機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析(運(yùn)動副).ppt

1、21 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的,第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析,22 機(jī)構(gòu)的組成,23 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,24 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算,25 計(jì)算平面自由度時應(yīng)注意的事項(xiàng),21 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的,機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容主要有以下幾個方面：,(1) 研究機(jī)構(gòu)的組成及其具有確定運(yùn)動的條件。,(2) 根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類。,(3) 研究機(jī)構(gòu)的組成原理。,目的,為新機(jī)構(gòu)的創(chuàng)造提供途徑。,在綜合新機(jī)構(gòu)時，需要知道機(jī)構(gòu)是怎樣 組合起來的，而且在什么條件下，才能實(shí)現(xiàn) 確定的運(yùn)動；,為舉一反三地研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析和動力 分析提供方便。,2運(yùn)動副(kinetic pair) 兩個構(gòu)件組成的可動的聯(lián)接稱為 運(yùn)動副。而

2、把兩構(gòu)件上能夠參加接觸 而構(gòu)成運(yùn)動副的表面稱為運(yùn)動副元素。,22 機(jī)構(gòu)的組成,1構(gòu)件(link) 構(gòu)件 機(jī)器中每一個獨(dú)立的運(yùn)動單元體。,運(yùn)動副元素：圓柱面、圓孔面,例：軸1與軸承2的配合,例：滑塊1與導(dǎo)軌2的接觸,運(yùn)動副元素：棱柱面、棱孔面,例：兩齒輪輪齒的嚙合,運(yùn)動副元素：兩齒廓曲面,（1）按引入約束的數(shù)目分。 I級副、級副、級副、級副、級副。,運(yùn)動副分類：,球銷副（副）,轉(zhuǎn)動副（副）,（2）按兩構(gòu)件的接觸情況進(jìn)行分。 高副：點(diǎn)或線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動副； 低副：面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動副。,運(yùn)動副分類：,球面高副,齒輪副,轉(zhuǎn)動副,（3）按兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動的不同分。 轉(zhuǎn)動副或回轉(zhuǎn)副、移動副、螺旋副

3、、球面副、 平面運(yùn)動副、空間運(yùn)動副。,運(yùn)動副分類：,球銷副,螺旋副,移動副,轉(zhuǎn)動副,3、運(yùn)動鏈,把兩個以上的構(gòu)件通過運(yùn)動副的聯(lián)接而構(gòu)成 的相對可動的系統(tǒng)稱為運(yùn)動鏈。,空間運(yùn)動鏈,4、機(jī)構(gòu),運(yùn)動鏈中，若固定某一構(gòu)件（機(jī)架），并給另一個或數(shù)個構(gòu)件以確定的獨(dú)立的運(yùn)動（原動件），使其余構(gòu)件（從動件）的運(yùn)動隨之確定的這種運(yùn)動鏈(kinetic chain)稱為機(jī)構(gòu)。,23 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,用簡單的線條和規(guī)定的符號 表示組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件和運(yùn)動副， 并按一定的比例尺表示運(yùn)動副的 相對位置的簡單圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn) 動簡圖(Kinematical Diagrams) 。,23 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,（1）分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況，定

4、出其原動部 分、工作部分，搞清楚傳動部分。,（3）選擇適當(dāng)?shù)谋壤摺?步驟：,（2）合理選擇投影面及原動件適當(dāng)?shù)耐队八?時位置。,（4）用簡單的線條和規(guī)定的符號繪圖。,（5）檢驗(yàn)。,23 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,例題：插齒機(jī),23 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,例題：破碎機(jī)機(jī)構(gòu),24 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算,作空間運(yùn)動的自由構(gòu)件有6個獨(dú)立運(yùn)動（自由度），,作平面運(yùn)動的自由構(gòu)件有3個獨(dú)立運(yùn)動（自由度） 。,若平面機(jī)構(gòu)中有n個活動構(gòu)件，各構(gòu)件之間共構(gòu)成了 Pl個低副和Ph個高副，則它們共引入(2Pl+Ph)個約束。,機(jī)構(gòu)的自由度F為：,F=3n(2Pl+Ph)=3n2PlPh,一 平面機(jī)構(gòu)自由度的一般公式,24 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算

5、,二 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件,結(jié)論：,機(jī)構(gòu)具有確定 運(yùn)動的條件是：,機(jī)構(gòu)自由度數(shù)F1 且等于主動件數(shù)。,25 計(jì)算平面自由度時應(yīng)注意的事項(xiàng),1. 復(fù)合鉸鏈,由兩個以上構(gòu)件在 同一處構(gòu)成的重合轉(zhuǎn)動 副稱為復(fù)合鉸鏈。,由m個構(gòu)件在一處組 成軸線重合的轉(zhuǎn)動副。實(shí) 際上有(m-1)個轉(zhuǎn)動副。,F = 3*7 - 2*10 = 1,如圖所示F、B、D、C 處是復(fù)合鉸鏈,25 計(jì)算平面自由度時應(yīng)注意的事項(xiàng),2. 局部自由度,局部自由度機(jī)構(gòu)中個別構(gòu)件所具有的不影響其它構(gòu)件運(yùn)動，即與整個機(jī)構(gòu)運(yùn)動無關(guān)的自由度。,在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時，局部自由度應(yīng)當(dāng)舍棄不計(jì)。,F = 3*3 - 2*3 1 = 2？,F = 3*

6、2 - 2*2 1 = 1,25 計(jì)算平面自由度時應(yīng)注意的事項(xiàng),3. 虛約束,虛約束機(jī)構(gòu)中那些對構(gòu)件間的相對運(yùn)動不起獨(dú) 立限制作用的重復(fù)約束?；蚍Q消極約束。,常見的虛約束：,（1）機(jī)構(gòu)中聯(lián)結(jié)構(gòu)件與被聯(lián)結(jié)構(gòu)件的軌跡重合。,F = 3*4 - 2*6 = 0？,F = 3*3 - 2*4= 1,（2）當(dāng)兩構(gòu)件組成多個移動副，且其導(dǎo)路互相平行或重合 時，則只有一個移動副起約束作用，其余都是虛約束。,25 計(jì)算平面自由度時應(yīng)注意的事項(xiàng),常見的虛約束：,F=3 2 -2 2 1=1,F=3 3-2 4 =1,25 計(jì)算平面自由度時應(yīng)注意的事項(xiàng),常見的虛約束：,（3）當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，且軸線互相重合時，則 只有一個轉(zhuǎn)動副起作用，其余轉(zhuǎn)動副都是虛約束。,25 計(jì)算平面自由度時應(yīng)注意的事項(xiàng),常見的虛約束：,（4）機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中，其中某兩構(gòu)件上兩點(diǎn)之間的距離始 終不變，則將兩點(diǎn)以構(gòu)件聯(lián)接，則將會引入一個虛約束。,F=3n-2p-p=3*4-2*6=0 ?,F=3n-2p-p=3*3-2*4=1,25 計(jì)算平面自由度時應(yīng)注意的事項(xiàng),常見的虛約束：,(5) 機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動起重復(fù)限制作用的對稱部分引入 虛約束。,F=3 3 - 2 3 2 = 1,25 計(jì)算平面自由度時應(yīng)注意的事項(xiàng),常見的虛約束：,(