機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件第一章平面機(jī)構(gòu)及其自由度.ppt

第一章平面機(jī)構(gòu)及其自由度 第一節(jié)平面機(jī)構(gòu)的組成第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 第一節(jié)平面機(jī)構(gòu)的組成 一 運(yùn)動(dòng)副及其分類1 運(yùn)動(dòng)副使兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接 2 分類A 低副 凡為面接觸的運(yùn)動(dòng)副 包括回轉(zhuǎn)副和移動(dòng)副 第一節(jié)平面機(jī)構(gòu)的組成 回轉(zhuǎn)副 兩構(gòu)件只作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 鉸鏈 分為固定鉸鏈和活動(dòng)鉸鏈 移動(dòng)副 只能沿某一方向相對(duì)移動(dòng) 第一節(jié)平面機(jī)構(gòu)的組成 B 高副 凡點(diǎn)接觸或線接觸的運(yùn)動(dòng)副 第一節(jié)平面機(jī)構(gòu)的組成 C 兩種空間運(yùn)動(dòng)副 球面副和螺旋副 第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 一 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖是用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副 并按一定比例定出各運(yùn)動(dòng)副的位置的簡(jiǎn)單圖形 二 目的研究和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)或?qū)C(jī)器作運(yùn)動(dòng)分析 第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 三 常用符號(hào) 第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 四 畫(huà)法說(shuō)明1 選擇合適的比例m mm2 選擇視圖平面 運(yùn)動(dòng)平面3 運(yùn)動(dòng)情況搞清傳動(dòng)路線 構(gòu)件的組成及運(yùn)動(dòng)副是關(guān)鍵 第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 一 平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的自由度對(duì)于一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立構(gòu)件 具有三個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng) 即x方向 y方向的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 二 運(yùn)動(dòng)副的約束機(jī)構(gòu)中構(gòu)件被聯(lián)接起來(lái)組成運(yùn)動(dòng)副后 其相互間有接觸 獨(dú)立運(yùn)動(dòng)受到限制 把對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制稱為約束 平面低副引入兩個(gè)約束 具有一個(gè)自由度 平面高副引入一個(gè)約束 具有兩個(gè)自由度 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 三 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算設(shè)某一平面機(jī)構(gòu)由N個(gè)構(gòu)件組成 PL個(gè)低副和PH個(gè)高副 這N個(gè)構(gòu)件中有一個(gè)構(gòu)件充當(dāng)機(jī)架 此構(gòu)件被看作是固定不動(dòng)的 其余活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n N 1 這n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件在未同運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接前共具有3n個(gè)自由度 在PL個(gè)低副和PH個(gè)高副聯(lián)接成機(jī)構(gòu)后 便受到2PL PH個(gè)約束 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 活動(dòng)構(gòu)件相對(duì)機(jī)架的自由度數(shù) 既為機(jī)構(gòu)的自由度數(shù) 應(yīng)為活動(dòng)構(gòu)件自由度總數(shù)與運(yùn)動(dòng)副引入約束總數(shù)之差 即 F 3n 2PL PH 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 機(jī)構(gòu)的自由度也就是機(jī)構(gòu)所具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目 通常機(jī)構(gòu)中的每個(gè)原動(dòng)件具有一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng) 因此 機(jī)構(gòu)的自由度也就是機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有原動(dòng)件的數(shù)目 機(jī)構(gòu)能運(yùn)動(dòng)的條件F 0 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 主動(dòng)件數(shù) F 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 例1 3計(jì)算圖1 8b所示機(jī)構(gòu)的自由度 解在機(jī)構(gòu)中 活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n 3 低副數(shù)PL 4 高副數(shù)PH 0 由公式 F 3n 2PL PH 3 3 2 4 1該機(jī)構(gòu)只有一個(gè)原動(dòng)件同自由度數(shù)目相同 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 例1 4計(jì)算圖1 9所示機(jī)構(gòu)的自由度 解在機(jī)構(gòu)中 活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n 4 低副數(shù)PL 5 高副數(shù)PH 1 由公式 F 3n 2PL PH 3 4 2 5 1 1 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 四 計(jì)算自由度應(yīng)注意的問(wèn)題1 復(fù)合鉸鏈兩個(gè)以上的構(gòu)件在一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接即構(gòu)成復(fù)合鉸鏈 由m個(gè)構(gòu)件匯成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)包含m 1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 例1 5計(jì)算圖1 14所示機(jī)構(gòu)的自由度 解在機(jī)構(gòu)中 活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n 7 低副數(shù)PL 10 高副數(shù)PH 0 由公式 F 3n 2PL PH 3 7 2 10 0 1 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 2 局部自由度如圖1 15a所示凸輪機(jī)構(gòu) 為了減少觸處的磨損 在凸輪和從動(dòng)件 頂桿 間裝了圓柱形滾子 顯然滾子繞自身軸線的自由轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)影響其它構(gòu)件的運(yùn)動(dòng) 這種同整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度稱為局部自由度 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 3 虛約束機(jī)構(gòu)中 重復(fù)而對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的約束稱為虛約束 在計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)除去不計(jì) 虛約束常出現(xiàn)在下列場(chǎng)合 1 兩構(gòu)件間組成多個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副時(shí) 2 兩構(gòu)件間組成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí) 3 機(jī)構(gòu)中對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱部分 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度 例1 7計(jì)算圖1 17a所示機(jī)構(gòu)的自由度 第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)的自由度