機械原理第三講

上一講內容回顧1平面機構的運動簡圖繪制2平面機構自由度的計算

F=3n–(2pl+ph)第三講2-4機構具有確定運動的條件2-6計算平面機構自由度時應注意的事項2-7虛約束對機構工作性能的影響2-8平面機構的組成原理、結構分類及結構分析重點是：1計算機構自由度時的注意事項2機構具有確定運動的條件學習提示：難點是：

虛約束的識別與處理2-6計算平面機構自由度時應注意的事項復合鉸鏈兩個以上的構件在同一處以轉動副（鉸鏈）相聯(lián)接局部自由度（F′）與機構主要運動無關的自由度——除去注意事項復合鉸鏈

m個構件(m3)在同一處構成共軸線的轉動副412356F＝3n－2Pl－Ph

＝3

－2

－560＝

3F＝3n－2Pl－Ph

＝3

－2

－570＝

1m-1個低副復

—計算在內523要正確計算運動副數(shù)目F＝3n－2Pl－Ph

＝3

－2

－760＝

9F＝3n－2Pl－Ph

＝3

－2

－7100＝

1?復復復復例4圓盤鋸機構F＝3n－2Pl－Ph

＝3

－2

－123F＝3n－2Pl－Ph

＝3

－2

－231＝-1兩構件間構成多個運動副注意事項（續(xù)）錯221＝1對移動副導路平行轉動副軸線重合平面高副接觸點共法線“轉動副”“移動副”F＝3n－2Pl－Ph

＝3

－2

－331＝

2注意事項（續(xù)）

機構中某些構件所具有的局部運動，并不影響機構運動的自由度。局部自由度F’

—除去F＝3n－2Pl－Ph-F

＝3

－2

－-331＝

11這時

F＝3n－2Pl－Ph-F

式中F

為局部自由度數(shù)目

412351234F＝3n－2Pl－Ph

＝3

－2

－340＝

1F＝3n－2Pl－Ph

＝3

－2

－460＝

0？對虛約束不產生實際約束效果的重復約束—除去注意事項（續(xù)）應用實例F＝3n－2Pl－Ph+P

＝3

－2

－+460＝

111.軌跡重合轉動副聯(lián)接的兩構件上聯(lián)接點的軌跡重合虛約束常發(fā)生在下列情況n＝4，Pl＝4，Ph＝0，P

＝1F一個構件兩個運動副去聯(lián)接則構成虛約束2.兩構件上某兩點間的距離在運動過程中始終不變虛F＝3n－2Pl－Ph+P

＝3

－2

－+460＝

113.對傳遞運動不起獨立作用的重復部分1232虛F＝3n－2Pl－Ph+P

＝3

－2

－+444＝

11P

＝2P

l+P

h

－3n

＝2

+－

2432＝

2F＝3n－2Pl－Ph+P

＝3

－2

－+556＝

12虛虛約束（P′）

對機構運動不起獨立限制作用的約束——除去

虛約束產生于：A機構中的對稱部分（輪系）B兩構件上軌跡重合的點（橢圓儀）C在機構的兩個構件之間，以長度相等、相互平行的構件相聯(lián)，構成m個平行四邊形，則存在m-1個虛約束.平面機構自由度計算公式F＝3n-(2Pl+Ph

-P)-F

F

局部自由度數(shù)Ph

高副數(shù)n

活動構件數(shù)P

虛約束數(shù)Pl

低副數(shù)F

局部自由度數(shù)F＝3n－2Pl－Ph+

P

-F

＝3

－2

－+-791＝

1局復局F＝3n－2Pl－Ph+P

-F

＝3

－2

－+-8101＝

2例5例6412356781234567901801F＝3n－2Pl－Ph-F’

＝3

－2

－-19121＝

1例72-7虛約束對機構工作性能的影響虛約束雖不影響機構運動，但能起到改善機構受力狀況，使動力平衡，增加機構剛度和穩(wěn)定性，克服機構的運動不確定性等作用。不論哪種虛約束，都對幾何尺寸提出嚴格的要求，否則虛約束將變成實際約束。例如：在平行四邊形機構中增加的5構件不與兩邊的構件平行且相等；在橢圓儀機構中BD≠BC412352-4機構具有確定運動的條件F=3n-2Pl-Ph=3

2-2

3-0=0F=3n-2Pl-Ph=3

3-2

5-0=-1

三個構件通過三個轉動副相連,相當于一個構件。機構具有確定相對運動的條件自由度大于零（F>0）原動件數(shù)=自由度數(shù)（通常，原動件為含低副構件且與機架相連,只有一個自由度。）2-8平面機構的組成原理、結構分類及結構分析平面機構的組成原理

不可再拆的自由度為零的運動鏈稱為機構的基本桿組（阿蘇爾桿組）任何機構都是由若干個基本桿組依次聯(lián)接于原動件和機架上而構成的——機構的組成原理2.平面機構的結構分類

基本桿組自由度為零

3n-2pl-ph=0

設機構中沒有高副

3n-2pl=02pl=3n

構件數(shù)n和低副數(shù)pl必須為整數(shù)

n246…

pl369…

n=2pl=3是最簡單的桿組——Ⅱ級組

n=4pl=6且有一個構件包含三個低副——Ⅲ級組在同一個機構中可以包含不同級別的基本桿組最高級別為Ⅱ級組的基本桿組所構成的機構

——Ⅱ級機構最高級別為Ⅲ級組的基本桿組所構成的機構

——Ⅲ級機構平面機構的結構分析判斷機構由哪些基本桿組組成確定機構的級別

小結機器和機構的概念機器——機構——構件——零件機構中的構件可分為固定件、原動件、從動件運動副的三要素兩個構件、直接接觸、有相對運動繪制平面機構運動簡圖

a確定構件之間的聯(lián)接狀況

b選擇恰當?shù)耐队懊?/p>

c定出各運動副之間的位置，選擇適當?shù)谋壤?/p>

μ=實際長度/圖示長度（m/mm，mm/mm)平面機構自由度

F=3n–(2pl+ph－p′)－F′5機構具有確定運動的條件

機構的自由度數(shù)=機構的原動件數(shù)6平面機構的組成原理、結構分析

任何機構都是由機架、原動件、基本桿組按一定規(guī)律相互聯(lián)接而成。