精密机械设计第3章平面连杆机构的结构分析.ppt

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1、1 运动副及其分类,第三章 平面机构的运动简图 与自由度计算,2平面机构的运动简图,3 平面机构的自由度,重 点运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。,概述,研究机构结构的目的：（1）探讨机构运动的可能性及其具有确定运动的条件（2）对复杂机构进行结构分析，以便较透彻地了解机构的结构特点,平面机构所有构件都在相互平行的平面内运动的机构,运动副:两构件直接接触并能产生一定相对 运动的可动联接接触形式:点、线、面,1 运动副及其分类,运动副的分类：高副 低副,回转副：组成运动副的两构件只能在一个平面内转动。（铰链）,移动副：组成运动副的两构件只能沿某一轴

2、线相对移动。,1.低副 特点：面接触、相对转动或相对移动 回转副（转动副）移动副,c),齿轮副,凸轮副,2 高副 两构件通过点或线接触组成的运动副,高副,运动链:若干构件通过运动副联接而成的可动系统,机构中构件的分类：1、机架（描述运动的参考系）2、原动件（运动规律已知的构件）3、从动件,若将运动链中的一个构件相对固定，运动链则成为机构。,机构各部分的运动，取决于：原动件的运动规律、各运动副的类型、机构的运动尺寸(确定各运动副相对位置的尺寸)机构运动简图:（表示机构运动特征的一种工程用图）用简单线条表示构件规定符号代表运动副按比例定出运动副的相对位置与原机械具有完全相同的运动特性,一.概述,2

3、 平面机构的运动简图,二.构件的表示方法,杆、轴类构件机架同一构件两副构件三副构件,三、运动副的表示方法,转动副移动副高副（齿轮副、凸轮副）,四、机构运动简图的绘制方法,步骤：分析机构的运动(确定构件数目及原动件、输出构件)各构件间构成何种运动副？选定比例尺、投影面，确定原动件某一位置，按规 定符号绘制运动简图标明机架、原动件和作图比例尺绘制路线：原动件中间传动件 输出构件观察重点：各构件间构成的运动副类型,五.例题：内燃机,一、平面机构自由度的计算,1.平面运动构件的自由度(构件可能出现的独立运动),与其它构件未用运动副连接之前：F=3,用运动副与其它构件连接后,运动副引入约束,原自由度减少

4、,3 平面机构的自由度,2.平面运动副引入的约束R(对独立的运动所加的限制),R=2,R=2,R=1,结论平面低副引入2个约束平面高副引入1个约束,3.平面机构自由度计算公式,设：机构共有N个构件 活动构件数：n=N-1 低副数：PL 高副数：PH,未连接前总自由度：,3n,连接后引入的总约束数：,2PL+PH,机构自由度F：,F=3n-(2PL+PH),机构的自由度取决于该机构的活动构件数目，低副的数目和高副的数目。,机构具有确定运动的条件：1.F0，F为原动件数 2.F=原动件数目 即机构的自由度等于原动件数目,二.机构具有确定运动的条件的自由度：,F=3n-2PL-PH,三.计算平面机构

5、自由度的注意事项,m个构件(m3)在同一处构成共轴线的转动副，形成(m-1)个低副。,要正确计算运动副数目,1复合铰链：,(3-1)个铰链,2 局部自由度：,应去掉！,机构中会出现这样一类的自由度，它的存在与否都不影响整个机构的运动规律。,两个构件组成多个轴线重合的转动副或组成多个方向一致的移动副时，只需考虑其中一处的约束，其余的均为虚约束。,3.虚约束,应去掉！,目的：为了改善构件的受力情况,机构中对传递运动不起独立作用的对称部分,在该机构中，齿轮3是齿轮2的对称部分，为虚约束计算时应将齿轮3及其引入的约束去掉来计算同理，将齿轮2当作虚约束去掉，完全一样目的：为了改善构件的受力情况,两构件某两点之间的距离在运动中保持不变时,应用实例,两个构件在多处接触构成平面高副,且各接触点 处公法线彼此重合,只有一个平面高副起作用,其余是虚约束。,A,A,例题分析,例:计算图示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。,