资源描述
1-1 运 动 副 及 其 分 类 (平 面 ) 机 构 构 件 通 过 联 接运 动 副 构 件 之 间 直 接 接 触 并 能 产 生 一 定 形 式 相 对 运 动 的 联 接 。 运 动 副两 构 件 接 触 形 式 点 、 线 接 触 高 副 面 接 触 低 副 两 构 件 通 过 面 接 触 组 成 的 运 动 副 转 动 副 (铰 链 ): 移 动 副 ：固定铰链：两构件中有一个 是固定的。 活动铰链：两构件都不固定。 两构件在接触处只允许相对移动。 2.高 副 ： 两 构 件 通 过 点 或 线 接 触 组 成 的 运 动 副 。 凸 轮 副 齿 轮 副3.其 它 ： 球 面 副 ； 螺 旋 副 (空 间 运 动 副 )1 1 1运 动 副 表 示 方 法 ： 图 1 6(书 P.8)转 动 副 移 动 副 高 副 二 .机 构 运 动 简 图 ： 1 2平 面 机 构 的 运 动 简 图 p.8 (平 面 )机 构 (具 有 确 定 运 动 )构 件 组 成2.构 件 的 表 示 方 法 ： 固 定 件 (机 架 ): 原 动 件 (输 入 构 件 ): 从 动 件 : (线 条 ) 图 1 7p.8 一 个 构 件 可 有 若 干 个 运 动 副 元 素描 述 运 动 的 参 考 系运 动 规 律 已 知 的 构 件其 余 活 动 构 件要 研 究 机 构 首 先 要 表 达 机 构一 . 构 件 的 分 类 及 表 示 法 ：1.分 类 ： P.8倒 3 表 达 各 构 件 相 对运 动 关 系 的 简 单 图 形(表 达 机 构 运 动 的 语 言 ) 与 运 动 有 关 的 因 素 ： 1.构 件 数 目2.运 动 副 数 目 及 类 型3.运 动 副 之 间 的 相 对 位 置表 达 方 式 ：1.线 条 代 表 构 件2.符 号 代 表 运 动 副3.按 比 例 作 图（ 区 别 “ 机 构 示 意 图 ” ） 作 图 步 骤 ：1.分 析 结 构 和 相 对 运 动 动 作 原 理 、 构 件 数 (固 定 、活 动 )、 运 动 副 数 及 类 型 )2.选 择 视 图 平 面 和 比 例 尺3.选 择 原 动 件 的 一 个 位 置4.按 表 达 方 式 作 图(机 构 演 示 )二 .机 构 运 动 简 图 ： 转 动 副机 架移 动 副凸 轮 副 齿 轮 副运 动 副 用 符 号 代 表 机 架 原 动 件 从 动 件 例 2:作 图 步 骤 ：1.分 析 结 构 和 相 对 运 动2.选 择 视 图 平 面 和 比 例 尺3.选 择 原 动 件 的 一 个 位 置4.按 表 达 方 式 作 图例 1: 图 1-9 活 塞 泵 p.10图 (1 8)颚 式 破 碎 机 p.9 1.找 固 定 件 (1个 ） 原 动 件 ( 1个 ） 从 动 件 2.找 运 动 副 作 业 ： p.17 1-1， 1-3主 要 内 容 ： 1.运 动 副 及 其 分 类 2.平 面 机 构 运 动 简 图 的 绘 制 1 3平 面 机 构 的 自 由 度 P10一 .自 由 构 件 的 自 由 度自 由 构 件 作 平 面 运 动二 .运 动 副 引 入 的 约 束 三 个 自 由 度 (三 个 独 立 运 动 的 可 能 性 )自 由 构 件 作 空 间 运 动 六 个 自 由 度 引 入 两 个 约 束 引 入 一 个 约 束 低 副 (转 动 副 、 移 动 副 ） 高 副 三 . 平 面 机 构 的 自 由 度 （ ） (F 0) (F=0不 动 ； 多 于 不 确 定 ;少 于 破 坏 ）(1)计 算 式 ： （ 1 1） 活 动 构 件 数 （ 原 动 件 从 动 件 ） 低 副 数 目 高 副 数 目(2)机 构 具 有 确 定 运 动 的 条 件 :(3)计 算 平 面 机 构 自 由 度 的 注 意 事 项 : K=4 ; n=3 ; pL=4 ; pH =0F=3 3 2 4 0=1有 一 个 机 架 、 自 由 度 F0、原 动 件 数 目 机 构 自 由 度 数 目例 7: 有 确 定 运 动K=7 , n=7 1= 6 , PL = 8 , PH =1 (3与 5同 一 构 件 ) F=3n 2PL PH=3 6 2 8 1 =1 原 动 件 机 构 有 确 定 运 动3例 6: (2)机 构 具 有 确 定 运 动 的 条 件 : p.11(F=0不 动 ； 多 于 不 确 定 ;少 于 破 坏 ） 1.