機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件第一章平面機(jī)構(gòu)及其自由度.ppt

第一章平面機(jī)構(gòu)及其自由度 第一節(jié)平面機(jī)構(gòu)的組成第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 第一節(jié)平面機(jī)構(gòu)的組成 一 運(yùn)動副及其分類1 運(yùn)動副使兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動的聯(lián)接 2 分類A 低副 凡為面接觸的運(yùn)動副 包括回轉(zhuǎn)副和移動副 第一節(jié)平面機(jī)構(gòu)的組成 回轉(zhuǎn)副 兩構(gòu)件只作相對轉(zhuǎn)動 鉸鏈 分為固定鉸鏈和活動鉸鏈 移動副 只能沿某一方向相對移動 第一節(jié)平面機(jī)構(gòu)的組成 B 高副 凡點(diǎn)接觸或線接觸的運(yùn)動副 第一節(jié)平面機(jī)構(gòu)的組成 C 兩種空間運(yùn)動副 球面副和螺旋副 第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 一 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖是用簡單的線條和符號表示構(gòu)件和運(yùn)動副 并按一定比例定出各運(yùn)動副的位置的簡單圖形 二 目的研究和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)或?qū)C(jī)器作運(yùn)動分析 第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 三 常用符號 第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 四 畫法說明1 選擇合適的比例m mm2 選擇視圖平面 運(yùn)動平面3 運(yùn)動情況搞清傳動路線 構(gòu)件的組成及運(yùn)動副是關(guān)鍵 第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 一 平面運(yùn)動構(gòu)件的自由度對于一個作平面運(yùn)動的獨(dú)立構(gòu)件 具有三個獨(dú)立的運(yùn)動 即x方向 y方向的平動和轉(zhuǎn)動 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 二 運(yùn)動副的約束機(jī)構(gòu)中構(gòu)件被聯(lián)接起來組成運(yùn)動副后 其相互間有接觸 獨(dú)立運(yùn)動受到限制 把對獨(dú)立運(yùn)動的限制稱為約束 平面低副引入兩個約束 具有一個自由度 平面高副引入一個約束 具有兩個自由度 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 三 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算設(shè)某一平面機(jī)構(gòu)由N個構(gòu)件組成 PL個低副和PH個高副 這N個構(gòu)件中有一個構(gòu)件充當(dāng)機(jī)架 此構(gòu)件被看作是固定不動的 其余活動構(gòu)件數(shù)為n N 1 這n個活動構(gòu)件在未同運(yùn)動副聯(lián)接前共具有3n個自由度 在PL個低副和PH個高副聯(lián)接成機(jī)構(gòu)后 便受到2PL PH個約束 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 活動構(gòu)件相對機(jī)架的自由度數(shù) 既為機(jī)構(gòu)的自由度數(shù) 應(yīng)為活動構(gòu)件自由度總數(shù)與運(yùn)動副引入約束總數(shù)之差 即 F 3n 2PL PH 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 機(jī)構(gòu)的自由度也就是機(jī)構(gòu)所具有獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目 通常機(jī)構(gòu)中的每個原動件具有一個獨(dú)立運(yùn)動 因此 機(jī)構(gòu)的自由度也就是機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有原動件的數(shù)目 機(jī)構(gòu)能運(yùn)動的條件F 0 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件 主動件數(shù) F 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 例1 3計(jì)算圖1 8b所示機(jī)構(gòu)的自由度 解在機(jī)構(gòu)中 活動構(gòu)件數(shù)n 3 低副數(shù)PL 4 高副數(shù)PH 0 由公式 F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1該機(jī)構(gòu)只有一個原動件同自由度數(shù)目相同 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 例1 4計(jì)算圖1 9所示機(jī)構(gòu)的自由度 解在機(jī)構(gòu)中 活動構(gòu)件數(shù)n 4 低副數(shù)PL 5 高副數(shù)PH 1 由公式 F 3n 2PL PH 3 4 2 5 1 1 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 四 計(jì)算自由度應(yīng)注意的問題1 復(fù)合鉸鏈兩個以上的構(gòu)件在一處用轉(zhuǎn)動副聯(lián)接即構(gòu)成復(fù)合鉸鏈 由m個構(gòu)件匯成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)包含m 1個轉(zhuǎn)動副 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 例1 5計(jì)算圖1 14所示機(jī)構(gòu)的自由度 解在機(jī)構(gòu)中 活動構(gòu)件數(shù)n 7 低副數(shù)PL 10 高副數(shù)PH 0 由公式 F 3n 2PL PH 3 7 2 10 0 1 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 2 局部自由度如圖1 15a所示凸輪機(jī)構(gòu) 為了減少觸處的磨損 在凸輪和從動件 頂桿 間裝了圓柱形滾子 顯然滾子繞自身軸線的自由轉(zhuǎn)動不會影響其它構(gòu)件的運(yùn)動 這種同整個機(jī)構(gòu)運(yùn)動無關(guān)的自由度稱為局部自由度 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 3 虛約束機(jī)構(gòu)中 重復(fù)而對機(jī)構(gòu)運(yùn)動不起限制作用的約束稱為虛約束 在計(jì)算自由度時應(yīng)除去不計(jì) 虛約束常出現(xiàn)在下列場合 1 兩構(gòu)件間組成多個導(dǎo)路平行的移動副時 2 兩構(gòu)件間組成多個軸線重合的轉(zhuǎn)動副時 3 機(jī)構(gòu)中對傳遞運(yùn)動不起獨(dú)立作用的對稱部分 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 例1 7計(jì)算圖1 17a所示機(jī)構(gòu)的自由度 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度