013机构组成.pptVIP

本章节重点和要求 掌握自由度计算注意事项 掌握平面机构高副低代 掌握机构组成原理 作业布置 P27 2-23 2-24 虚拟约束：多个方向一致的移动副 或为多个轴线重合的转动副 如火车轮约束 为了传递较大功率，保持机构受力平衡，在机构中增加对称部分 * 机械原理 温州大学机电工程学院 1-* Theory of Machines and Mechanisms 机 械 原 理 第一章 机构的组成和结构 第一章 机构组成和结构 §1.3 运动链成为机构的条件 计算自由度时应注意的问题 复合铰链 两个以上构件(包括固定构件)在同一处以转动副相连接，所构成的运动副称为复合铰链 两个低副 m m-1 解决问题的方法：若有m个构件在同一处组成复合铰链，则其构成的转动副数目应为（m-1）个。 复合铰链常出现在下列情况： 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 B C D E 1 2 3 4 5 6 7 8 A F = 3×7–2×10 = 1 n =7 PL = 10 局部自由度 1 2 3 ——与输出件运动无关的自由度称局部自由度 计算机构自由度时，假想滚子和安装滚子的构件固接为一个整体，成为一个构件，或在计算结果中去除局部自由度 解决问题的方法： 只影响自身局部运动而不影响其它构件运动的自由度，在计算机构的自由度时，局部自由度应该除去不计 计算时去掉滚子和铰链： 计算时减去局部自由度F?(=1) 1 2 局部自由度经常发生的场合： 滑动摩擦变为滚动摩擦时添加的滚子；轴承中的滚珠等。 虚约束 ——在特殊的几何条件下，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 计算机构自由度时，不考虑虚约束的作用 解决问题的方法： 平面机构的虚约束常出现于下列情况 两构件之间构成多个运动副时 F = 3×2 - 2×3 -1 = -1 两个构件之间只形成一个运动副 F = 3×2 - 2×2 -1 = 1 两构件上某两点间的距离在运动过程中始终保持不变时 AB CD AF DE 点E、F距离在运动过程中始终不变 F = 3×3 - 2×4 = 1 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合时 机构中对运动不起作用的对称部分 虚约束问题小结 引入虚约束的目的： 注意：构成虚约束具有确定的几何条件，若制造误差太大，“虚”?“实”，机构卡死。 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：计算自由度 （先看有无注意事项，复合铰链……，再看有几个构件） 复合铰链：C 局部自由度：F 虚约束：E? C D A B G F o E §1.4 机构的组成原理和结构分析 平面机构的高副低代 根据一定的条件对平面机构中的高副虚拟地用低副来替代，这种以低副代替高副的方法称为高副低代 条件一：代替前后机构的自由度不变 F = 3×1 - 2×2 = -1 一个高副引入一个约束 一个构件两个低副也引入一个约束 条件二：代替前后机构的瞬时速度和加速度不变 两个高副元素均为圆弧 AO1、BO、OO1均保持不变 机构的组成原理 基本杆组及级别 机构 = 机架 + 原动件 + 从动件 F=0 数目=F F=0 基本杆组（阿苏尔组）： 不可再拆、自由度为零的构件组。 构件 + 运动副 ? 运动链 例： 1 4 2 3 5 6 2 3 5 6 ? 1 1 2 3 ? ? F=1 F=0 F=0 5 6 根据F=3n-2PL-PH，只考虑低副，有： 则： 因为n与PL必为整数，则它们的组合为： ?n=2、PL=3，二杆三副-------Ⅱ级杆组 ?n=4、PL=6，四杆六副，且有一个三副构件-----Ⅲ级杆组 ?n=4、 PL=6，四杆六副，有一个封闭的四边形-----Ⅳ级杆组 机构的组成原理 机构是由若干个基本杆组依次联于原动件和机架上而构成的 机架和原动件 Ⅱ级杆组 四杆机构 Ⅲ 级杆组 四杆机构 八杆机构 八杆机构 机构的组成： 在机架和原动件上每增加一个基本杆组，并不改变原来的自由度，每次增加都可以获得一个新机构 设计新机构时，在满足相同工作要求的前提下，机构的结构越简单越好，杆组级别越低越好，运动副数目越少越好 平面机构的结构分析 结构分析：根据组成原理，将机构分解成原动件、机架和基本杆组。 分解的方法：从远离原动件的构件开始，先试拆Ⅱ级组，若不成，再拆Ⅲ级组。 分解的原则：每拆下一个杆组后，留下的部分仍应是一个与原机构自由度相同的机构，直至全部杆组拆出只剩下原动件和机架为止。 机构的级：机构中所含杆组的最高级别。 例1、颚式破碎机 O 1 A D E 2 3