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运动副及平面机构.pptVIP

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(3)轴线重合的转动副:两构件组成多个转动副,且轴线重合,只有一个转动副起约束作用,其余为虚约束。◆计算中只计入一个转动副。计算中应将对称部分除去不计。此虚约束对机构运动虽然不起作用,但可以增加构件的刚性,改进受力,减少磨损,因而在机构中经常出现。传动对称:机构中对运动不起独立作用的对称部分,将产生虚约束。F=3??3-2?3-2=1(?)此两种情况没有虚约束有一处为虚约束若两构件在多处相接触构成平面高副,且各接触点处的公法线重合,则只能算一个平面高副。若公法线方向不重合,将提供各2个约束。0102采用虚约束是为了改善构件的受力情况;增加构件的刚性;传递较大功率;或满足某种特殊需要,在结构设计中被广泛使用。结论:???注意:机构中的虚约束都是在一定的几何条件下出现的,如果这些几何条件不满足,则虚约束将变成有效约束,而使机构不能运动。********平面机构的结构分析如何使组合起来的构件产生运动并具有运动确定性?机构的自由度机构具有确定性运动条件1.构件的自由度AXYO3.两构件用运动副联接后,彼此相对运动受到某些约束。低副引入两个约束!2.机构自由度指机构中各活动构件相对于机架的独立运动数目。低副约束:对独立运动所加的限制高副引入一个约束!高副4、运动链两个以上构件以运动副连接而成的系统称为运动链。若组成运动链各构件形成首尾封闭的系统则称为封闭运动链,简称闭链,如图(a)、(b)所示;若组成运动链各构件未形成首尾封闭的系统则称为开式运动链,简称开链,如图(c)所示。5、机构(从运动链角度):在运动链中将一构件加以固定而其余构件都具有确定的运动,此运动链便称为机构。(1)对一个运动链(2)选一构件为机架(3)确定原动件(一个或数个)(4)原动件运动时,从动件有确定的运动。1)机构的构件总数K,其中必有一个机架,因其为固定件,其自由度为零,故活动构件数n=K-12)组成运动副前,机构总自由度3n,当用运动副连接组成机构之后,则自由度减少。3)当引入一个低副,自由度减少两个;当引入一个高副,自由度减少一个。F=3n-2PL-Ph平面机构自由度计算:举例1:图a所示:n=2PL=3PH=0F=3n-2PL-PH=0各构件间已无相对运动,只构成一个刚性桁架,因而不能成为机构。图b所示n=3PL=5PH=0F=3n-2PL-PH=-1为超静定桁架,也不能成为机构。0102图c所示n=3PL=4PH=0F=3n-2PL-PH=1若取构件1为原动件,构件1每转过一个角度,构件2和构件3便有一个确定的相对运动,也就是说这个运动链能成为机构。如果同时使构件3也成为原动件,运动链内部的运动关系将发生矛盾,最薄弱的构件将损坏。说明:要使自由度大于零的运动链成为机构,原动件的数目不可多于运动链的自由度数。图(d)所示??=4PL=5PH=0F=3n-2PL-PH=2若同时取构件1和构件4作为原动件,构件2和构件3具有确定的运动,即该运动链能成为机构。如果只取构件1作为原动件,其余三个活动构件2、3、4的运动不能确定,只能作无规则的运动。说明:要使自由度大于零的运动链成为机构,原动件的数目不可少于运动链的自由度数。F≤0,构件间无相对运动,不成为机构。F0,原动件数=F,运动确定原动件数F,运动不确定原动件数F,机构在薄弱处破坏平面机构具有确定运动条件:机构原动件个数应等于机构的自由度数目。机构自由度原动件结论F=3?3-2?4=11F=原动件数目机构有确定运动F=3?3-2?4=12F<原动件数目机构运动不确定机构原动件独立运动由外界给定。如给出原动件数不等于机构自由度,则会对机构运动产生影响。2-3平面机构的自由度F=3?4-2?5=21F>原动件数目机构运动不确定F=3?2-2?3=00F=0机构为桁架结构,不能运动此机构应有一个原动件例1:试计算图示牛头刨床机构的自由度,并确定

其原动件数目。n=6PL=8(5个转动副和3个移动副PH=1F=3×6–2×8-1=1030405060102计算实例2解:n=3,Pl=4,Ph=0F=3n-2Pl-Ph=3×3-2

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