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文檔簡介
1、1 1 運動副及其分類運動副及其分類 第三章第三章 平面機構的運動簡圖平面機構的運動簡圖 與自由度計算與自由度計算2 2平面機構的運動簡圖平面機構的運動簡圖3 平面機構的自由度平面機構的自由度重重 點點運動副和運動鏈的概念、機構運動簡圖的繪制、運動副和運動鏈的概念、機構運動簡圖的繪制、機構具有確定運動的條件及機構自由度的計算。機構具有確定運動的條件及機構自由度的計算。 概述概述研究機構結構的目的:研究機構結構的目的:(1 1探討機構運動的可能性及其具有確定運探討機構運動的可能性及其具有確定運動的條件動的條件(2 2對復雜機構進行結構分析,以便較透徹對復雜機構進行結構分析,以便較透徹地了解機構的
2、結構特點地了解機構的結構特點平面機構平面機構所有構件都在相互平行的平面內(nèi)所有構件都在相互平行的平面內(nèi)運動的機構運動的機構xyo 運動副運動副: 兩構件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對兩構件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對 運動的可動聯(lián)接運動的可動聯(lián)接 接觸形式接觸形式: 點、線、面點、線、面1 1 運動副及其分類運動副及其分類 運動副的分類:高副運動副的分類:高副 低副低副回轉(zhuǎn)副:組成運動副的兩構件只能在一個平面內(nèi)回轉(zhuǎn)副:組成運動副的兩構件只能在一個平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。(鉸鏈)轉(zhuǎn)動。(鉸鏈)移動副:組成運動副的兩構件只能沿某一軸線移動副:組成運動副的兩構件只能沿某一軸線相對移動。相對移動。1.低副低副 特點:面接觸、
3、特點:面接觸、 相對轉(zhuǎn)動或相對移動相對轉(zhuǎn)動或相對移動 回轉(zhuǎn)副轉(zhuǎn)動副)回轉(zhuǎn)副轉(zhuǎn)動副) 移動副移動副 c)齒輪副齒輪副凸輪副凸輪副2 2 高副高副 兩構件通過點或線接觸組成的運動兩構件通過點或線接觸組成的運動副副 高副高副運動鏈運動鏈: 若干構件通過運動副聯(lián)接而成的可動系統(tǒng)若干構件通過運動副聯(lián)接而成的可動系統(tǒng)機構中構件的分類:機構中構件的分類: 1 1、機架描述運動的參考系)、機架描述運動的參考系) 2 2、原動件運動規(guī)律已知的構件)、原動件運動規(guī)律已知的構件) 3 3、從動件、從動件若將運動鏈中的一個構件相對固定,運動鏈則成為機構。若將運動鏈中的一個構件相對固定,運動鏈則成為機構。 機構各部分的
4、運動,取決于:機構各部分的運動,取決于: 原動件的運動規(guī)律、各運動副的類型、機構的運原動件的運動規(guī)律、各運動副的類型、機構的運動尺寸動尺寸( (確定各運動副相對位置的尺寸確定各運動副相對位置的尺寸) ) 機構運動簡圖機構運動簡圖: : (表示機構運動特征的一種工程用圖)(表示機構運動特征的一種工程用圖) 用簡單線條表示構件用簡單線條表示構件 規(guī)定符號代表運動副規(guī)定符號代表運動副 按比例定出運動副的相對位置按比例定出運動副的相對位置 與原機械具有完全相同的運動特性與原機械具有完全相同的運動特性一一. . 概述概述 2 平面機構的運動簡圖二二. .構件的表示方法構件的表示方法 桿、軸類構件桿、軸類
5、構件 機架機架 同一構件同一構件 兩副構件兩副構件 三副構件三副構件三、運動副的表示方法三、運動副的表示方法 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副 移動副移動副 高副齒輪副、高副齒輪副、凸輪副)凸輪副)四、機構運動簡圖的繪制方法四、機構運動簡圖的繪制方法 步驟:步驟: 分析機構的運動分析機構的運動( (確定構件數(shù)目及原動件、輸出確定構件數(shù)目及原動件、輸出構件構件) ) 各構件間構成何種運動副?各構件間構成何種運動副? 選定比例尺、投影面,確定原動件某一位置,按選定比例尺、投影面,確定原動件某一位置,按規(guī)規(guī) 定符號繪制運動簡圖定符號繪制運動簡圖 標明機架、原動件和作圖比例尺標明機架、原動件和作圖比例尺 繪制路線:原動件
