机构的力结构分析.ppt

第2章 机构的结构分析 §2-1 机构结构分析的内容及目的 §2-1 机构结构分析的内容及目的 §2-2 机构的组成 刚性连接在一起的零件共同组成的一个独立的运动单元 §2-3 机构运动简图 1.常用机构、运动副及构件的简图符号 常见平面 运动副的简图符号 常见构件的简图符号 机构运动简图绘制的方法与步骤： §2-4 机构具有确定运动的条件 §2-5 机构自由度的计算 1 平面机构自由度的计算 §2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项 §2-8 平面机构的组成原理 、结构分类及结构分析 1. 平面机构的组成原理 机构的级别取决于机构中的基本杆组的最高级别 2）从离原动件最远的杆组折起 §2-9 平面机构中的高副低代 高副低代的目的 4.高副两元素之一为一个点，新增构件用接触点和过接触点曲线的曲率中心连线来表示。 行星轮系 3 （6）机构中对运动不起作用的对称部分 1 2 4 F21 F21 2 1 4 3 F31 F21 F＝3n－2PL－PH ＝3?3-2?3-2 ＝1 ▲在该机构中，齿轮3是齿轮2的对称部分，为虚约束 ▲计算时应将齿轮3及其引入的约束去掉来计算 ▲同理，若将齿轮2当作虚约束去掉，完全一样 2 1 3 2 2 O H 处理方法：去掉对称部分 虚约束的作用 ①改善受力 ②增加刚度 ③避免卡死 较高制造与安装精度 小结： 自由度计算步骤: 1. 确定活动构件数目 2 . 确定运动副种类和数目 3 . 确定特殊结构: 局部自由度、虚约束、复合铰链 4 . 计算、验证自由度 几种特殊结构的处理: 1、复合铰链—计算在内 2、局部自由度—排除 3、虚约束—排除 例2 局 1 2 3 4 5 6 7 复 4 1 2 3 5 7 8 9 例1 F＝3n－2PL－PH ＝3?6－2? 8－1 ＝3?7－2?9－1 ＝2 F＝3n－2PL－PH ＝1 复合铰链 局部自由度 虚约束 局部自由度 虚约束 例3 F＝3n－2PL－PH ＝3? －2? － 8 11 1 ＝ 1 1 2 3 4 5 6 7 8 A 例4 2 C B 1 3 D E 5 6 4 7 局部自由度 虚约束 机构具有确定运动, 因为原动件数等于机构自由度数F 。 E A B C D O F G H 复合铰链 A B C D E G F 例6 计算图示机构的自由度 4 1 2 3 解：该机构全由移动副组成， 其自由度计算公式为： 例7计算图示机构的自由度，并指出存在的复合铰链、局部自由度和虚约束处。并说明该机构是否具有确定的运动。 解： 1，两处虚约束： 凸轮处和导轨E、F处； 一处复合铰链 A 处。 2，该机构没有确定运动。成为机构的 条件：应有两个起始构件 A B C D E F 例8 计算图示机构的自由度，并指出存在的复合铰链、局部自由度和虚约束处。并说明成为机构的条件。 解： 1， 2, D处为局部自由度，E、F处 有一处为虚约束； 3, 应有一个起始构件 1 2 3 4 5 1 2 3 4 例9 如图所示为牛头刨床设计方案草图。 设计思路为：动力由曲柄1输入，使 摆动导杆3往复摆动，并带动滑枕4作 往复移动，以达到刨削的目的。试问 图示的构件组合是否能达到此目的？ 如果不能，应如何改进？ 解: 1, 2, 该机构不能动，修改方案如下： 题图 1 2 3 4 5 a) 1 2 3 4 5 b) 1 2 3 4 5 d) 思考：如果计算出的机构自由度 F=－1 应增加一个什么样的构件？ 小结：如果计算出的机构自由度 F=0 ？ 1 2 3 4 5 c) 1 2 3 4 题图 应增加一个带有一个低副的构件。 例10 计算机构的自由度（若有虚约束、局部自由度和复合铰链须 指出），分析该该机构是否具有确定运动。并提出改进措施。 解：1）计算自由度 2）改进措施 该题见教材2-12 1’ 1 2 3 4 机构简图 3 5 1′ 1 2 4 5 3 1′ 1 2 4 1′ 1 2 3 4 题图 1’ 1 2 3 4 5 1’ 1 2 3 4 1′ 1 2 3 4 题图 例11 计算下列机构的自由度 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 课堂练习题 任何机构都可以看成是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架而成的，这就是机构的组成原理 基本杆组——一个机构被拆除基本机构后，所剩下的、不能再继续拆分的自由度为零的杆组 基本机构—最简单的机构，即由一个原动件和相对固定的机架所组成的机构。 一般机构 = 基本机构 + 若干个基本杆组 = 1 4 2 3 1