機構自由度的計算文庫.ppt

第2章 機器的組成及機構運動要素, 2.1 機器的組成及其設計方法 2.2 機構、構件及運動副 2.3 平面機構運動簡圖 2.4 平面機構自由度的計算,活塞泵的機構運動簡圖,曲柄、連桿、齒扇、 齒條活塞、機架。 曲柄為原動件， 其余為從動件， 當曲柄勻速轉動時， 活塞在汽缸中往復移動。,F=3n-2pL-ph=3x4-2x5-1=1,3、顎式破碎機,顎式破碎機簡圖分析,F=3n-2pl-ph=3x3-2x4=1,2.4 平面機構自由度的計算,一、機構具有確定運動的條件 二、計算機構自由度 三、計算機構自由度時應注意的問題 1復合鉸鏈 2局部自由度 3、虛約束,一、機構具有確定運動的條件 因為一個原動件只能提供一個獨立運動參數(shù)，所以， 機構的自由度數(shù)等于機構的原動件數(shù)，既機構有多少個自由度，就應該給機構多少個原動件。 自由度=原動件數(shù),二、計算機構自由度 （設n個活動構件，PL個低副，PH個高副） F=3n-2PL-PH,2.4 平面機構自由度的計算,（移動導桿機構）,3.5,F=3n-2pl-ph=3x3-2x4=1,四桿機構的自由度計算,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,原動件數(shù)=機構自由度,舉例 2 內燃機,F=3n2PL-PH=3X5-2X6-1X2=1,例 二桿機構的自由度計算,n=1 pL=1 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,三桿自由度計算,n=2 pL=3 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =0,原動件數(shù)=機構自由度,（F=0，不是機構 是剛性桁架 ）,凸輪機構自由度計算,n=2 pL=2 ph=1 F=3n-(2pL+ph)=1,四桿機構的自由度計算,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,原動件數(shù)=機構自由度,原動件數(shù)機構自由度數(shù)，機構運動不確定（任意亂動）,鉸鏈五桿機構,n=4 pL=5 ph=0 F=3n-(2pL+ph)=2,五桿機構2個原動件,小結： 運動鏈的自由度F 與原動件數(shù)目的關系： 自由度F0 結構（不是機構） 自由度F0 時，F(xiàn)原動件數(shù)目(運動不相容，破壞了機構) F=原動件數(shù)目（運動確定) F原動件數(shù)目（運動不確定),機構具有確定運動的條件是：機構的自由度數(shù)等于機構的原動件數(shù)，既機構有多少個自由度，就應該給機構多少個原動件。,三、計算機構自由度時應注意的問題,1復合鉸鏈,三個或三個以上構件在同一處構成共軸線轉動副的鉸鏈，我們稱為復合鉸鏈。,若有m個構件組成復合鉸鏈，則 復合鉸鏈處的轉動副數(shù)應為（m-1）個。,2個低副,三、計算機構自由度時應注意的問題,2局部自由度,機構中某些構件具有局部的、不影響其它構件運動的自由度，同時與輸出運動無關的自由度我們稱為局部自由度。,滾子作用：滑動摩擦 滾動摩擦,三、計算機構自由度時應注意的問題,左圖：n=2，PL=2，Ph1， F=3x2-2x2-1=1 如右圖凸輪機構認為： n=3，PL=3，Ph1， F=3x3-2x3-1=2，是錯誤的。,2局部自由度,對于含有局部自由度的機構在計算自由度時，不考慮局部自由度。,局部自由度， “焊死”處理,三、計算機構自由度時應注意的問題,（3）虛約束：,在特殊的幾何條件下，有些約束所起的限制作用是重復的，這種不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。,平行四邊形機構,在計算機構自由度時應將虛約束去除。,（3）虛約束：,平行四邊形機構,3、虛約束：,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：,（1）兩連接構件在連接點上的運動軌跡相重合，,虛約束消除平行四邊形運動不確定性,3、虛約束：,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：,（1）兩連接構件在連接點上的運動軌跡相重合，,（2）兩構件某兩點間的距離始終不變，將此兩點用構件和運動副連接會帶進虛約束。,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pl+ph)=1,3、虛約束：,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：,（1）兩連接構件在連接點上的運動軌跡相重合，,（2）兩構件某兩點間的距離始終不變，將此兩點用構件和運動副連接會帶進虛約束。,（3）兩構件組成多個移動方向一致的運動副,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：,（1）兩連接構件在連接點上的運動軌跡相重合，,（2）兩構件某兩點間的距離始終不變，將此兩點用構件和運動副連接會帶進虛約束。,（3）兩構件組成多個移動方向一致的運動副 或兩構件組成多個軸線重合的移動副,（4）與運動無關的對稱部分，如多個行星輪,虛約束改善受力,1、雷達旋轉裝置,2、和面機,F=3n-2pl-ph =3x3-2x4=1,F=3n-2pl-ph =3x3-2x4=1,舉例 6,F=3n-2pl-ph =3x5-2x7=1,F=3n-2pl-ph =3x4-2x5-