自由度的詳解和計算

第一章機構的組成及其自由度的計算

§1.1

機構的組成§1.2

機構運動簡圖§1.3

機構具有確定運動的條件§1.4

平面機構自由度的計算§1.5

平面機構的組成原理和結構分析1編輯ppt本章的主要內(nèi)容1、主要內(nèi)容機構的組成及其具有確定運動的條件機構運動簡圖及其繪制機構的組成原理和機構的結構分類2、重點機構具有確定運動的條件和平面機構自由度的計算機構的組成分析和機構的級別判別。3、難點虛約束的判別2編輯ppt§1.1機構的組成

1.構件2.運動副3.運動鏈4.機構3編輯ppt構件機構是怎樣組成的？連接：運動副運動單元：構件運動單元+連接運動鏈運動鏈+機架機構4編輯ppt運動副:兩個構件直接接觸并產(chǎn)生某些相對運動的可動聯(lián)接

兩個構件上參加接觸的運動副表面稱運動副元素，運動副的元素是點、線、面。5編輯ppt運動副分類：空間和平面運動副

平面運動副空間運動副6編輯ppt平面運動副：兩構件相對運動為平面運動的運動副

低副：面接觸的運動副（回轉副、移動副）7編輯ppt高副:點、線接觸的運動副

8編輯ppt平面運動副符號：9編輯ppt空間運動副的符號

10編輯ppt3.運動鏈

運動鏈：構件通過運動副聯(lián)接而成的相對可動的系統(tǒng)。

11編輯ppt運動鏈成為機構的條件：將運動鏈的一個構件固定，當它的一個或幾個構件作獨立運動時，其余構件隨之作確定的運動，這種運動鏈便成為機構。顯然，不能運動或無規(guī)則亂動的運動鏈都不能成為機構。

為使運動鏈獲得確定的相對運動，構件的總數(shù)、運動副類型和數(shù)量以及獨立運動數(shù)目必須符合一定的關系，將在自由度計算中加以論述。12編輯ppt§1.2機構運動簡圖

在對現(xiàn)有機械進行分析或設計新機器時，都需要繪出其機構運動簡圖。1.機構運動簡圖的定義機構運動簡圖

根據(jù)機構的運動尺寸，按一定的比例尺定出各運動副的位置，采用運動副及常用機構運動簡圖符號和構件的表示方法，將機構運動傳遞情況表示出來的簡化圖形。機構示意圖按比例繪出不嚴格的，只表示機械結構狀況的簡圖。13編輯ppt2.機構運動簡圖的繪制

繪制方法及步驟：（1）搞清機械的構造及運動情況，沿著運動傳遞路線，查明組成機構的構件數(shù)目、運動副的類別及其位置；（2）選定視圖平面；（3）選適當比例尺，作出各運動副的相對位置，再畫出各運動副和機構的符號，最后用簡單線條連接即得機構運動簡圖。14編輯ppt

舉例1小型壓力機15編輯ppt舉例2內(nèi)燃機16編輯ppt§1.3機構具有確定運動的條件

構件自由度:構件具有獨立運動參數(shù)的數(shù)目

機構自由度:機構具有獨立運動參數(shù)的數(shù)目17編輯ppt一個構件的平面運動有三個自由度

無約束18編輯ppt平面運動副的約束

19編輯ppt平面運動副的約束

高副約束1個自由度20編輯ppt§1.4平面機構的自由度計算公式n個活動構件（不包括機架）,pl個低副,

ph個高副，則自由度計算公式:F=3n-(2pl+ph)21編輯ppt舉例322編輯ppt機構具有確定運動的條件

原動件數(shù)=機構的自由度23編輯ppt

計算平面機構自由度時的注意事項

復合鉸鏈：兩個以上構件通過回轉副并聯(lián)在一起局部自由度：機構中某構件所產(chǎn)生的局部運動并不影響整個機構中其它構件的運動虛約束：機構中某些運動副或某些運動副與構件的組合所形成的約束與其它約束重復而不再起作用24編輯ppt舉例425編輯ppt

虛約束注意事項

兩構件連接前后軌跡重合點兩構件某兩點間的距離始終不變兩構件組成多個移動副兩構件組成多個轉動副不影響機構運動的重復部分26編輯ppt§1.5平面機構的組成原理

和結構分析

組成原理結構分類結構分析27編輯ppt基本桿組：（低副）

構件組去掉機架和原動件后剩下的F=0的最小運動鏈。F=3n-2pl=0級別ⅡⅢ：n24pl3628編輯ppt結構分類：桿組為幾級？什么形式？

例如Ⅱ級組：二桿三副組

外接副：與桿組以外的構件相連的運動副內(nèi)接副：與桿組內(nèi)部的構件相連的運動副29編輯ppt例如Ⅲ級組：三桿六副組

特點：其中一個構件上有三個內(nèi)接副

30編輯ppt舉例531編輯ppt結構分析：

從遠離原動件的構件開始，盡可能拆成最低的桿組，每拆完一個桿組，保證剩下的桿組自由度為零。對剩下的桿組再拆時，仍從最遠端開始拆，每拆一次桿組，均從最低級的桿組開始，無法拆時，再試拆高一級的桿組。所拆桿組中，級別最高的桿組為該機構的桿組級別32編輯ppt顎式破碎機機構簡圖及桿組拆法

組成原理：原動件+機架+桿組（F=0)33編輯ppt平面機構中的高副低代

高副低代的原則：代替前后機構的自由度完全相同代替前后機構的瞬時速度和瞬時加速度完全相同34編輯ppt高副低代的方法：