平面机构的自由度和速度分析ppt课件.ppt

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1、1平面机构的自由度和速度分析平面机构和空间机构的概念：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构为平面机构，否则称为空间机构（或至少有两个构件能在三维空间中相对运动）。§1-1运动副及其分类自由度运动副两个构件直接接触组成并产生某些相对运动的联接。运动副元素作者：潘存云教授两构件构成运动副时直接接触的点、线、面。根据构成运动副的接触情况分类：低副Lowerpair高副Higherpair①平面高副(higherpair)－点、线接触，应力高。②低副(lowerpair)－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。日常生活中，有哪些属于高副、低副的例子？

2、高副：低副车轮、头顶头转动副：移动副：翻盖手机、门、椅子、多媒体讲台盖滑盖手机、搓手、窗、多媒体讲台盖§1-2平面机构运动简图名称符号两运动构件的联接运动构件与固定构件的联接平面副转动副移动副高副常用运动副符号12一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机构＝机架＋原动件＋从动件机架1个原动件1个或几个从动件若干构件分类：固定构件（机架）：用来支承活动构件的构件。原动件（主动件）：运动规律已知的活动构件。从动件：机构中随原动件运动而运动的其余活动构件。绘制机构运动简图绘制机构运动简图思路：先定原动部分和执行部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递

3、路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。顺口溜：先两头，后中间，从头至尾走一遍，数数构件是多少，再看它们怎相联。鳄式破碎机绘制图示偏心泵的运动简图作者：潘存云教授1234§1-3平面机构自由度的计算1.机构自由度计算公式消除1个自由度高副消除2个自由度低副3个自由度回转副移动副高副练习解法机构具有确定运动F=原动件=1计算内燃机内部的曲柄滑块机构的自由度活动构件n=3，低副PL=4，高副PH=0F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=12.运用自由度判别机构运动F﹥原动件F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-0=2机构不具有确定运动F﹤原动件F=3n-2PL-PH=3

4、×3-2×4-0=1机构不具有确定运动F=0F=3n-2PL-PH=3×4-2×6-0=0机构具有确定运动的条件F>0,F=原动件个数3、自由度计算中的特殊问题12345678ABCDEF例题计算图示圆盘锯机构的自由度。解：活动构件数n=7低副数PL=6F=3n－2PL－PH高副数PH=0=3×7－2×6－0=9计算结果肯定不对！构件数不会错，肯定是低副数目搞错了！（1）复合铰链－－两个以上的构件在同一处以转动副相联。计算：m个构件,有m－1转动副。两个低副上例：在B、C、D、E四处应各有2个运动副。例题重新计算图示圆盘锯机构的自由度。解：活动构件数n=7低副数PL=10F=3n－2P

5、L－PH=3×7－2×10－0=1可以证明：F点的轨迹为一直线。圆盘锯机构12345678ABCDEF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=2PH=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=1123123（2）局部自由度计算时去掉滚子和铰链：F=3×2－2×2－1=1定义：构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动的自由度。滚子的作用：滑动摩擦滚动摩擦。123123解：n=4，PL=6，F=3n－2PL－PH=3×4－2×6=0PH=0(3)虚约束(formalconstraint)－－

6、对机构的运动只起重复的约束作用。计算自由度时应去掉虚约束。∵EF＝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。已知：AB＝CD＝EF，计算图示平行四边形机构的自由度。1234ABCDEF重新计算：n=3,PL=4,PH=0F=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：AB＝CD＝EF已知：AB＝CD＝EF，计算图示平行四边形机构的自由度。1234ABCDEF出现虚约束的场合：1.两构件构成多个移动副，且导路平行。2.两构件构成多个转动副，且同轴。3.机构中若用转动副连接的是两构件上运动轨迹重合的点4.机构中若用双转动

7、副杆连接的是两构件上距离恒定的两点。如：椭圆仪(需要证明)如平行四边形机构0，火车轮0EF5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。作者：潘存云教授虚约束的作用：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。例计算大筛机构的自由度F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=212A2(A1)B2(B1)§1-4速度瞬心及其在机构速度分析上的应用机构速度分析的图解法有：速度