機械系統(tǒng)的建模和結(jié)構(gòu)分析

機械系統(tǒng)的建模和結(jié)構(gòu)分析第一頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日主要內(nèi)容機械系統(tǒng)的組成參考機架坐標系機械系統(tǒng)的自由度速度、加速度和角加速度第二頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日機械系統(tǒng)的組成機械系統(tǒng)是機器和機構(gòu)的總稱，由構(gòu)件和零件組成。機構(gòu)由兩個以上具有相對運動的構(gòu)件組成，用于傳遞運動或改變運動形式。機器是由若干機構(gòu)組成的系統(tǒng)。機構(gòu)的構(gòu)件既保持接觸，又有一定的相對運動。運動副：兩構(gòu)件既保持接觸，又有一定的相對運動的連接。第三頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日參考機架參考機架：計算速度、加速度的參考坐標系地面參考機架：為獨立的慣性參考坐標系構(gòu)件參考機架：對每一個剛體都有一個參考機架，剛體上各點相對于該構(gòu)件參考機架是靜止的。第四頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日坐標系地面坐標系：固定坐標系。構(gòu)件機架坐標系：固定在構(gòu)件上隨構(gòu)件運動，它相對地面坐標系的位置和方向確定構(gòu)件的位置和方向。標記坐標系：也稱標記。

固定標記：固定在構(gòu)件上，用于確定構(gòu)件的形狀、質(zhì)心、力的作用點和構(gòu)件的連接位置。

浮動標記：相對構(gòu)件運動，有的力和運動要用它定位。第五頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日坐標系xz”y”x”z’y’x’zy固定坐標系標記坐標系構(gòu)件坐標系第六頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日確定坐標系的位置和方向歐拉角法：坐標系原點在基準坐標系中的坐標，三點法：X-Z點法：第七頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日歐拉角法：坐標系原點在基準坐標系中的坐標x0,y0,z0坐標系相對基準坐標系的旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)順序。常用為3-1-3旋轉(zhuǎn)法則：1、2、3代表x、y、z軸，3-1-3表示先繞基準坐標系的z軸旋轉(zhuǎn)，再繞基準坐標系的x軸旋轉(zhuǎn)，最后再繞基準坐標系的z軸旋轉(zhuǎn)。共有24種組合，代表不同的旋轉(zhuǎn)方式。不能連續(xù)對基準坐標系的同一軸旋轉(zhuǎn)。第八頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日三點法：不在同一直線上的三點A,B,C在定位坐標系的坐標值；A,B,C，3點在基準坐標系的坐標值；第九頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日X-Z點法：定位坐標系原點O在基準坐標系中的坐標x0,y0,z0定位坐標系x或z軸上一點A的坐標x-z平面上另一點B的坐標,B點與O,A不共線。第十頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日機械系統(tǒng)的自由度自由度：機械系統(tǒng)中各構(gòu)件相對地面構(gòu)架的獨立運動數(shù)。n–活動構(gòu)件數(shù)，m–運動副總數(shù)Pi-第I個運動副的約束條件數(shù)Qj-第I個原動機的驅(qū)動約束條件數(shù)S-原動機總數(shù)Rk–其它約束條件數(shù)第十一頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日系統(tǒng)的自由度例系統(tǒng)自由度F0,且Qj=0，系統(tǒng)蛻化為剛體系統(tǒng)。系統(tǒng)自由度F0,且Qj>0，表明原動機將不能驅(qū)動系統(tǒng)，或系統(tǒng)在薄弱環(huán)節(jié)將損壞。當F=0,且Qj>0，機械系統(tǒng)有確定運動。當F>0,機械系統(tǒng)沒有確定的相對運動。第十二頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日系統(tǒng)自由度的計算復合鉸鏈：m個構(gòu)件在一處以鉸鏈聯(lián)接局部自由度：與構(gòu)件運動無關(guān)的自由度虛（重復）約束：軌跡重合轉(zhuǎn)動副軸線重合移動副導軌平行其它重復約束(m-1)虛約束對剛體無影響，對柔性體可增加剛度，但在計算運動將刪除虛約束。第十三頁，共十四頁，編輯于2023年，星期日速度計算xz’y’xozyo’pr’rpr設(shè)地面坐標系o-xy