第二章_平面机构及自由度计算(补充).ppt

* 第二章平面机构及自由度计算 一个构件系统是否具有确定的相对运动。 满足什么条件才能具有确定的相对运动。 各构件间具有什么样的相对运动才能完成预期的工作要求。 §１ 运动副及其自由度 自由度： Ｏ y x S 平面运动的构件具有三个自由度。 运动副： 构件间的可动联接。 构件独立运动的可能性。 约 束： 对独立运动的限制。 运动副的类型： 1. 低副：面接触构成的运动副 转动副：只允许相对转动。 移动副：只允许相对移动。 2. 高副：点线接触的运动副。 3. 其它运动副属高副机构。 * 运动副 １ ２ 转动副 １ ２ 移动副 高 副 引进２个约束 t t n n 1 2 n n t t 1 2 引入１个约束 低 副 * §２ 平面机构运动简图 平面机构运动简图 与机构运动有关的因素： 构件数； 运动副数； 运动副类型； 运动尺寸。 机构运动简图：简单线条＋规定符号＋比例尺 １ ２ １ ２ １ ２ １ ２ １ ２ １ ２ １ ２ １ ２ １ ２ 1 2 1 2 转动副 移动副 平面高副 运动副的表示法 * 平面机构运动简图 构件表示方法：不考虑构件的具体形状，只表明运动副数及构件尺寸。 运动尺寸：属于同一构件的运动副之间的距离。 常用机构、传动的表示方法参见GB4460-84之常用机构运动简图符号。 两副构件 三副构件 * 平面机构运动简图 机构运动简图绘制练习。见动画演示（1）对心曲柄滑快机构； （2）导杆机构；（3）缝纫机踏板机构；（4）机械手爪； （5）手动冲床。 * §３ 平面机构的自由度 平面机构的自由度 一个构件系统是否具有确定的相对运动。 满足什么条件才能具有确定的相对运动。 一、平面机构自由度计算 平面运动构件具有三个自由度； 构件用运动副与其它构件用运动副相联接，引入约束； 低副引入2个约束，高副引入1个约束。 一机构由n个可动构件和机架，用PL个低副和PH个高组成， 其有几种运动可能。 联接前总自由度：3n 联接引入的总约束数：2PL + PH 机构的自由度计算公式：F = 3n -2PL - PH 局部 自由度 * 平面机构的自由度 例题： A B C D A B C A B C D F=3n - 2PL - PH = 3×3 - 2 ×4 = 1 F=3n-2PL - PH = 3×3 - 2 ×3 - 1 = 2 ? * 二、计算平面机构自由度的注意事项 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F 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= 6 F=3n － 2PL － PH 高副数PH=0 =3×7 －2×6 －0 =9 计算结果肯定不对！ 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。 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= 10 F=3n － 2PL － PH =3×7 －2×10－0 =1 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F 圆盘锯机构 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 =2 PH=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=1 1 2 3 1 2 3 2.局部自由度 F=3n － 2PL － PH －FP =3×3 －2×3 －1 －1 =1 本例中局部自由度 FP=1 或计算时去掉滚子和铰链： F=3×2 －2×2 －1 =1 定义：构件局部运动所产生的自由度。 出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp。 滚子的作用：滑动摩擦?滚动摩擦。 1 2 3 1 2 3 解：n= 4， PL= 6， F=3n － 2PL － PH =3×4 －2×6 =0 PH=0 3.虚约束 对机构的运动实际不起作用的约束。 计算自由度时应去掉虚约束。 ∵ FE＝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。 1 2 3 4 A B C D E F 重新计算：n=3, PL=4, PH=0 F