例 图 (1 10) p.11 K=5, n=K 1=4, PL=5, 原 动 件 数 =1 F=3n 2PL PH=3 4 2 5=2 F 原 动 件 数 机 构 运 动 不 确 定 2.例 图 (1 11) F 原 动 件 数 杆 2被 拉 断3.例 图 (1 12) F=0 机 构 不 动K=5, n=K 1=4, P L=6 F=3n 2PL PH=3 4 2 6=0 2K=4, n=K 1=3,原 动 件 数 =2 ， PL=4 F=3n 2PL PH=3 3 2 4=1 (3) 计 算 平 面 机 构 自 由 度 的 注 意 事 项 ： 11 1 231 2341 2 3 5 6F=3 5 2 7=1 F=3 5 2 6=3？ 图 (1 14)F=3 7 2 6 0=9？F=3 7 2 10 0=1 两 个 以 上 （ m个 ） 的 构 件 在 同 一轴 线 上 用 转 动 副 联 接 实 际 转 动 副 个 , ( L m 1) 引 入 约 束 (m )1 2 3 5 641.复 合 铰 链 F=3 5 2 7=1例 12: 2.局 部 自 由 度 P.12 图 2 10某 些 构 件 的 （ 不 影 响 其 他 构 件运 动 的 ） 独 立 的 运 动 多 余 自 由 度 计 算 时 排 出 (活 动 构 件 不 计 除 去 不 计F= 3 3 2 3 1 = 2 ?局 部 自 由 度 除 去 不 计 对 机 构 运 动 不 起 限 制 作 用 的 重 复 约 束 3.虚 约 束 P.12 两 构 件 组 成 多 个 重 复 的 运 动 副 (平 行 的 )移 动 副 、 (轴 线 重 合 )转 动 副 机 构 中 对 传 递 运 动 不 起 独 立 作 用 的 对 称 部 分F=3 2 2 3 1= 1？F=3 2 2 2 1=1F=3 3 2 3 2=1F=3 4 2 4 4= 0？ 虚虚图 1 16 虚 解 : 1.如 不 考 虑 上述 因 素 ， 解 得 ：K=9, n=K 1=8 原 动 件 数 F 机 构 运 动 不 确 定 结 论 错 误 ！2.重 解 ： n=7， 原 动 件 数 = F 机 构 有 确 定 运 动PL=10， PH =1，原 动 件 数 =2 F=3n 2PL PH =3 8 2 10 1=3P L=9， PH =1F=3 7 2 9 1=2 1 2 3 456 7 8 9局虚复 合例 1-7:图 1-17 P14 例 1-12 补 充 局虚 复分 析 ： 局 部 自 由 度 1个 虚 约 束 1个 ,复 合 铰 链 1个 。 8, L 11, 1解 得 : 3 2 3 8 2 11 1 1 原 动 件 数 1 机 构 有 确 定 运 动 作 业 ： P18 1-6, 1-7， 1-10, 1-12主 要 内 容 ： 1.平 面 自 由 度 的 计 算 2.机 构 具 有 确 定 运 动 的 条 件 利 用 瞬 心 法 求 简 单 机 构 的 速 度 (速 度 分 析 )12 P 12V21 V12(一 )速 度 瞬 心 及 其 求 法瞬 心 绝 对 瞬 心 (其 中 一 刚 体 静 止 ) 相 对 瞬 心 (两 刚 体 均 运 动 ) 相 对 运 动 两 刚 体 上 瞬 时 相 对 速 度 为 零 的 重合 点 具 同 一 瞬 时 绝 对 速 度 的 重 合 点2.速 度 瞬 心 的 求 法 : 作 相 对 运 动 的 两 刚 体 , 任 何 时间 总 有 一 点 的 绝 对 速 度 相 等 相 对 速 度 =01.速 度 瞬 心 的 意 义 : 两 刚 体 相 对 运 动 绕 瞬 心 的 转 动(二 )瞬 心 在 速 度 分 析 上 的 应 用 1-4 速 度 瞬 心 及 其 在 机 构 速 度 分 析 上 的 应 用 2.