第01章平面机构的自由度和运动分析.ppt

1、,第1章 平面机构的自由度和运动分析,运动副 运动副：指两构件直接接触并能产生相对运动的联接。,1-1 运动副及其分类,运动副元素不外乎为点、线、面。,1. 构件的自由度：指一个构件相对另一个构件可能出现的独立运动。一个自由构件在空间具有6个自由度。,2. 约束：指通过运动副联接的两构件之间的某些相对独立运动所受到的限制。 运动副引入的约束数等于两构件相对自由度减少的数目。 运动副引入的约束数：最多为5个。, 构件自由度与运动副约束,1.按运动副相对运动形式分, 运动副分类,转动副,移动副,螺旋副,球面副,3.按运动副接触形式分, 低副: 两构件通过面接触而构成的运动副统称为低副; 高副: 凡

2、两构件系通过点或线接触而构成的运 动副统称为高副;,4.按运动副的运动空间分: 平面运动副:指构成运动副的两构件之间的相对运动为平面运动的运动副; 空间运动副:指构成运动副的两构件之间的相对运动为空间运动。,运动副类型,1-2 平面机构运动简图, 机构运动简图,机构运动简图：指根据机构的运动尺寸, 按一定的比例尺定出各运动副的位置, 并用国标规定的简单线条和符号代表构件和运动副，绘制出表示机构运动关系的简明图形。,为什么要画机构运动简图？,机构的运动：与原动件运动规律、运动副类型、机构运动尺寸有关。,1、运动副的符号,转动副：,移动副：, 常用运动副和构件的表示方法,齿轮副：,凸轮副：,2、构

3、件（杆）：,3、机构运动简图的绘制,1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；,2）确定所有运动副的类型和数目；,3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；,4）确定比例尺；,5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）,例题一：绘制图示颚式破碎机的机构运动简图,分析：该机构有6个构件和7个转动副。,6, 画机构运动简图的方法,例题、图示为一冲床。绕固定中心A转动的菱形盘1为原动件，与滑块2在B点铰接，滑块2推动拨叉3绕固定轴C转动，拨叉3与圆盘4为同一构件，当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图。, 画机构运动简图的方法,分析：,绘制简图：,

4、1-3 平面机构的自由度,二、机构具有确定运动的条件,（原动件数F，机构破坏） 原动件数=机构自由度,机构的自由度：机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。,一、计算机构自由度（设n个活动构件，PL个低副，PH个高副）,铰链五杆机构：,原动件数机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）,构件间没有相对运动 机构刚性桁架,（多一个约束）超静定桁架,F0，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，机构破坏,三、计算F时注意问题,（1）复合铰链,（2）局部自由度 （与输出件运动无关的自由度称局部自由度）,凸轮机构,（3）虚约束： 在特殊的几

5、何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。,平面机构的虚约束常出现于下列情况：,（1）不同构件上两点间的距离保持恒定,（2）两构件构成多个移动副且导路互相平行,（3）两构件构成多个转动副且轴线互相重合,（4）在输入件与输出件之间用多组完全相同的运动链来传递运动,两点距离不变,对称部分,轨迹重合,例题 大筛机构,摇筛机构,计算自由度,1-4 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用,二、机构中瞬心的数目：,k构件数 目,一、速度瞬心：两构件上相对速度为零的重合点： 瞬时绝对速度相同的重合点。,相对速度瞬心：两构件都是运动的 绝对速度瞬心：两构件之一是静止的 i,j Pij,三心定理：作平面运动的三个构件共有3个瞬心，它们位于同一直线上。,例：找出下面机构所有的速度瞬心,三、瞬心位置的确定,1、若已知两构件的相对运动，用定义确定,2、形成运动副的两构件（用定义）