平面机构及自由度.ppt

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1、第一节 平面机构的组成,第二章 平面机构及自由度,第二节 平面机构运动简图,第三节 平面机构的自由度,第一节 平面机构的组成,平面机构,空间机构,运动副：两构件直接接触而构成的可动联接。,平面机构的组成,二、运动副及分类,一、构件,机构的“关节”！,（一）低 副,平面机构的组成,链接动画,链接动画,凸轮副,齿轮副,（二）高副,轮轨高副,平面机构的组成,（三）其它：空间运动副,球面副,螺旋副,平面机构的组成,三、运动链,开链,闭链,两个以上的构件由运动副连接而构成的可动系统。,平面机构的组成,具有确定相对运动的运动链。,机架,四、机构,原动件,从动件,机构的组成,平面机构的组成,动画,机构=机架

2、+原动件+从动件,第二节 平面机构运动简图,1 概念：表示机构各构件间相对运动关系的简单图形。,实际机构,运动简图,2 作用：分析现有机构，设计新机构。,平面机构运动简图,实际机构,运动简图,3 简化原则,构件数不变运动副类型不变运动副数不变运动尺寸不变机架不变原动件不变,运动特性不变,简单、形象,转动副,4 运动副符号,平面机构运动简图,移动副,高副,凸轮高副,齿轮高副,平面机构运动简图,5 构件符号,低副构件：画直线,平面机构运动简图,凸轮副,高副构件：画出构件的轮廓,圆柱齿轮,锥齿轮,蜗轮蜗杆,平面机构运动简图,6 绘制步骤,1）分析,2）测量 构件的运动尺寸,3）绘图 选择视图平面、瞬

3、时位置和比例尺，采用构件和运动副的规定符号作图。,平面机构运动简图,举例,内燃机机构运动简图绘制,颚式破碎机机构运动简图绘制,自由构件 不与其它构件相连接的构件,第三节平面机构的自由度,一、构件的自由度,自由度 构件能够发生的独立运动数目,平面自由构件有三个自由度,空间自由构件有六个自由度,平面机构的组成,链接动画,链接动画,二、运动副引入的约束,引入2个约束保留1个自由度,低副,凸轮副,齿轮副,轮轨高副,平面机构的组成,引入1个约束保留2个自由度,高副,三、平面机构的自由度,F=3n 2PL PH,n 活动构件数（原动件数从动件数）,PL低副数,PH高副数,平面机构的自由度,定义 所有构件能

4、够发生的独立运动的总数目,四、机构具有确定运动的条件,F 3n 2PL PH 32 23 0,F=0 不能动为桁架,平面机构的自由度,F 0 不能动为桁架,F 3n 2PL PH 33 25 1,F 3n 2PL PH 33 24 1,链接动画,F=W 运动确定,平面机构的自由度,链接动画,F 3n 2PL PH 33 24 1,F W 机构破坏,W原动件的个数,链接动画,F 3n 2PL PH 34 25 2,F=W 运动确定,F 3n 2PL PH 34 25 2,F W 运动不确定,链接动画,平面机构的自由度,结论,平面机构的自由度,机构具有确定运动的条件机构的自由度大于零，且等于原动件

5、的个数,不能。因为自由度为零，不能动。,1）绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。,2）该简图能否实现设计 者的意图？为什么？,例 修改手动冲床的设计,平面机构的自由度,运动确定,运动确定,运动确定,3）如不能实现设计者的意图，请画出一种改进方案，并计算其自由度。,平面机构的自由度,4）机械设计中，计算机构自由度有何意义？,可以判断机构的运动确定情况，初步排除错误！,平面机构的自由度,n=6 PL=8PH=1,F=3n2PLPH=36281=1原动件数 机构有确定运动,3,例 计算下列机构的自由度,平面机构的自由度,播放动画,F=35260=3？,平面机构的自由度,五、计算平面机构的自由度时应

6、注意的问题,1.复合铰链,两个以上的构件（k个）在同一轴线上用转动副相联构成复合铰链，其实际转动副数为k1个。,F=35270=1,不影响其他构件运动的独立的运动,可减轻摩擦和磨损。计算时应除去局部自由度。将滚子与推杆假想焊接后再计算。,F=33231=2?,2.局部自由度,F=32221=1,链接动画,链接动画,平面机构的自由度,对机构运动不起限制作用的重复约束,两构件组成多个重复的运动副平行或重合的移动副轴线重合的转动副 法线重合的高副,3.虚约束,平面机构的自由度,机构中对传递运动不起独立作用的对称部分,F=3n2PLPH=34244=0?,处理办法：去掉不起独立作用的对称部分,链接动画,F=3n2PLPH=3323 2=1,平面机构的自由度,两构件上两点间的距离保持恒定不变，若用两转动副杆联接，会引入虚约束。,F=3n2PLPH=33240=1,链接动画,平面机构的自由度,F=3n2PLPH=34260=0?,链接动画,F=原动件数机构有确定运动,n=7，PL=9，PH=1F=3721=2,例,计算大筛机构的自由度，判断其运动确定性。,复合铰链,虚约束,局部自由度,链接动画,链接动画,平面机构的自由度,