精密机械设计基础 第4讲 平面机构的结构分析.ppt

计算机构自由度时应注意的问题 问题1：复合铰链 两个以上的构件在同一处以转动副 联接所构成的运动副。 解决方案 k 个构件在同一处构成复合铰链， 实际上构成了 ( k-1 ) 个转动副。 F = 3×5 - 2×7 = 1 §4—4 平面机构的自由度计算 解决方案 计算机构自由度时，假想滚子和安装滚子的构件固接为一个整体，成为一个构件或在计算结果中去除局部自由度 问题2：局部自由度 某些构件具有的只影响自身局部运动而不影响其它构件运动的自 由度，经常发生在将滑动摩擦变为滚动摩擦的场合。 §4—4 平面机构的自由度计算 问题3：虚约束 在特定的几何条件或结构条件下，某些运动副所引入的约束可能与其它运动副所起的限制作用是一致的。这种不起独立限制作用的重复约束称为虚约束。 §4—4 平面机构的自由度计算 F = 3×1 - 2×2 = -1 解决方案 计算机构自由度时，不考虑虚约束的作用，认为 两个构件之间只形成一个运动副 F = 3×1 - 2×1 = 1 两个构件之间形成多个与导路重合或平行的移动副 场合一：两个构件之间形成多个运动副 等宽凸轮机构 等径凸轮机构 §4—4 平面机构的自由度计算 场合二：两构件上某两点之间的距离在运动中保持不变 5 E F F = 3×1 - 2×2 = -1 AB CD AF DE 点E、F距离在运动过程中始终不变 §4—4 平面机构的自由度计算 AB = BC = BD DAC = 90° 除 B、C、D点，各点轨迹为一椭圆 D点轨迹是沿 Y 轴的直线 场合三：联接构件和被联接构件上联接点的轨迹重合 F = 3×1 - 2×2 = -1 §4—4 平面机构的自由度计算 * LOGO 信息与控制学院 LOGO 信息与控制学院 精密机械设计基础 第四讲 平面机构的结构分析 内 容 提 示 空间机构和平面机构 运动副及其分类 平面机构的运动简图 平面机构的自由度 §4—1 空间机构和平面机构 机构：具有确定运动的实物组合体 零件：单独加工的制造单元体 构件：每一个独立影响机构功能 并且能单独运动的单元体, 一个构件可以由一个或多 个零件组成。 分为－平面机构和空间机构 运动副：两个构件之间直接接触所形成的可动联接 两个相邻构件直接接触 两者之间允许一定的相对运动 每个构件至少和另外一个构件通过运动副联接 §4—2 平面机构运动副及其分类 副元素：两个构件上参与接触构成运动副的部分（点、线、面） 自由度：构件所具有的独立运动的数目，或确定构件位置所 需的独立变量的数目，用F表示。 自由构件(平面)：F = 3 §4—2 平面机构运动副及其分类 y ?z (x , y) x O sx sy 约束：运动副对构件独立运动所加的限制 运动副的分类方法： 2. 按照运动副的接触形式分类 低副－2个约束，1个自由度 高副－1个约束，2个自由度 §4—2 平面机构运动副及其分类 1. 按接触部分的几何形状分类 转动副－两个构件间只能作相对旋转运动的运动副 移动副－两个构件间只能作相对移动运动的运动副 高副机构 §4—2 平面机构运动副及其分类 齿轮副 凸轮副 运动链：两个或两个以上的构件通过运动副联接而构成的系统 开式运动链（开链） 运动链的各构件未构成首末封闭系统，至少有一个构件只包含一个运动副元素 闭式运动链（闭链） 运动链的各构件构成首末封闭的系统，组成运动链的每个构件至少包含两个运动副要素。 §4—2 平面机构运动副及其分类 机 构：在运动链中，如果将某一个构件加以固定，而让另一 个或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动时，如果运动链 中其余各活动构件都有确定的相对运动，则此运动链称为机构。 机构是具有确定运动的运动链。 §4—2 平面机构运动副及其分类 机架 原动件 从动件 在运动链中，将某一个构件加以固定，而让另一个或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动时，如果运动链中其余各构件都有确定的相对运动，则此运动链成为机构。 §4—2 平面机构运动副及其分类 §4—2 平面机构运动副及其分类 从运动学角度出发，将实际机械中与运动无关的因素加以抽象和简化后，得到的反映实际机械的运动特性和运动传递关系的图形 §4—3 平面机构的运动简图 用国标规定的简