速 度 瞬 心 的 求 法 组 成 纯 滚 动 高 副 接 触 点 是 瞬 心 P122 V211 V121 2P12瞬 心 的 数 目 : N=K(K-1)/2 (1-2)瞬 心 的 求 法 : 已 知 两 个 重 合 点 的 相 对 速 度两 向 量 垂 线 的 交 点 组 成 转 动 副 转 动 副 是 瞬 心 组 成 移 动 副 瞬 心 位 于 导 轨 垂 线 的 无 穷 远 处 P12 所 有 重 合 点 的 相 对 速 度 移 动 方 向 P 12 接 触 点 的 相 对 速 度 =0 组 成 滑 动 兼 滚 动 副 瞬 心位 于 过 接 触 点 的 公 法 线 方 向 接 触 点 的 相 对 速 度 沿 切 线 方 向 不 直 接 接 触 两 构 件 的 瞬 心 不 直 接 接 触 两 构 件 的 瞬 心 三 心 定 理 证 明 : 12 3VC2 VC3分 析 : 重 合 点 C（ C2、 C3） 的 绝 对 速 度 VC2 =VC3 假 设 : 第 三 个 瞬 心 (P23)不 在 P12及 P13的 连 线 上 , 而 在 C点 。 图 1-20 (P.14) K=3 ， N=3(3 1)/2=3 作 平 面 运 动 的三 个 构 件 共 有 三 个 瞬 心 , 它 们 位 于 同 一 直 线 上 。可 得 ： P12(构 件 1、 2) 、 P13(构 件 1 、 3)是 (绝 对 )瞬 心VC2 VC3 它 们 方 向 不 可 能 一 致 C点 不 可 能 是 第 三 个 瞬 心 P 23 (瞬 时 绝 对 速 度 的 重 合 点 ) 第 三 个 瞬 心 应 在 P12P13的 连 线 上 。 P12 P13C 12 3 4P24 P13例 1-8： 图 1-21 P.15K=4 , N=4 3/2=6P23 P34 P14P12构 件 2、 1、 4 在 P12P14连 线 上构 件 2、 3、 4 在 P23P34连 线 上找 P24:找 P13 : 构 件 1、 2、 3 在 P12P23连 线 上构 件 1、 4、 3 在 P14P34连 线 上 例 1-9： 图 1-22 P.16 K=4 , N=4 (4 1) /2=6找 P13： 构 件 1、 2、 3 在 P12P23连 线 上构 件 1、 4、 3 在 P14P34连 线 上 过 P14作 导 轨 垂 线找 P24：构 件 2、 1、 4 在 P12P14连 线 上构 件 2、 3、 4 在 P23P34连 线 上 过 P 23作 导 轨 垂 线 A1 B 2 34 C P34P24P34P13P14 P12 P23 (二 )瞬 心 在 速 度 分 析 上 的 应 用 P.16瞬 心 相 对 速 度 =0,绝 对 速 度 相 等 速 度 分 析2.滑 动 兼 滚 动 接 触 的 高 副 3.直 动 从 动 件 凸 轮 机 构 12 3 4P12 P14P23 P34P24 P13(知 2 4)P24是 构 件 2、 4的 瞬 心 两 者 的 同 速 点 该 点 构 件 2绝 对 速 度 ： V E= 2LEA 构 件 4绝 对 速 度 ： VE= 4LED A DE EAEDLL421.铰 链 四 杆 机 构 (图 1-21)两 构 件 的 角 速 度 与 其 绝 对 瞬 心 至 相 对 瞬 心 的 距 离 成 反 比 。 2.滑 动 兼 滚 动 接 触 的 高 副(A) (B)C13 2P 12 P13 P23n nP12 过 接 触 点 的 公 法 线 上 三 心 定 理 求 解图 1-23(D) 角 速 度 与 连 心 线 被 轮 廓 接 触 点 公 法 线 所 分 割 的 两 线 段 长 度 成 反 比 DADBLL21 用 在 齿 轮 机 构 (齿 轮 或 摆 动 从 动 件 凸 轮 机 构 ) 3.直 动 从 动 件 凸 轮 机 构 (同 上 )图 1-24 231 O 1V2P23 P12P 12 过 接 触 点 的 公 法 线 上 三 心 定 理 求 解P13 (回 转 副 是 瞬 心 )P23 构 件 2、 3的 瞬 心 位 于 导 轨 垂 线 (三 心 定 理 )过 P13 导 轨 的 无 穷 远 处 K=3,N=3 (3 1) /2=3 (P13)12 21 1213 1213 vl vlPP PP 作 业 ： P17 1-13, 1-14主 要 内 容 ： 1.速 度 瞬 心 及 其 求 法 2.瞬 心 在 速 度 分 析 上 的 应 用 小 结 : 一 .基 本 概 念 :机 器 、 机 构 、 构 件 、 零 件 、 运 动 副 (定 义 ,判 断 ) 、 瞬 心 二 .基 本 内 容 : 1.自 由 度 计 算 2.计 算 自 由 度 应 注 意 事 项 3.绘 制 运 动 简 图 4.机 构 具 有 确 定 运 动 的 条 件 5.瞬 心 的 求 法
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