平面机构运动简图及自由度

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时间:2019-07-02

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1、Exit第三章平面机构运动简图及其自由度第三章 平面机构运动简图及其自由度§3.1机构的组成及其运动副§3.2机构运动简图§3.3平面机构的自由度教学重点1.平面机构运动简图的绘制;2.计算平面机构自由度应注意的事项。教学目标教学难点1.了解运动副及其分类;2.掌握平面机构运动简图的绘制方法;3.掌握平面机构自由度计算方法。第三章 平面机构运动简图及其自由度1.平面机构运动简图的绘制;2.自由度计算方法。引入案例12345,67§3-1机构的组成及运动副平面机构与空间机构:一、机构的组成构件是机构中的

2、运动单元体。机构中的构件分为三类:1.固定件(机架)3.从动件(含输出构件)2.原动件二、几个重要概念1.自由度:构件所具有的独立运动。一个作平面运动的自由构件有三个自由度。§3.1机构的组成及其运动副2.运动副:两构件直接接触并形成的可动联接。3.约束:对独立运动所加的限制称为约束。转动副运动副高副低副移动副平面运动副§3.1机构的组成及其运动副螺旋副:——螺旋运动球面副:——球面运动空间运动副§3.1机构的组成及其运动副①转动副:两个构件间只能作相对转动的运动副低副——两运动副元素形成面接触②移动

3、副:两个构件间只能作动相对移动的运动副。低副:a.面接触;b.有一个自由度,转动或移动。(约束了二个自由度)§3.1机构的组成及其运动副高副——两运动副元素形成点或线接触高副:a.点或线接触;b.有两个自由度,移动+转动,产生一个约束§3.1机构的组成及其运动副4.运动链由若干个构件通过运动副联接组成相对可动的构件系统。如果运动链中的各构件构成首末封闭的系统则称为闭式链,否则称为开式链。§3.1机构的组成及其运动副§3-2机构运动简图机构运动简图为什么要画机构运动简图?机构的真实运动仅与机构中的运动副

4、的机构情况(转动副、移动副及高副等)和机构的运动尺寸(由各运动副的相对位置确定的尺寸)有关,而与机构的外形尺寸等因素无关。一、常见运动副符号的表示:国标GB4460-84§3.2机构运动简图二、构件的表示方法§3.2机构运动简图三、常用机构运动简图符号§3.2机构运动简图四、机构运动简图的绘制步骤(1)分析机构,明确构件的类型和数目;(2)分析各构件之间相对运动的性质,确定运动副的类型、位置和数目;(3)选择视图(运动平面);(4)确定比例尺,以机架为参考系,用构件和运动副符号绘图;(5)注入构件编号

5、和原动件的转向箭头。1.内燃机机构运动简图的绘制由7个构件组成,4个转动副,3个移动副;3个高副§3.2机构运动简图12345,67五、实例2.颚式破碎机机构运动简图的绘制§3.2机构运动简图3.牛头刨床的机构运动简图的绘制§3.2机构运动简图1326745§3.2机构运动简图一、自由度的计算F=3n-2Pl-Ph活动构件数低副数高副数§3-3平面机构的自由度例1:§3.3平面机构的自由度n=6,PL=8,PH=1F=3n-2PL-PH=3×6-2×8-1=1例2:§3.3平面机构的自由度五杆机构二、

6、机构具有确定运动的条件四杆机构机构有确定运动的条件:自由度数>0,且=机构原动件数§3.3平面机构的自由度三、计算平面机构自由度时应注意的问题1、复合铰链:结论:k个构件在同一处汇交形成复合铰链,实际上构成了(k-1)个转动副。§3.3平面机构的自由度2、局部自由度:经常发生在将滑动摩擦变为滚动摩擦的场合。解决方案:假想滚子和安装滚子的构件固接为一个整体§3.3平面机构的自由度常见的虚约束有以下几种情况:1)两构件之间形成多个导路互相平行的移动副3、虚约束:§3.3平面机构的自由度2)当两构件之间构成

7、多个轴线重合的转动副§3.3平面机构的自由度3)两构件上某两点之间的距离在运动中始终保持不变§3.3平面机构的自由度AB=BC=BD∠CAD=90°C点轨迹是沿纵轴的直线4)轨迹重合的情况(转动副联接的是两构件上运动轨迹重合的点)F=3n-2PL-PH=3×3-2×4=1§3.3平面机构的自由度5)机构中对传递运动不起独立作用的对称部分F=3n-2PL-PH=3×3-2×3-2=1§3.3平面机构的自由度6)若两构件在多处相接触构成平面高副,且各接触点处的公法线重合,则只能算一个平面高副—即存在虚约束

8、若公法线方向不重合,构成复合高副将提供各2个约束,相当于一个低副。有一处为虚约束此两种情况没有虚约束§3.3平面机构的自由度虚约束的本质是什么?1)从运动的角度看,是“重复的”或“多余的”约束;2)从受力角度,非重复和多余。§3.3平面机构的自由度F=3n-2PL-Ph=37-29-1=2例1:§3.3平面机构的自由度21345678ABCDEFGHI局部自由度虚约束复合铰链F=3×6-2×7-2=2例2:AB//EF//CD且AB=EF=CD,计算

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