兰州理工大学机电工程学院机械设计基础课件 平面机构的自由度和速度分析.ppt

⑥计算图示两种凸轮机构的自由度。 解：n= 3， PL= 3， F=3n － 2PL － PH =3×3 －2×3 －1 =2 PH=1 对于右边的机构，有： F=3×2 －2×2 －1=1 事实上，两个机构的运动相同，且F=1 1 2 3 1 2 3 2.局部自由度 F=3n － 2PL － PH －FP =3×3 －2×3 －1 －1 =1 本例中局部自由度 FP=1 或计算时去掉滚子和铰链： F=3×2 －2×2 －1 =1 定义：构件局部运动所产生的自由度。 出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp。 滚子的作用：滑动摩擦?滚动摩擦。 1 2 3 1 2 3 解：n= 4， PL= 6， F=3n － 2PL － PH =3×4 －2×6 =0 PH=0 3.虚约束 －－对机构的运动实际不起作用的约束。 计算自由度时应去掉虚约束。 ∵ FE＝AB ＝CD ，故增加构件4前后E点的轨迹都是圆弧，。 增加的约束不起作用，应去掉构件4。 ⑦已知：AB＝CD＝EF，计算图示平行四边形 机构的自由度。 1 2 3 4 A B C D E F 重新计算：n=3, PL=4, PH=0 F=3n － 2PL － PH =3×3 －2×4 =1 特别注意：此例存在虚约束的几何条件是： 1 2 3 4 A B C D E F 4 F ⑦已知：AB＝CD＝EF，计算图示平行四边形 机构的自由度。 AB＝CD＝EF 出现虚约束的场合： 1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合， 2.两构件构成多个移动副，且导路平行。 如平行四边形机构，火车轮 椭圆仪等。(需要证明) 4.运动时，两构件上的两点距离始终不变。 3.两构件构成多个转动副，且同轴。 5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。 E F 6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。 如等宽凸轮 W 注意： 法线不重合时，变成实际约束！ A A’ n1 n1 n2 n2 n1 n1 n2 n2 A’ A 虚约束的作用： ①改善构件的受力情况，如多个行星轮。 ②增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。 ③使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。 注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的 ! * 第1章 平面机构的自由度和速度分析 §1－1 运动副及其分类 §1－2 平面机构的运动简图 §1－3 平面机构的自由度 §1－4 速度瞬心及其在机构速度分析中的应用 名词术语解释: 1.构件 －独立的运动单元 内燃机中的连杆 §1－1 运动副及其分类 内燃机连杆 套筒 连杆体 螺栓 垫圈 螺母 轴瓦 连杆盖 零件 －独立的制造单元 2.运动副 a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 运动副元素－直接接触的部分（点、线、面） 例如：滚子凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。 定义：运动副－－两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。 三个条件，缺一不可 运动副的分类： 1)按引入的约束数分有： I级副 II级副 III级副 I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。 2)按相对运动范围分有： 平面运动副－平面运动 平面机构－全部由平面运动副组成的机构。 IV级副 例如：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。 空间运动副－空间运动 V级副1 V级副2 V级副3 两者关联 空间机构－至少含有一个空间运动副的机构。 3)按运动副元素分有： ①高副－点、线接触，应力高。 ②低副－面接触，应力低 例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。 例如：转动副（回转副）、移动副 。 常见运动副符号的表示: 国标GB4460－84 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 平面高副 螺旋副 2 1 1 2 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 球面副球销副 1 2 1 2 1 2 空间运动副 1 2 1 2 1 2 构件的表示方法: 一般构件的表示方法 杆、轴构件 固定构件 同一构件 三副构件 两副构件 一般构件的表示方法 运动链－两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。 注意事项: 画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。 闭式链、开式链 3. 运动链 若干 1个或几个 1个 4. 机构 定义：具有确定运动的运动链称为机构 。 机