参考学习资料 能源 第1章 平面机构的自由度和速度分析.ppt

第三节平面机构的自由度一、平面机构自由度的计算公式二、计算机构自由度的注意事项三、例题一、平面机构自由度的计算公式活动构件数目低副数目高副数目1.平面机构自由度的计算公式：限制1个自由度高副限制2个自由度低副一、平面机构自由度的计算公式2.机构具有确定运动的条件：条件F0且给定的原动件数＝机构的自由度数目否则：将不能正常运动1、2。二、计算机构自由度的注意事项复合铰链局部自由度虚约束1.复合铰链定义——两个以上的构件在同一处以转动副联接，则构成复合铰链(复杂接头)。处理办法——m个构件在同一处构成转动副，实际转动副数目为（m-1）个。几种典型复合铰链例１-5：如图所示的圆盘据主体机构。此处有两个低副ABCDEF在B、C、D、E四处都是三个构件汇交的复合铰链。例如E点：12345678F=3×7-2×10=12.局部自由度:与输出构件运动无关的自由度；定义——不影响其它构件运动的某些机构的局部运动的自由度称为局部自由度。处理办法——把滚子固化在支承滚子的构件上。3.虚约束定义——对机构的运动起重复约束作用的约束称为虚约束。处理办法——将机构中构成虚约束的构件连同其所附带的运动副去掉不计。1234ABCDEF123ABCDEAB＝CD＝EF特别注意：此例存在虚约束的几何条件是：（１）转动副的虚约束（２）移动副的虚约束（３）重复部分的虚约束另外：(ａ)高副机构的虚约束(ｂ)运动轨迹重合的虚约束(ｃ)等距点产生的虚约束几种常见的虚约束：第二章平面机构的结构分析例题1-7：计算自由度虚约束局部自由度复合铰链大筛结构差动轮系复合铰链2W=3×7-2×9-1=2W=3×4-2×4-2=2锯木机机构送纸机机构习题：计算机构的自由度冲压机机构习题：计算机构的自由度另例题图为电动铰车上的周转轮系传动机构。试分别计算闸瓦K制动和未制动时机构的自由度。KHABDCE另例题：解：(1)当闸瓦K未制动时，机构中的活动构件有齿轮1、2、3及转臂H，A、B、C三处为转动副，其中B处有复合铰链，D、E两处为高副。即n=4，PL=4，PH=2，故该机构的自由度为F=3n－2PL－PH=3×4－2×4－2=2该机构具有两个自由度。这种具有两个自由度的周转轮系称为差动轮系。机构为获得确定的相对运动，需要给定两个原动件。(2)当闸瓦K制动时，齿轮3成为机架，此时n=3，PL=3，PH=2，则F=3n－2PL－PH=3×3－2×3－2=1该周转轮系具有一个自由度。这种具有一个自由度的周转轮系称为行星轮系。只要给定一个原动件，机构就具有确定的相对运动。第四节速度瞬心及其在机构速度分析上的应用一、速度瞬心及其求法二、瞬心在速度分析上的应用一、速度瞬心及其求法：1.速度瞬心：两构件作平面相对运动，任一瞬时都可看作是 绕某一重合点作相对转动，该重合点称为速度 瞬心，简称瞬心。注意事项：（1）瞬心是瞬时速度相等的重合点；（2）瞬时是指瞬心位置可随时间而变；（3）等速是指在瞬心这一点，两构件的绝对速度相等（包括大小和方向），相对速度为0；（4）重合点是指瞬心既在构件1上，又在构件2上，是两构件的重合点。一、速度瞬心及其求法：2.瞬心的种类：（1）绝对瞬心：瞬心点的绝对速度为零则为绝对瞬心。（2）相对瞬心：瞬心点的绝对速度不为零则为相对瞬心。3.机构中瞬心的数目：假设机构中含有k个构件。每两个构件之间有一个瞬心，则全部瞬心的数目瞬心数NA1(A2)B1(B2)12P12一、速度瞬心及其求法：4.机构中瞬心位置的确定：（1）由瞬心定义确定瞬心位置：若两刚体上任意两个不是瞬心的重合点A(A1,A2)、B(B1,B2)的相对速度方位已知，那么只要过A、B两点分别作相对速度方位线的垂线，求得的交点P则为刚体在此瞬时的瞬心。12P12（a）两个构件用转动副连接，瞬心在转动副的中心；P1212P12124.机构中瞬心位置的确定：（b）两个构件用移动副连接，瞬心在垂直于移动方向的无穷远处；P1212∞P1212∞4.机构中瞬心位置的确定：（c）以平面高副联接的两构件，纯滚动时瞬心