德州學院機電工程系

1、德州學院機電工程系2022-3-1912022-3-191德州學院機電工程系2022-3-1922022-3-192德州學院機電工程系2022-3-1932022-3-193 德州學院機電工程系2022-3-1942022-3-194德州學院機電工程系2022-3-1952022-3-195德州學院機電工程系2022-3-1962022-3-196機構結構分析的內(nèi)容及目的機構結構分析的內(nèi)容及目的1.研究機構的組成及其具有確定運動的條件目的是研究機構的組成及其具有確定運動的條件目的是2.按結構特點對機構進行分類按結構特點對機構進行分類 不同的機構都有各自的特點，把各種機構按結構不同的機構都有各自

2、的特點，把各種機構按結構加以分類，其目的是按其分類加以分類，其目的是按其分類建立運動分析和動力建立運動分析和動力分析的一般方法分析的一般方法。弄清機構包含哪幾個部分弄清機構包含哪幾個部分;各部分如何相聯(lián)？各部分如何相聯(lián)？ 以及怎樣的結構才能保證具有確定的相對運動？以及怎樣的結構才能保證具有確定的相對運動？德州學院機電工程系2022-3-1972022-3-197 德州學院機電工程系2022-3-1982022-3-1981.1 平面機構的自由度平面機構的自由度德州學院機電工程系2022-3-1992022-3-199德州學院機電工程系2022-3-19102022-3-1910德州學院機電工程

3、系2022-3-19112022-3-1911德州學院機電工程系2022-3-19122022-3-1912德州學院機電工程系2022-3-19132022-3-1913德州學院機電工程系2022-3-19142022-3-1914德州學院機電工程系2022-3-19152022-3-1915德州學院機電工程系2022-3-19162022-3-1916德州學院機電工程系2022-3-19172022-3-1917常見運動副符號的表示常見運動副符號的表示: 國標國標GB446084德州學院機電工程系2022-3-19182022-3-1918德州學院機電工程系2022-3-19192022-3

4、-1919德州學院機電工程系2022-3-19202022-3-1920德州學院機電工程系2022-3-19212022-3-1921德州學院機電工程系2022-3-19222022-3-1922德州學院機電工程系2022-3-19232022-3-1923德州學院機電工程系2022-3-19242022-3-1924鱷式破碎機鱷式破碎機德州學院機電工程系2022-3-19252022-3-1925作者：潘存云教授1234繪制圖示偏心泵的運動簡圖繪制圖示偏心泵的運動簡圖偏心泵偏心泵德州學院機電工程系2022-3-19262022-3-19264 4S3123S31 112341 1德州學院機電

5、工程系2022-3-19272022-3-1927德州學院機電工程系2022-3-19282022-3-1928德州學院機電工程系2022-3-19292022-3-1929德州學院機電工程系2022-3-19302022-3-1930 一一.機構具有確定運動的條件機構具有確定運動的條件 德州學院機電工程系2022-3-19312022-3-1931F=32-23=0桁架結構F= 3n- （2 pl + ph ）德州學院機電工程系2022-3-19322022-3-193213123德州學院機電工程系2022-3-19332022-3-193331123德州學院機電工程系2022-3-1934

6、2022-3-193413123德州學院機電工程系2022-3-19352022-3-19353F= 3n- （2 pl + ph ）F=33-(2 4+0)=11312給一個主動件，機構有確定運動。德州學院機電工程系2022-3-19362022-3-1936114234德州學院機電工程系2022-3-19372022-3-1937114234德州學院機電工程系2022-3-19382022-3-1938114234德州學院機電工程系2022-3-19392022-3-193911F=34-25=24234F= 3n- （2 pl + ph ）給兩個主動件，機構有確定運動。德州學院機電工程系

7、2022-3-19402022-3-1940F=0F=1德州學院機電工程系2022-3-19412022-3-1941F=0F=2F=1德州學院機電工程系2022-3-19422022-3-1942F=0F=2F=1機構具有確定運動的條件：1.F0；2.機構的主動件數(shù)=F。德州學院機電工程系2022-3-19432022-3-1943德州學院機電工程系2022-3-19442022-3-1944例題例題計算五桿鉸鏈機構的自由度計算五桿鉸鏈機構的自由度解：活動構件數(shù)解：活動構件數(shù)n= 4低副數(shù)低副數(shù)PL=5F=3n 2PL PH =34 25 =2 高副數(shù)高副數(shù)PH=012341 1德州學院機電

