954-平面机构的结构分析.ppt

§ 1-1. 研究机构结构的目的 1) 探讨机构运动的可能性及其具有确定运动的条件 2) 将各种机构按结构加以分类，并按分类建立运动分析和动力分析的一般方法 3) 了解机构的组成原理 4) 绘制机构运动简图 § 1-2. 运动副、运动链和机构 一、运动副 运动副：两构件直接接触形成的可动联接运动副1 运动副2 运动副3 运动副元素：参与接触而构成运动副的点、线、面。 运动副的约束特点： 具有两个约束而相对自由度等于一的平面运动副：转动副和移动副。 具有一个约束而相对自由度等于二的运动副：高副 约束一个相对转动而保留两个相对移动的运动副是不可能存在的。 二、运动链 运动链：两个以上构件以运动副联接而成的系统。 闭链：组成运动链的每个构件至少包括两个运动副元素。该运动链为封闭系统。 开链：运动链中有的构件只包含一个运动副元素。 三、机构 从运动链的角度，机构需具有下列特点: 1) 运动链中有机架 2) 各构件间有确定的运动 § 3-3．平面机构运动简图 一、机构运动简图的定义及作用 ： 说明机构各构件间相对运动关系的简单图形 机构运动简图是用规定的运动副符号及代表构件的线条来表示构件和运动副，并按一定比例表示各运动副的相对位置. 二、机构运动简图的绘制 1.运动副的表示符号：1)两构件构成转动副 2)两构件构成移动副 3)两构件组成平面高副 用两构件接触点（线）附近的两段轮廓表示 2.构件的表示方法：将该构件上的运动副元素按其位置表示出来，再用简单的线条将这些运动副联接起来，就可表示这个构件。 2) 具有三个运动副元素的构件: 3.运动简图的绘制步骤 1 确定原动件 2 确定输出件 3 确定传动件 4 确定构件数量及各构件间的相对运动关系，以确定运动副的种类和数目。 5 选择适当的投影面 6 选择比例尺 7 以线条和运动副规定符号表示构件和运动副 二、机构具有确定运动的条件 F=3×3-2×4-0=1 例1-2试计算图示牛头刨床机构的自由度，并确定其原动件数目。 计算机构的自由度 F=3×7-2×9-1=2 §1-5.平面机构的组成原理和结构分析 （1）高副低代 二级杆组：n＝2 PL＝3 三、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，高副低代，并标出原动件。 2.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。 3.判断机构的级别。 a) 两构件上的两点距离保持恒定，在此两点间加一构件和两个回转副。 2)局部自由度（多余自由度） 1、局部自由度：机构中个别构件不影响其它构件运动，即对整个机构运动无关的自由度。 A B C 3 2 1 A B C 3 2 1 F=3?3-2 ?3-1 ?1=2 F=2?3-2 ?2-1 ?1=1 n=3 Pl=3 Ph=1 n=2 Pl=2 Ph=1 2、处理办法：在计算自由度时，拿掉这个局部自由度，即可将滚子与装滚子的构件固接在一起。 3）虚约束 1、虚约束：在机构中与其他运动副作用重复，而对构件间的相对运动不起独立限制作用的约束。 2、处理办法：将具有虚约束运动副的构件连同它所带入的与机构运动无关的运动副一并不计。 3.常见的虚约束： 1)机构中某两构件用转动副相联的联结点，在未组成运动副之前，其各自的轨迹已重合为一，则此联结带入的约束为虚约束。 虚约束一 虚约束二 2）两构件组成的若干个导路中心线互相平行或重合的移动副。 x1 x2 A B C 1 2 3 4 x1 x2 3）两构件组成若干个轴线互相重合的转动副。 A B 4）在机构整个运动过程中，如果其中某两构件上两点之间的距离始终不变，则联接此两点的两个转动副和一个构件形成的约束为虚约束。 C 2 A B D F E 3 4 1 5 5 end 5）在输入件与输出件之间用多组完全相同的运动链来传递运动，只有一组起独立传递运动的作用，其余各组常引入虚约束。 行星轮 N=7 PL=9 PH=1 计算机构的自由度 n = 5 2 1 3 4 5 6 n = 5 Pl= 6 F = 3 ×5 – 2 × 6 = 3 PH= 0 Pl= 7 F = 3 × 5 – 2 × 7 = 1 PH= 0 n=3 思考题 Pl=4 Ph=1 F=3×3-2 × 4-1 × 1=0 AB//EF//CD且AB=EF=CD 计算机构的自由度 F=3?6-2 ?7-2=2 A D C B F E G H I n=6 PL=7 PH=2 高副低代的一般方法：在接触点两轮廓曲率中心处，用两个