6、繪制路線:原動件中間傳動件中間傳動件 輸出構件輸出構件 觀察重點:各構件間構成的運動副類型觀察重點:各構件間構成的運動副類型五五. . 例題:例題: 內(nèi)燃機內(nèi)燃機一、平面機構自由度的計算一、平面機構自由度的計算1.1.平面運動構件的自由度平面運動構件的自由度( (構件可能出現(xiàn)的獨立運構件可能出現(xiàn)的獨立運動動) ) 與其它構件未用運動副連接之前:F=3 用運動副與其它構件連接后用運動副與其它構件連接后, 運動副引入約束運動副引入約束, 原自由度減少原自由度減少3 3 平面機構的自由度平面機構的自由度2. 2. 平面運動副引入的約束平面運動副引入的約束R R( (對獨立的運動所加的限制對獨立的運動
7、所加的限制) )xyoxyoR=2R=2R=2R=2R=1R=1結論結論平面低副引入平面低副引入2 2個約束個約束平面高副引入平面高副引入1 1個約束個約束3 .3 .平面機構自由度計算公式平面機構自由度計算公式 設:機構共有設:機構共有N N個構件個構件 活動構件數(shù):活動構件數(shù):n=N-1n=N-1 低副數(shù):低副數(shù): PLPL 高副數(shù):高副數(shù): PHPH未連接前總自由度:未連接前總自由度:3n連接后引入的總約束數(shù):連接后引入的總約束數(shù):2PL+PH 2PL+PH 機構自由度機構自由度F F:F=3n-(2PL+PH) 機構的自由度取決于該機構的活動構件數(shù)目,低副機構的自由度取決于該機構的活動
8、構件數(shù)目,低副的數(shù)目和高副的數(shù)目。的數(shù)目和高副的數(shù)目。機構具有確定運動的條件:機構具有確定運動的條件: 1. F0 1. F0,F(xiàn) F為原動件數(shù)為原動件數(shù) 2. F= 2. F= 原動件數(shù)目原動件數(shù)目 即機構的自由度等于原動件數(shù)目即機構的自由度等于原動件數(shù)目二二. .機構具有確定運動的條件的自由度:機構具有確定運動的條件的自由度:F=3n-2PL-PH 三三. .計算平面機構自由度的注意事項計算平面機構自由度的注意事項m m個構件個構件(m(m3)3)在同一處構成共軸線的轉(zhuǎn)動副,在同一處構成共軸線的轉(zhuǎn)動副,構成構成(m-1)(m-1)個低副。個低副。523要正確計算運動副數(shù)目要正確計算運動副數(shù)
9、目1 1復合鉸鏈:復合鉸鏈: (3-1)(3-1)個鉸鏈個鉸鏈 2 2 局部自由度:局部自由度:應去掉!應去掉!機構中會出現(xiàn)這樣一類的自由度,它的存在與否機構中會出現(xiàn)這樣一類的自由度,它的存在與否都不影響整個機構的運動規(guī)律。都不影響整個機構的運動規(guī)律。3.3.虛約束虛約束 應去掉!應去掉! 目的:為了改善構件的受力情況目的:為了改善構件的受力情況機構中對傳遞運動不起獨立作用的對稱部分機構中對傳遞運動不起獨立作用的對稱部分 在該機構中,齒輪在該機構中,齒輪3 3是齒是齒輪輪2 2的對稱部分,為虛約的對稱部分,為虛約束束 計算時應將齒輪計算時應將齒輪3 3及其引及其引入的約束去掉來計算入的約束去掉來計算 同理,將齒輪同理,將齒輪2 2當作虛約當作虛約束去掉,完全一樣束去掉,完全一樣 目的:為了改善構件的受目的:為了改善構件的受力情況力情況12345兩構件某兩點之間的距離在運動中保持不變時兩構件某兩點之間的距離在運動中保持不變時應用實例應用實例123兩個構件在多處接觸構成平面高副兩個構件在多處接觸構成平面高副, ,且各接觸點且各接觸點 處公法線彼此重合處
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