第1章机械系统的运动简图设计2jsp

,F=3n,(2P,l,+P,h,)=3n,2P,l,P,h,一、平面机构自由度的一般公式,机构的自由度,=,机构的独立运动数目,平面机构独立运动的数目为：所有活动构件,的自由度的和减去所有运动副引入约束数目的和。,若平面机构中有,n,个活动构件,，,各构件之间共,构成了,P,l,个低副,和,P,h,个高副,，,则它们共引入,(2P,l,+P,h,),个约束,。,则机构的自由度,F,为：,1,3,机械系统具有确定运动的条件,二、机构具有确定运动的条件,P,5,=3,F=0,2,3,1,n=3,P,5,=5,F=,1,4,B,2,C,A,D,E,1,3,n=3,P,5,=4,F=1,1,4,1,2,3,A,B,C,D,n=4,P,5,=5,F=2,结论：,即机构自由度数,F,大于或等于,1,且等于主动件数。,机构自由度数,F,1,。,1,4,3,C,2,B,5,4,A,D,E,1,C,D,输入的独立运动数目,等于机构自由度数,F,。,2.,机构具有确定运动的条,件是：,1.,机构可能运动的条件是,：,三 计算机构自由度时应注意的问题,A,2,C,B,1,3,4,D,E,5,6,？,1.,复合铰链,3,2,4,由两个以上构件在同,一处构成的重合转动副称,为复合铰链。,由,m,个,构件在一处组成,轴线重合的转动副。实际上,有,(m-1),个转动副,。,复合铰链,m,构件数。,惯性筛机构,3,2,1,1.,复合铰链,3,2,4,例题：计算机构自由度,如图所示,F,、,B,、,D,、,C,处是复合铰链,2.,局部自由度,局部自由度,机构中个别构件所具有的不影响其它构件运动，即与整个机构运动无关的自由度。,在计算机构自由度时，局部自由度应当舍弃不计,。,2,1,A,C,B,4,3,?,2,1,A,C,B,3,虚约束,机构中那些对构件间的相对运动不起独立限制作用的,重复约束。或称消极约束。,3.,虚约束,4,F,5,AB,CD,EF,1,2,3,A,D,B,C,E,1,2,3,A,D,B,C,E,？,在计算中将产生虚约束的构件和运动副去掉，然后再进行计算。,3.,虚约束,F=3n-(2P,l,+P,h,-P,)-F,平面机构自由度公式：,局部自由度,虚约束,（,1,）机构中联结构件与被联结构件的轨迹重合。,？,C,AD=BD=DC,2,A,B,1,4,D,3,常见的虚约束：,（,2,）当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或,重合时，则只有一个移动副起约束作用，其余都,是虚约束。,2,C,A,B,1,3,4,F=3,2-2 2 1=1,（,3,）当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则,只有一个转动副起作用，其余的转动副都是虚约束。,A,C,B,D,1,2,3,2,（,4,）机构运动过程中，其中某两构件上两点之间的距离始,终不变，则将两点以构件联接，将会引入一个虚约束。,4,C,A,B,1,3,2,5,D,E,F,BC=EF,，,AB=CD,，,BE=CF,，,AE=DF,。,F=3n-2p-p=3*4-2*6=0,?,F=3n-2p-p=3*3-2*4=1,C,A,B,1,3,2,5,D,(5),机构中对运动起重复限制作用的对称部分引入 虚约束。,2,1,3,2,2,O,(6 ),如果两构件在多处接触而构成平面高副，且各接触点,处的公法线彼此重合，则只能算一个平面高副，其余,为虚约束。,A,B,n,1,n,2,A,B,n,1,n,1,有虚约束,无虚约束,虚约束的本质是什么,?,从运动的角度看,虚约束就是,“,重复的约束,”,或者是,“,多余的约束,”,。,提示：,一般情况下，虚约束往往出现在有对称、重复的结构特点处。,计算自由度应除去虚约束不计，但仍应是一个独立的机构，且,一般输入、输出不能拆除,。,机构中为什么要使用虚约束,?,a.,可以改善受力、增加刚性、使受力状态更合理；,b.,使机构平衡,c.,保证机构不反向，,顺利通过某些特殊位置,的运动,等,。,使用虚约束时要注意什么问题,?,保证满足虚约束存在的几何条件；,其相关尺寸的制,造精度要求高，增大了制造成本。,例,1,如图所示，已知：,DE=FG=HI,，且相互平行；,DF=EG,，且相,互平行；,DH=EI,，且相互平行。计算此机构的自由度。,(,若存,在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）,。,局部自由度,虚约束,复合铰链,例,2,计算图所示机构的自由度,(,若存在局部自由度、复合铰链、,虚约束请标出）。,局部自由度,虚约束,局部自由度,复合铰链,虚约束,例,3,如图所示,已知,HG=IJ,且相互平行；,GL=JK,，且相互平,行。计算此机构的自由度,(,若存在局部自由度、复合铰链、,虚约束请标出）。,A,2,C,B,1,3,D,E,5,6,4,7,复合铰链,例,4,：,计算图所示机构的自由度,(,若存在局部自由度、,复合铰链、虚约束请标出）。,例,5,：,计算图所示机构的自由度,(,若存在局部自由度、,复合铰链、虚约束请标出）。,复合铰链,局部自由度,虚约束,虚约束,虚约束,局部自由度,复合铰链,