第二章 机构的结构分析.ppt

运动副分类 两个以上的构件在同一处以转动副相联接， 特别要注意以下情况： 特别要注意以下情况： Ex.1: 计算如下齿轮连杆机构的自由度.分析： 此机构中，有3个转动的齿轮(1, 2, and 3) and 2根杆(4 and 5). 但是，当他们(平面高富）的公法线方向不重合时，必须各自计算其高副数。 条件二：代替前后机构的瞬时速度和加速度不变 两个高副元素均为圆弧 AO1、BO、OO1均保持不变 §2-6 机构的组成原理和结构分析 瞬时替代机构 §2-6 机构的组成原理和结构分析 例：机构的结构分析 §2-6 机构的组成原理和结构分析 §2-6 机构的组成原理和结构分析 §2-6 机构的组成原理和结构分析 本章重点小结 一、构件 + 运动副 ? 运动链 ? 机构 机架 原动件 从动件 基本杆组 三、机构运动简图的绘制 二、运动链成为机构的条件：F 0, 原动件数目等于自由度数目 平面运动链自由度计算方法和注意事项 §2-6 机构的组成原理和结构分析 本章习题及练习 §2-6 机构的组成原理和结构分析 P24，2-11. 图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案（要求用机构示意图表示出来）。 A 1 2 3 4 5 题2-11图 §2-6 机构的组成原理和结构分析 A 1 2 3 4 5 题2-11图 解：⑴分析：绘制机构运动简图，沿着运动传递的路线，根据各个活动构件参与构成运动副的情况（两构件组成的运动副的类型，取决于两构件之间的相对运动关系），确定表示各个构件的符号，再将各个构件符号连接起来，就得到机构运动简图（或机构示意图）。 构件2 构件3 构件4 §2-6 机构的组成原理和结构分析 A 1 2 3 4 5 题2-11图 题2-11答图 A 1，2 3 4 5 a) A 1，2 3 4 5 b) μL= 1 mm/mm ⑵分析：是否能实现设计意图 在机构的结构分析中判断该方案否能实现设计意图，应该从以下两点考虑：①机构自由度是否大于零；②机构原动件的数目是否等于机构自由度的数目。 因为机构的自由度为 F=3n-(2pL+pH)=3×3-(2×4+1)=0 可知，该机构不能运动，不能实现设计意图。 §2-6 机构的组成原理和结构分析 A 1 2 3 4 5 题2-11图 题2-11答图 A 1，2 3 4 5 a) A 1，2 3 4 5 b) μL= 1 mm/mm ⑶分析修改方案 因为原动件的数目为1，所以修改的思路为：将机构的自由度由0变为1 §2-6 机构的组成原理和结构分析 因此，修改方案应有2种。 方案1：给机构增加1个构件（增加3个独立运动）和1个低副（增加2个约束），使机构自由度增加1，即由0变为1。如题2-11答图c)、d)、e)所示。 要使机构自由度=1 即F=3n-(2pL+pH)=1 方案2：将机构中的1个低副（2个约束）替换为1个高副（1个约束），使机构中的约束数减少1个，从而使机构自由度增加1，即由0变为1。如题2-11答图f)所示。 §2-6 机构的组成原理和结构分析 A 1，2 3 4 5 e) A 1，2 3 4 5 4? c) A 1，2 3 4 5 4? d) A 1，2 3 4 5 f) 题2-11答图 §2-6 机构的组成原理和结构分析 P25，2-16. 试计算图示各机构的自由度。图a、d为齿轮—连杆组合机构；图b为凸轮—连杆组合机构（图中在D处为铰接在一起的两个滑块）；图c为一精压机机构。并问在图d所示机构中，齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同？为什么？ 题2-16图 A B C D 齿轮 a) A B C F K D E I L J M c) A B C D 1 2 3 4 5 6 7 d) A B C D E F b) §2-6 机构的组成原理和结构分析 A B C D 齿轮 a) A B C D E F b) a) 分析：A为复合铰链，不存在局部自由度和虚约束。 F=3n-(2pL+pH)=3×4-(2×5+1)=1 或F=3n-(2pL+pH-p)-F=3×4-(2×5+1-0)-0=1 b) 分析：B、E为局部自由度。 F=3n-(2pL+pH)=3×5-(2×6+2)=1 或F=3n-(2pL+pH-p)-F=3×7-(2×8+2-0)-2=1 §2-6 机构的组成原理和结构分析 A B C F K D E I L J M c) A B C D 1 2 3 4 5 6 7 d) c) 分析：该机