8、工程系2022-3-19452022-3-1945例題例題計算圖示凸輪機構的自由度。計算圖示凸輪機構的自由度。解：活動構件數(shù)解：活動構件數(shù)n= 2低副數(shù)低副數(shù)PL=2F=3n 2PL PH =32 221 =1高副數(shù)高副數(shù)PH=1123德州學院機電工程系2022-3-19462022-3-19461.復合鉸鏈復合鉸鏈 兩個以上的構件在同一處以轉動兩個以上的構件在同一處以轉動副相聯(lián)。副相聯(lián)。計算：計算：m個構件個構件, 有有m1轉動副。轉動副。兩個低副兩個低副德州學院機電工程系2022-3-19472022-3-194712345678ABCDEF例題例題計算圖示圓盤鋸機構的自由度。計算圖示圓盤

9、鋸機構的自由度。解：活動構件數(shù)解：活動構件數(shù)n=7低副數(shù)低副數(shù)PL=6F=3n 2PL PH 高副數(shù)高副數(shù)PH=37 26 0=9計算結果肯定不對！計算結果肯定不對！構件數(shù)不會錯，肯定是低副數(shù)目搞錯了！0德州學院機電工程系2022-3-19482022-3-1948上例：在上例：在B、C、D、E四處應各有四處應各有 2 個運動副。個運動副。例題例題重新計算圖示圓盤鋸機構的自由度。重新計算圖示圓盤鋸機構的自由度。解：活動構件數(shù)解：活動構件數(shù)n=低副數(shù)低副數(shù)PL=10F=3n 2PL PH =37 2100 =1可以證明：可以證明：F點的軌跡為一直線。點的軌跡為一直線。12345678ABCDEF

10、圓盤鋸機構圓盤鋸機構7德州學院機電工程系2022-3-19492022-3-19492.局部自由度局部自由度F=3n 2PL PH FP =33 23 1 1 =1本例中局部自由度本例中局部自由度 FP=1或計算時去掉滾子和鉸鏈：或計算時去掉滾子和鉸鏈： F=32 22 1 =1定義：構件局部運動所產(chǎn)生的自由度。定義：構件局部運動所產(chǎn)生的自由度。出現(xiàn)在加裝滾子的場合，計算時應去掉出現(xiàn)在加裝滾子的場合，計算時應去掉Fp。滾子的作用：滑動摩擦滾子的作用：滑動摩擦滾動摩擦。滾動摩擦。123123德州學院機電工程系2022-3-19502022-3-1950計算圖示兩種凸輪機構的自由度。計算圖示兩種凸

11、輪機構的自由度。解：解：n=3， PL=3，F(xiàn)=3n 2PL PH =33 23 1 =2PH=對于右邊的機構，有：對于右邊的機構，有： F=32 22 1=1事實上，兩個機構的運動相同，且事實上，兩個機構的運動相同，且F=11231231德州學院機電工程系2022-3-19512022-3-1951解：解：n= 4，PL=6，F(xiàn)=3n 2PL PH =34 26 =0PH=03.虛約束虛約束( formal constraint)對機構的運動實際不起作用的約束。對機構的運動實際不起作用的約束。計算自由度時應去掉虛約束。計算自由度時應去掉虛約束。 FEAB CD ，故增加構件，故增加構件4前后

12、前后E點的軌跡都是圓弧，。點的軌跡都是圓弧，。增加的約束不起作用，應去掉構件增加的約束不起作用，應去掉構件4。已知：已知：ABCDEF，計算圖示平行四邊形，計算圖示平行四邊形 機構的自由度。機構的自由度。 1234ABCDEF德州學院機電工程系2022-3-19522022-3-1952重新計算：重新計算：n=3, PL=4, PH=0F=3n 2PL PH =33 24 =1特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是：特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是：123ABCDE4F已知：已知：ABCDEF，計算圖示平行四邊形，計算圖示平行四邊形 機構的自由度。機構的自由度。 ABCDEF虛約束虛約束德州

13、學院機電工程系2022-3-19532022-3-1953出現(xiàn)虛約束的場合：出現(xiàn)虛約束的場合： 1.兩構件聯(lián)接前后，聯(lián)接點的軌跡重合，兩構件聯(lián)接前后，聯(lián)接點的軌跡重合，2.兩構件構成多個移動副，且兩構件構成多個移動副，且導路平行。導路平行。 如如平行四邊形機構平行四邊形機構，火車輪火車輪橢圓儀橢圓儀等。等。(需要證明)德州學院機電工程系2022-3-19542022-3-19544.運動時，兩構件上的運動時，兩構件上的兩點距離始終不變。兩點距離始終不變。3.兩構件構成多個轉動副，兩構件構成多個轉動副，且同軸。且同軸。5.對運動不起作用的對對運動不起作用的對稱部分。如多個行星輪。稱部分。如多個行星輪。EF作者：潘存云教授德州學院機電工程系2022-3-19552022-3-19556.兩構