副、球面副、球销副、螺旋副 球面与平面副、球面与圆柱副、圆柱与平面副。 运动副分类： 低副： 移动副：只保留1个相对移动自由度。 转动副：只保留1个相对转动自由度。 移动副：自由度为1 约束数: 平面内为2个 空间为5个 1 2 X Y o (b) 转动副：自由度为1 约束数: 平面内为2个 空间为5个 2 1 X Y o (a) 高副： 齿轮副、凸轮副 自由度为2 约束数： 平面内为1个 空间为4个 t t n n 1 2 V12 A (c) 齿轮副： 2 1 t t n n A V12 自由度为2 约束数： 平面内为1个 空间为4个 凸轮副： 3 运动链 ●运动链的定义： 两个以上构件用运动副联接而成的系统。 ●运动链的分类 ──闭式运动链(闭链)：运动链是封闭图形。 ──开式运动链(开链)：运动链是开放图形。 闭链 开链 4 运动链成为机构的2个条件 （1）选定某一构件为机架； （2）选定1个或几个构件为原动件，使运动确定。 从动件─其余可动构件。 机架─相对固定的构件。 原动件─运动规律已知的构件。