机械设计机构运动简图 文档资料.ppt

高副 1 个约束 2 个自由度 第三章 平面机构的结构分析 § 3-3 平面机构的自由度 一、机构具有确定运动的条件 因为一个原动件只能提供一个独立运动参数，所以， 机构的自由度数等于机构的原动件数，既机构有多少 个自由度，就应该给机构多少个原动件。 自由度 = 原动件数 二、计算机构自由度 （设 n 个活动构件， P L 个低副， P H 个高副） F=3n-2P L -P H 1 2 3 4 6 5 4 5 A B C D n=5 p L =6 p h =2 F=3n-(2p L +p h ) =1 AABCDE E 原动件数 = 机构自由度 四杆机构的自由度计算 n=3 p L =4 p h =0 F=3n-(2p L +p h ) =1 原动件数 = 机构自由度 例 二杆机构的自由度计算 n=1 p L =1 p h =0 F=3n-(2p L +p h ) =1 三杆自由度计算 n=2 p L =3 p h =0 F=3n-(2p L +p h ) =0 原动件数 = 机构自由度 （ F=0 ，不是机构 是刚性桁架 ） 凸轮机构自由度计算 n=2 p L =2 p h =1 F=3n-(2p L +p h )=1 四杆机构的自由度计算 n=3 p L =4 p h =0 F=3n-(2p L +p h ) =1 原动件数 = 机构自由度 原动件数 机构自由度数，机构 运动不确定（任意乱动） 铰链五杆机构 n=4 p L =5 p h =0 F=3n-(2p L +p h )=2 五杆机构 2 个原动件 小结： 运动链的自由度 F 与原动件数目的关系： 自由度F≤0 结构（不是机构） 自由度 F ＞ 0 时， F ＜原动件数目 ( 运动不相容，破坏了机构 ) F= 原动件数目（运动确定 ) F ＞原动件数目（运动不确定 ) ? 机构具有确定运动的条件是 ：机构的自由度数等于机 构的原动件数，既机构有多少个自由度，就应该给机 构多少个原动件。 三、计算机构自由度时应注意的问题 三、计算机构自由度时应注意的问题 1 ．复合铰链 三个或三个以上构件在同一处构成共轴 线转动副的铰链，我们称为 复合铰链。 若有 m 个构件组成复合铰链，则 复合铰链处的转动副数应为（ m-1 ）个。 2 个低副 三、计算机构自由度时应注意的问题 2 ．局部自由度 机构中某些构件具有局部的、不影响其它构件运动的 自由度，同时与输出运动无关的自由度我们称为 局部自 由度 。 滚子作用：滑动摩擦 滚动摩擦 三、计算机构自由度时应注意的问题 左图： n=2 ， P L =2 ， P h ＝ 1 ， F=3x2-2x2-1=1 如右图凸轮机构认为： n=3 ， P L =3 ， P h ＝ 1 ， F=3x3-2x3-1=2 ，是错误的。 2 ．局部自由度 对于含有局部自由度的机构在计算自由度时，不考虑 局部自由度。 局部自由度， “焊死”处 三、计算机构自由度时应注意的问题 （ 3 ）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。 平行四边形机构 在计算机构自由度时应将虚约束去除。 平行四边形机构 3 、虚约束： 虚约束经常出现在以下几种情况中： （ 1 ）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合， 虚约束消除平行四边形运动不确定性 3 、虚约束： 虚约束经常出现在以下几种情况中： （ 1 ）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合， （ 2 ）两构件某两点间的距离始终不变，将此两点 用构件和运动副连接会带进虚约束。 n=3 p L =4 p h =0 F=3n-(2p l +p h )=1 第三章 平面机构的结构分析 主要内容： 1 、平面机构的运动简图 2 、平面机构的自由度计算 3.1 节大江一句话说：不论是设计机器还是维修机器， 我们都要将具体的机械抽象成简单的物理（运动学）模 型