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1、2022-4-301機(jī)構(gòu)的組成:構(gòu)件: 固定件(機(jī)架) 原動(dòng)件 從動(dòng)件聯(lián)接件(運(yùn)動(dòng)副) 本章學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容及目的 平面機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副及其分類 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法 平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 本章重點(diǎn):看懂和繪制平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面自由度的計(jì)算 1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類運(yùn)動(dòng)副及其分類2022-4-306轉(zhuǎn)動(dòng)副2022-4-307移動(dòng)副2022-4-308齒輪副2022-4-309高副高副(點(diǎn)接觸點(diǎn)接觸)2022-4-3010圓柱副(圓柱副(空空間間)2022-4-3011球銷副球銷副(空間)空間)2022-4-3012球副球副(空間)2022-4-3013螺旋副螺旋副(空間)2022-4-3014
2、點(diǎn)高副點(diǎn)高副(空間)2022-4-3015線高副(空間)2022-4-30161-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 不考慮與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的構(gòu)件外形和運(yùn)動(dòng)副具體結(jié)構(gòu);不考慮與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的構(gòu)件外形和運(yùn)動(dòng)副具體結(jié)構(gòu); 只考慮與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的運(yùn)動(dòng)副的類型和構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺只考慮與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的運(yùn)動(dòng)副的類型和構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸,用簡(jiǎn)單的線條、規(guī)定的符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副,寸,用簡(jiǎn)單的線條、規(guī)定的符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副,確定出運(yùn)動(dòng)副的位置并按比例畫(huà)出的簡(jiǎn)圖。確定出運(yùn)動(dòng)副的位置并按比例畫(huà)出的簡(jiǎn)圖。平面運(yùn)動(dòng)副的表示方法平面運(yùn)動(dòng)副的表示方法2022-4-3017構(gòu)件的表示方法2022-4-3018常用機(jī)構(gòu)構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副代表符號(hào)常用機(jī)構(gòu)
3、構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副代表符號(hào) 分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況,認(rèn)清固定件、原動(dòng)件和從動(dòng)件,確定構(gòu)件數(shù)目。 從原動(dòng)件開(kāi)始,按運(yùn)動(dòng)的傳遞順序,分析各相鄰構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目。 選機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平面為投影面。 選擇適當(dāng)?shù)谋壤?,確定出各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置,用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。mm圖上尺寸實(shí)際尺寸 ml1)分析機(jī)構(gòu),觀察相對(duì)運(yùn)動(dòng),數(shù)清所有構(gòu)件的數(shù)目;2)確定所有運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目;3)選擇合理的位置(即能充分反映機(jī)構(gòu)的特性);4)確定比例尺;5)用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制成簡(jiǎn)圖。(從原動(dòng)件開(kāi)始畫(huà)))2022-4-3024自由度: 構(gòu)件相對(duì)于參構(gòu)件相對(duì)于參考系具有的獨(dú)立運(yùn)考系具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的
4、數(shù)目。動(dòng)的數(shù)目。 (一個(gè)做平面運(yùn)動(dòng)的自一個(gè)做平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有三個(gè)自由度。)由構(gòu)件有三個(gè)自由度。)約束: 對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制。加的限制。1-3 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度2022-4-3025機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)的自由度= =機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目平面機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目為平面機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目為: :所有活動(dòng)構(gòu)件的自所有活動(dòng)構(gòu)件的自由度之和減去所有運(yùn)動(dòng)副引入約束數(shù)目之和。由度之和減去所有運(yùn)動(dòng)副引入約束數(shù)目之和。對(duì)于具有對(duì)于具有n n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的平面機(jī)構(gòu),若各構(gòu)件個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的平面機(jī)構(gòu),若各構(gòu)件之間共構(gòu)成了之間共構(gòu)成了P PL L個(gè)低副和個(gè)低副和P PH H
