资源描述
重 点,运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。,第,1,章,平面机构的结构分析,内 容,1,构件及其运动副,2,平面,机构运动简图的绘制,3,平面机构自由度的计算,4,平面机构的组成原理和结构分析,构件,运动副,两个构件直接接触且具有确定相对运动的联接。,平面运动副分类,:,转动副,移动副,特点：,面接触、相对转动或相对移动,低副,机构中,运动的单元。,运动副元素,两构件相互接触的几何形状（点、线、面）。,1,构件及其运动副,2,平面机构运动简图的绘制,机构运动简图,表示机构,运动特征,的一种工程用图,表达方式,：,用简单线条表示构件,规定符号代表运动副,按比例定出运动副的相对位置,与运动有关的因素：,构件数目,运动副数目及类型,运动副之间的相对位置,三、,机构运动简图的绘制,方法与步骤：,1.,确定构件数目及原动件、输出构件；,2.,根据各构件间的相对运动确定运动副的种类和数目；,3.,选定比例尺，按规定符号绘制运动简图；,4.,标明机架、原动件和作图比例尺；,5.,验算自由度。,F=,6,F=,3,不论形成运动副的两个构件是否其中有一个相对固定，运动副引入的约束数,S,均相同。,运动副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。,1.,转动副,x,0,y,0,x,y,约束数,S = 2,F=,1,F=,4,F=,6,F=,3,二,、,平面运动副的约束条件,约束,限制,约束条件,约束数,1.,转动副,x,0,y,0,x,y,约束数,S = 2,F,=,1,F,=,4,F=3n-2P,L,-P,H,=3,2,-2,3,-,0,=,0,F=3n-2P,L,-P,H,=3,3,-2,5,-,0,=,-1,三个构件通过三个转动副相连,相当于一个构件。,2.,机构,(,运动链,),具有确定相对运动的条件,有一个机架,自由度大于零（,F0,）,原动件数,=,自由度数,（通常，原动件为含低副构件且与机架相连,只有一个自由度。）,F3n2P,L,P,H,3,2,7,6,0,9,F3n2P,L,P,H,3,2,7,10,0,1,?,复,复,复,复,例,3,圆盘锯机构,F3n2P,L,P,H,3,2,1,2,3,F3n2P,L,P,H,3,2,2,3,1,-,1,两构件间构成多个运动副,3.,注意事项,（续）,错,2,2,1,1,对,移动副导路,平行,转动副轴线,重合,平面高副接触点,共法线,“转动副”,“移动副”,1.,轨迹重合,转动副联接的两构件上联接点的轨迹重合,1,2,3,4,B,O,A,F3n2P,L,P,H,+P,3,2, +,3,4,1,1,1,F3n2P,L,P,H,3,2,3,4,1,0,错,对,虚约束常发生在下列情况,n4，P,L,4，P,H,0，P,1 F1,4,1,2,3,5,用一个构件两个运动副去联接则构成虚约束,2.,两构件上某两点间的距离在运动过程中始终不变,虚,F3n2P,L,P,H,+P,3,2, +,4,6,0,1,1,3.,对传递运动不起独立作用的重复部分,1,2,3,2,虚,F3n2P,L,P,H,+P,3,2, +,4,4,4,1,1,P,2P,l,+P,h,3n,2,+ ,2,4,3 2,2,F3n2P,L,P,H,+P,3,2, +,5,5,6,1,2,虚,平面机构自由度计算公式,F3n- 2P,L,- P,H,+ P,- F,n,活动构件数,P, ,虚约束数,P,L,低副数,F, ,局部自由度数,P,H,高副数,F3n2P,L,P,H,+,P,- F,3,2, + -,7,9,1,1,局,复,局,F3n2P,L,P,H,+ P,- F,3,2, + -,8,10,1,2,例,4,例,5,4,1,2,3,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,9,0,1,8,0,1,F3n2P,L,P,H,3,2,8,11,1,1,例,6,1.4.,1,平面机构的高副低代,根据一定的条件对平面机构中的高副虚拟地用低副来替代，,这种以低副代替高副的方法称为,高副低代,。,条件一：代替前后机构的自由度不变,F,=,31 - 22 = -,1,4,机构的组成原理和结构分析,条件二：代替前后机构的瞬时速度和加速度不变,两个高副元素均为圆弧,AO,1,、,BO,、,OO,1,均保持不变,瞬时替代机构,构件,+,运动副,运动链,机构,机架,原动件,从动件组合,F,= 0,基本杆组：最简单的不可再拆的自由度为零的构件组，,简称为杆组。,1.4.,2,机构的组成原理,平面低副运动链自由度,F,= 3,n,- 2,P,L,基本杆组,F,= 0,P,L,=,n,3,2,n,= 2,P,L,=,3 ,级杆组（双杆组）,n,= 4,P,L,=,6 ,级杆组,三副构件,3,个双副构,件,n,= 2,P,L,=,3 ,级杆组（双杆组）,n,= 4,P,L,=,6 ,级杆组,任何机构都可以看作是若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动机和机架上而构成的，机构的自由度等于原动件的数目，这就是,机构的组成原理,。,构件,+,运动副,运动链,机构,机架,原动件,若干基本杆组,机架和原动件,级杆组,级杆组,四杆机构,八杆机构,机构的组成：,在机架和原动件上每增加一个基本杆组，并不改变原来,的自由度，每次增加都可以获得一个新机构；,设计新机构时，在满足相同工作要求的前提下，机构的,结构越简单越好，杆组级别越低越好，运动副数目越少,越好。,F,= 3,n,- 2,P,L,P,H,I,级机构,II,级机构,III,级机构,机构的命名：,以机构中所包含的基本杆组的最高级别,原动件不同，机构,的级别也有可能不同,1,2,3,4,5,6,7,8,例：机构的结构分析,本章重点小结,一、构件,+,运动副,运动链,机构,机架,原动件,从动件,基本杆组,三、机构运动简图的绘制,二、运动链成为机构的条件：,F 0,原动件数目等于自由度数目,平面运动链自由度计算方法和注意事项,
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