《机械约束条》PPT课件

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1、第一章机构的组成及具有确定运动的条件§1-1机构的组成及运动简图一　机构的组成：机构的组成要素是构件和运动副。(一)构件构件：机构中的运动单元体。构件和零件区别:构件和零件的本质区别在于：构件是运动单元体，而零件是制造单元体。构件1、机架：机构中固接于定参考系的构件。3、原动件：运动规律已知的活动构件。2、活动构件：机构中可相对于机架运动的构件。4、主动件：作用有驱动或驱动力矩的活动构件称为主动件。6、输出件：输出运动或动力的从动件称为输出件。5、从动件：除主动件以外，随着主动件的运动而运动的其余活动构件。运动副运动副：机构中两构件直接接触的可动联接。

2、(二)运动副分类3)凸轮副：凸轮轮廓与从动件的接触联接4）齿轮副：两构件以(齿轮)轮齿的接触联接2)移动副：两构件组成的只能相对直线移动的运动副。1、根据相对运动的性质，常用运动副有：1)转动副：两构件组成的只能作相对转动的运动副。2根据运动副的接触形式，运动副归为两类：运动副接触形式：两构件组成运动副时，构件上可能参与接触的几何形状（点、线、面）称为运动副接触形式。2）高副：点或线接触的运动副。如齿轮副、凸轮副。1）低副：面接触的运动副。如转动副、移动副。3根据组成运动副的两构件间作平面运动还是作空间运动，运动副分为：2）空间运动副：组成运动副两构件

3、间作相对空间运动。如圆柱副，球面副。1）平面运动副：组成运动副两构件间作相对平面运动，如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。ABCD1234ABCDEFG123456(三）运动链：1.闭式运动链：运动链中的每个构件上至少有两个或两个以上运动副元素，且各构件用运动副连接起来组成闭环系统。用运动副联接而成的相对可动的构件系统。2开式运动链：ABC1234运动链中的各构件没有构成首尾封闭的构件系统。(四)机构：机构是用来传递运动和力，且有一个构件为机架的，用运动副联接而成的构件系统。1机构的分类平面机构：所有构件都是在同一平面或相互平行的平面内运动。空间机构：至

4、少有一个构件的运动不在其余构件的运动平面，及与之平行的平面内．构件和运动副是组成机构的两大元素。二机构运动简图机构运动简图是用规定的运动副符号及代表构件的线条来表示机构的运动特性，并根据运动学尺寸，按一定的比例画成的简单图形。§1-2机构可动的运动学条件DCBA1234机构可动的运动学条件是:2）机构具有确定运动的条件是：１）机构可能运动的条件是：机构自由度数F≥1。输入的独立运动数目等于机构自由度数F.一、机构自由度的一般公式机构自由度是指机构中各活动构件相对于机架的可能独立运动数目，即决定构件位置的独立参变量。机构自由度的计算公式为或写作n为机构的

5、活动构件数，p1、p2、p3、p4、p5分别为含有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级副的个数。二、公共约束与平面机构自由度在有些机构中，由于运动副的特性及其特殊配置，而使机构中的所有活动构件共同失去了某些自由度，即给机构中的所有运动构件施加了某些共同的约束，称之为公共约束。平面机构各构件均有3个公共约束，因此，一般平面机构的自由度计算公式为：ABCD1234图二：每个活动构件均有4个相同的约束，其自由度计算公式应为图一平面机构图二一般，若机构具有m个公共约束，则其自由度计算公式应为：BAC123计算机构的自由度n=2,P5=3F=3×2–2×3=0(桁架)n=3,P

6、5=5F=3×3–2×5=-1(超静定桁架)1231234计算机构的自由度n=3,P5=4F=3×3–2×4=1n=4,P5=5F=3×4–2×5=2计算机构的自由度n=5P5=6F=3×5–2×6=3213456n=5P5=7F=3×5–2×7=1四、计算机构自由度时应注意的几种情况1)正确确定运动副的数目由三个或三个以上构件组成的轴线重合的转动副称为复合铰链。321由m个构件组成的复合铰链应含有(m-1)个转动副。n=7P5=10F=3×7–2×10=1BCDE12345678An=7P5=10F=3×7–2×10=1二)局部自由度（多余自由度）1

7、、局部自由度：机构中个别构件不影响其它构件运动，即对整个机构运动无关的自由度。ABC321ABC3212、处理办法：在计算自由度时，拿掉这个局部自由度，即可将滚子与装滚子的构件固接在一起。3）虚约束1、虚约束：在机构中与其他运动副作用重复，而对构件间的相对运动不起独立限制作用的约束。2、处理办法：将具有虚约束运动副的构件连同它所带入的与机构运动无关的运动副一并不计。拿掉一个F=-1的自由度，即去掉一个约束。常见的虚约束1)机构中某两构件用转动副相联的联结点，在未组成运动副之前，其各自的轨迹已重合为一，则此联结带入的约束为虚约束。2）两构件组成的若干个导

8、路中心线互相平行或重合的移动副。x1x2ABC1234x1x23）两构件组成若干个轴线互相重合