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第2章 機器的組成及機構(gòu)運動要素, 2.1 機器的組成及其設(shè)計方法 2.2 機構(gòu)、構(gòu)件及運動副 2.3 平面機構(gòu)運動簡圖 2.4 平面機構(gòu)自由度的計算,活塞泵的機構(gòu)運動簡圖,曲柄、連桿、齒扇、 齒條活塞、機架。 曲柄為原動件, 其余為從動件, 當曲柄勻速轉(zhuǎn)動時, 活塞在汽缸中往復移動。,F=3n-2pL-ph=3x4-2x5-1=1,3、顎式破碎機,顎式破碎機簡圖分析,F=3n-2pl-ph=3x3-2x4=1,2.4 平面機構(gòu)自由度的計算,一、機構(gòu)具有確定運動的條件 二、計算機構(gòu)自由度 三、計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題 1復合鉸鏈 2局部自由度 3、虛約束,一、機構(gòu)具有確定運動的條件 因為一個原動件只能提供一個獨立運動參數(shù),所以, 機構(gòu)的自由度數(shù)等于機構(gòu)的原動件數(shù),既機構(gòu)有多少個自由度,就應(yīng)該給機構(gòu)多少個原動件。 自由度=原動件數(shù),二、計算機構(gòu)自由度 (設(shè)n個活動構(gòu)件,PL個低副,PH個高副) F=3n-2PL-PH,2.4 平面機構(gòu)自由度的計算,(移動導桿機構(gòu)),3.5,F=3n-2pl-ph=3x3-2x4=1,四桿機構(gòu)的自由度計算,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,原動件數(shù)=機構(gòu)自由度,舉例 2 內(nèi)燃機,F=3n2PL-PH=3X5-2X6-1X2=1,例 二桿機構(gòu)的自由度計算,n=1 pL=1 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,三桿自由度計算,n=2 pL=3 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =0,原動件數(shù)=機構(gòu)自由度,(F=0,不是機構(gòu) 是剛性桁架 ),凸輪機構(gòu)自由度計算,n=2 pL=2 ph=1 F=3n-(2pL+ph)=1,四桿機構(gòu)的自由度計算,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,原動件數(shù)=機構(gòu)自由度,原動件數(shù)機構(gòu)自由度數(shù),機構(gòu)運動不確定(任意亂動),鉸鏈五桿機構(gòu),n=4 pL=5 ph=0 F=3n-(2pL+ph)=2,五桿機構(gòu)2個原動件,小結(jié): 運動鏈的自由度F 與原動件數(shù)目的關(guān)系: 自由度F0 結(jié)構(gòu)(不是機構(gòu)) 自由度F0 時,F(xiàn)原動件數(shù)目(運動不相容,破壞了機構(gòu)) F=原動件數(shù)目(運動確定) F原動件數(shù)目(運動不確定),機構(gòu)具有確定運動的條件是:機構(gòu)的自由度數(shù)等于機構(gòu)的原動件數(shù),既機構(gòu)有多少個自由度,就應(yīng)該給機構(gòu)多少個原動件。,三、計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題,1復合鉸鏈,三個或三個以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成共軸線轉(zhuǎn)動副的鉸鏈,我們稱為復合鉸鏈。,若有m個構(gòu)件組成復合鉸鏈,則 復合鉸鏈處的轉(zhuǎn)動副數(shù)應(yīng)為(m-1)個。,2個低副,三、計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題,2局部自由度,機構(gòu)中某些構(gòu)件具有局部的、不影響其它構(gòu)件運動的自由度,同時與輸出運動無關(guān)的自由度我們稱為局部自由度。,滾子作用:滑動摩擦 滾動摩擦,三、計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題,左圖:n=2,PL=2,Ph1, F=3x2-2x2-1=1 如右圖凸輪機構(gòu)認為: n=3,PL=3,Ph1, F=3x3-2x3-1=2,是錯誤的。,2局部自由度,對于含有局部自由度的機構(gòu)在計算自由度時,不考慮局部自由度。,局部自由度, “焊死”處理,三、計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題,(3)虛約束:,在特殊的幾何條件下,有些約束所起的限制作用是重復的,這種不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。,平行四邊形機構(gòu),在計算機構(gòu)自由度時應(yīng)將虛約束去除。,(3)虛約束:,平行四邊形機構(gòu),3、虛約束:,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中:,(1)兩連接構(gòu)件在連接點上的運動軌跡相重合,,虛約束消除平行四邊形運動不確定性,3、虛約束:,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中:,(1)兩連接構(gòu)件在連接點上的運動軌跡相重合,,(2)兩構(gòu)件某兩點間的距離始終不變,將此兩點用構(gòu)件和運動副連接會帶進虛約束。,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pl+ph)=1,3、虛約束:,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中:,(1)兩連接構(gòu)件在連接點上的運動軌跡相重合,,(2)兩構(gòu)件某兩點間的距離始終不變,將此兩點用構(gòu)件和運動副連接會帶進虛約束。,(3)兩構(gòu)件組成多個移動方向一致的運動副,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中:,(1)兩連接構(gòu)件在連接點上的運動軌跡相重合,,(2)兩構(gòu)件某兩點間的距離始終不變,將此兩點用構(gòu)件和運動副連接會帶進虛約束。,(3)兩構(gòu)件組成多個移動方向一致的運動副 或兩構(gòu)件組成多個軸線重合的移動副,(4)與運動無關(guān)的對稱部分,如多個行星輪,虛約束改善受力,1、雷達旋轉(zhuǎn)裝置,2、和面機,F=3n-2pl-ph =3x3-2x4=1,F=3n-2pl-ph =3x3-2x4=1,舉例 6,F=3n-2pl-ph =3x5-2x7=1,F=3n-2pl-ph =3x4-2x5-
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