平面机构的结构分析课程指导.pptVIP

第五节 平面机构的组成原理与结构分析 一、杆组分析 二、机构的组成原理 三、高副低代 四、平面机构的结构分析 一、杆组分析 二、机构的组成原理 三、高副低代 四、平面机构的结构分析 * 第二章 平面机构的结构分析 学习目的: 掌握如何用机构运动简图表示机器（或机构)中各构件的相对运 动关系；会计算机构的自由度。 第一节 基本概念 第二节 机构运动简图 第三节 平面机构自由度计算 第四节 机构具有确定运动的条件 第五节 平面机构的组成原理与结构分析 本章总结 第一节 基本概念 一、构件 二、运动副 三、自由度、约束 四、运动副类型 五、运动链 六、机构 可能是由一个零件构成， 但通常是由若干个零件刚性联接而成。 一、构件 构 件 组成机械系统的最小运动单元 零 件 是加工制造的最小单元 ? 注 ：当可以不考虑构件自身变形时，则称为刚性构件。本书在不作特殊说明时所提及的构件，均指刚性构件。 二、运动副 运动副 构件之间的可动联接 运动副元素 两构件上参与接触而构成运动副的部分 对构件施加的约束个数等于其自由度减少的个数。 在平面内作自由运动的两构件间具有3个独立的相对运动；在三维空间作自由运动的两构件间具有6个独立的相对运动。 三、自由度、约束 y x A B 自由度 构件间的独立相对运动 约 束 运动副对构件间相对运动的限制作用 四、运动副类型及其代表符号 移动副 平面高副 球销副 球面副 圆柱副 螺旋副 转 动 副 低副 =1 (螺旋副 =1) 由面接触而构成的运动副 高副 =2 (球面副 =3) 由点、线接触而构成的运动副 五、运动链 运动链:若干个构件通过运动副联接而成的相互间可作相对运动的系统。 闭式运动链简称闭链：运动链的各构件首尾封闭 开式运动链简称开链：未构成首尾封闭的系统 (d) (e) (f) (a)、(b)平面闭链; (c)平面开链；(d)空间闭链；(e)、(f)空间开链 （a） （b） (c) 六、机构 机构 在运动链中，若选定某构件为机架，且各构件具有确定的相对运动，则称该运动链为机构。 平面机构 机构中各构件的运动平面互相平行 空间机构 机构中至少有一构件不在相互平行的平面上运动，或至少有一构件能在三维空间中运动 定义：用运动副代表符号和简单线条来反映机构中各构件之间运动关系的简图。 步骤：①分清机构由主动件至从动件之间的运动路线； ②弄清机构构件数目、各构件间的连接关系和机构的运动尺寸； ③选择一个最能反映机构中各构件之间的运动关系的平面按 比例尺绘制。 第二节 机构运动简图 实例 实 例 第三节 平面机构的自由度计算 一、机构自由度计算公式 计算实例 式中， 为活动构件个数; 为低副个数; 为高副个数。 1. 局部自由度 2. 复合铰链 3. 虚约束 二、计算平面机构的自由度应注意的事项 计算实例 计算如图所示双曲线画规机构和牛头刨床机构 的自由度。 (a)双曲线画规机构 (b) 牛头刨床机构 解 (a) (b) 计算实例 计算实例 1.局部自由度 在某些机构 中，不影响其他 构件运动的自由 度称为局部自由 度。 2.复合铰链 两个以上的构件在同一处以转动副联接，则构成复合铰链。m 个构件在同一处构成转动副(在机构运动简图上显现为1个转动副)，但该处的实际转动副数目为（m-1）个。 对机构运动实际上不起限制作用的约束称为虚约束。 3. 虚约束 (a) AB、CD、EF平行且相等 (b)平行导路多处移动副 (c)同轴多处转动副 (d) AB=BC=BD且A在D、C 轨 迹交点 (e)两构件上两点始终等距 (f)轨迹重合 (g)全同的多个行星轮 (h)等径凸轮的两处高副 (i) 等宽凸轮的两处高副 计算实例 (a) F =3×7-2×9-2＝1 (b) F =3×4-2×4-2＝2 解： 计算图所示机构的自由度 第四节 机构具有确定运动的条件 条件 给定的原动件数＝机构的自由度数目 最简机构——由一个原动件和机架所组成的机构 杆组——去掉原动件，剩余自由度为零的部分杆件系统 基本杆组——自由度为零且不能再分割的杆组 杆组应该满足的条件: 运动副数 构件数 最简机构