最新-1平面机构自由度和速度分析-PPT文档资料

1.3 平面机构的自由度（2）
• 公式表明，机构自由度取决于活动构件数目 以及运动副的类型和数目。
例2.2 试计算如图所示颚式破碎机主体机构的 自由度。
解：F＝ 3n－ 2 pl － ph ＝3×5－2×7－0＝1
图2.27 构件的相对运动
颚氏破碎机
1.3 平面机构的自由度（3）
2. 机构具有确定运动的条件 F<原动件数目 • 铰链四杆机构F＝ 3n－ 2 pl － ph ＝3×3
虚约束－轨迹重合
图2－22
1.3 平面机构的自由度（9）
2） 如果在机构运动过程中，两构件上两 点之间的距离始终不变，那么若将此两 点以双转动副构件相联，则引入的约束 为虚约束。
3） 对传递运动不起独立作用的对称部分 为虚约束。
图2－附2
图2.34 虚约束示例
图 虚约束－多处接触、配合
图 虚约束－高副1
2. 运动副、构件和常用机构的表示方法 见表2.11。
表 常用运动副
表 构件表示法
表2.11 运动简图中的常用符号
Hale Waihona Puke 1.2 机构运动简图（2）
3. 运动简图的绘制方法 1）找出原动件和执行构件，确定构件数目。 2）正确选择视图平面。 3）选择适当的比例尺。
l＝实际长度/图示长度 （m/mm） 4）确定运动副的性质、数目及位置。用构件、运
（引入两个约束） ——回转副、转动副或铰链(Revolute Joint)：组成运动
副的两构件只能在某一平面内相对转动。 ——移动副(Sliding Joint)：组成运动副的两构件只能沿
某一轴线相对移动。 高副(Higher Pairs)：两构件通过点、线接触构成的运动
副（引入一个约束）。
几种运动副
动副和常用机构的代表符号画简图。 5）给构件标注序号（1，2，3……），运动副标注
位置（A,B,C……）,原动件标注运动方向。
1.2 机构运动简图（3）
例2.1 图2－8 a)所示为一颚式破碎机，试 绘制其机构运动简图。
例2.2 试绘制如图1－1所示内燃机的机构 运动简图。
图 颚式破碎机
颚氏破碎机
图2.32 局部自由度
1.3 平面机构的自由度（8）
3. 虚约束：指对机构的运动起重复限制作用的 约束。在计算自由度时应除去不计。
虚约束常发生的场合： 1） 两构件相联接，当联接处拆开后，两构件
上联接点的轨迹重合，则该联接引入的约 束为虚约束。 • 推论：如果在两个构件之间联以若干个长 度相等、互相平行的构件，构成K个平行四 边形，则存在（K－1）个虚约束。
F>0, 且F＝原动件数目。
图2.29 F＝0的构件组合
图2.30 复合铰链
1.3 平面机构的自由度（6）
3. 计算平面机构自由度时应注意的事项 1） 复合铰链：两个以上构件同时在一处以转
动副相联，就构成了复合铰链。 若m个构件组成复合铰链，则有（m－1） 个转动副。 例2－7 计算如图2－15所示直线机构的自由度。 解：F＝ 3n－ （2 pl ＋ ph ）＝3×7－（2×10 ＋0）＝1
图－空间低副
图－低副和高副
1.2 机构运动简图（1）
二、机构运动简图(Mechanism Schematic)
1. 机构运动简图的概念 用简单的线条和符号代表构件和运动副， 并按一定的比例定出各运动副之间的相对 位置，这种用来说明机构中各构件相对运 动关系的简化图形称为机构运动简图。 机构示意图：不严格按照比例要求绘制的 机构简图。
图2.31 摇杆机构
图 复合铰链 例题
1.3 平面机构的自由度（7）
2） 局部自由度：指不影响其他构件运动 的局部运动。如图2－20所示的滚子推杆 凸轮机构中，滚子绕自身转动不影响其 他构件的运动，因此是局部自由度。在 计算自由度时应减去。
试计算图示凸轮机构的自由度。 F＝3×2－2×2－1＝1
图 虚约束－高副2
1.3 平面机构的自由度（10）
4） 如果两构件在多处接触构成移动副，且在 各接触处两构件的相对移动方向一致；或 两构件在多处配合构成转动副，且各配合 处两构件的相对转动轴线重合，则只有一 处起作用，其余都是虚约束。
－2×4－0＝1 • 若给构件1一个独立的运动参数1(t)，则
其余构件的运动便完全确定了；若再给 构件4一个独立的运动参数4(t)，此时构 件2将会被破坏。
1.3 平面机构的自由度（4）
机构自由度和原动件定义 机构自由度：为确定机构的运动所必须给定
的独立运动参数的数目（或为确定机构 位置所必须给定的独立广义坐标数）。 原动件：是按照给定的已知运动规律独立运 动的构件，故原动件的数目取决于机构 的自由度，因此机构具有确定运动的条 件是原动件的数目应等于机构的自由度 。
图 内燃机
1.3 平面机构的自由度（1）
1. 平面机构自由度的计算公式 一个作平面运动的自由构件具有3个自由度； 一个平面低副（转动副和移动副）引入2个 约束，一个平面高副引入1个约束。 设一平面机构有n个活动构件，在未用运动 副联结之前，机构共有3n个自由度。构成运 动副之后，设有pl个低副和ph个高副，则引 入（2 pl ＋ ph ）个约束，故机构的自由度为 F＝ 3n－ 2 pl － ph
四杆、五杆机构
1.3 平面机构的自由度（5）
F>原动件数目 • 铰链五杆机构 F＝ 3n－ 2 pl － ph ＝3×4－2×5－0＝2 • 若 其给余构构件件12一，个3，独4立的的运运动动并参不数确定1(；t)，若此再时给，
构 件件的运4一动个便独完立全的确运定动了参。数F＝4(0t)，则其余构 • F是＝机3构n－是2珩pl架－。ph ＝3×4－2×6－0＝0，不 • 因此机构具有确定运动的条件是：
第1章 平面机构的自由度和速度分析
1.1 运动副及其分类 1.2 平面机构运动简图 1.3 平面机构的自由度 1.4 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用
1.1 运动副及其分类 （1）
平面机构：所有构件都在互相平行的平面内运动的机构。 空间机构：除了平面机构以外的机构。 一、运动副(Kinematic Pair or Joint)： 两个构件直接接触并能产生一定相对运动的可动连接。 二、运动副分类： 低副(Lower Pairs)：两构件通过面接触构成的运动副