5、個(gè)高副,則它們個(gè)高副,則它們共引入共引入(2(2P PL L+P+PH H) )個(gè)約束。機(jī)構(gòu)的自由度個(gè)約束。機(jī)構(gòu)的自由度F F顯然顯然應(yīng)為應(yīng)為: : F=3nF=3n(2P(2PL L+P+PH H)=3n)=3n2P2PL LP PH H2022-4-3026計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度n=2, Pn=2, PL L=3, P=3, PH H=0=0 F=3nF=3n2P2PL LP PH H=3=3* *2-22-2* *3=03=0n=3, Pn=3, PL L=5, P=5, PH H=0=0 F=3nF=3n2P2PL LP PH H=3=3* *3-23-2* *5=-
6、15=-1n=3, Pn=3, PL L=4, P=4, PH H=0=0 F=3nF=3n2P2PL LP PH H=3=3* *3-23-2* *4=14=1n=4, Pn=4, PL L=5, P=5, PH H=0=0 F=3nF=3n2P2PL LP PH H=3=3* *4-24-2* *5=25=22022-4-3027討論:討論:n=2, Pn=2, PL L=3, P=3, PH H=0=0 F=3nF=3n2P2PL LP PH H=3=3* *2-22-2* *3=03=0n=3, Pn=3, PL L=5, P=5, PH H=0=0 F=3nF=3n2P2PL LP
7、PH H=3=3* *3-23-2* *5=-15=-11)1)若機(jī)構(gòu)自由度若機(jī)構(gòu)自由度,則機(jī)構(gòu)不能動(dòng),桁架;,則機(jī)構(gòu)不能動(dòng),桁架;2022-4-3028n=3, Pn=3, PL L=4, P=4, PH H=0=0 F=3nF=3n2P2PL LP PH H=3=3* *3-23-2* *4=14=1n=4, Pn=4, PL L=5, P=5, PH H=0=0 F=3nF=3n2P2PL LP PH H=3=3* *4-24-2* *5=25=22)2)若若 且與原動(dòng)件數(shù)相等,則機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是且與原動(dòng)件數(shù)相等,則機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是確定的,因此,確定的,因此,機(jī)構(gòu)具有確定
8、運(yùn)動(dòng)的條件是:機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是:機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù);3)3)若若00,而原動(dòng)件數(shù),而原動(dòng)件數(shù) ,而原動(dòng)件數(shù),而原動(dòng)件數(shù) F F,則構(gòu)件間不能運(yùn)動(dòng)或產(chǎn)生破壞。則構(gòu)件間不能運(yùn)動(dòng)或產(chǎn)生破壞。2022-4-3029五連桿不確定運(yùn)動(dòng)2022-4-3030五連桿確定運(yùn)動(dòng)2022-4-3031計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng):應(yīng)注意的事項(xiàng): 復(fù)合鉸鏈 局部自由度 虛約束2022-4-3032復(fù)合鉸鏈兩個(gè)以上的構(gòu)件同時(shí)在一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接就構(gòu)成復(fù)合鉸鏈兩個(gè)以上的構(gòu)件同時(shí)在一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接就構(gòu)成復(fù)合鉸鏈2022-4-3033局部自由度與輸出
9、構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度2022-4-3034虛約束重復(fù)而對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的約束2022-4-3035虛約束2022-4-3036結(jié)論:平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件:機(jī)構(gòu)自由度數(shù)目大于零,且等于 原動(dòng)件個(gè)數(shù)。 自由度F0,且多于原動(dòng)件數(shù),機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不確定。自由度F0,且少于原動(dòng)件數(shù),則構(gòu)件間運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生干涉,機(jī)構(gòu)在薄弱處損壞 。自由度F0,將成為一個(gè)珩架系統(tǒng),但它是靜定的;自由度F-1,將成為一個(gè)超靜定系統(tǒng)(或稱靜不定系統(tǒng))。2022-4-30371-4 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算和注意事項(xiàng) 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 : F= 3n - 2Pl - Ph n:機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件數(shù); Pl :機(jī)構(gòu)中低副數(shù); Ph :
10、機(jī)構(gòu)中高副數(shù); F :機(jī)構(gòu)的自由度數(shù);注:該公式只適用于連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)或它們形成的組合機(jī)構(gòu);不適用于含有撓性構(gòu)件(如帶、鏈、繩等)的機(jī)構(gòu)中。 2022-4-3038n = 3, Pl = 4, Ph = 0 F = 3n - 2Pl - Ph =33 - 2Pl - Ph =33 - 24 - 0= 1 v平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算實(shí)例1 解:2022-4-3039n =5, Pl = 7, Ph = 0 F = 3n 2Pl Ph = 35 27 0= 1解:v平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算實(shí)例22022-4-30402022-4-30412022-4-30422022-4-30432022-4-30442022-4-3045虛約束對(duì)機(jī)構(gòu)的影響機(jī)構(gòu)中虛約束是實(shí)際存
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