第1章機械系統(tǒng)的運動簡圖設(shè)計PPT課件

1、二、機構(gòu)具有確定運動的條件P5=3, F=0231n=3, P5=5,F= 14B2CADE13n=3,P5=4, F=1 14123ABCDn=4,P5=5,F=2結(jié)論：結(jié)論： 即機構(gòu)自由度數(shù)即機構(gòu)自由度數(shù)F F大于或大于或等于等于1 1且等于主動件數(shù)。且等于主動件數(shù)。機構(gòu)自由度數(shù)F 1。 1 43C2B54ADE1C D 輸入的獨立運動數(shù)目等于機構(gòu)自由度數(shù)F 。2. 機構(gòu)具有確定運動的條 件是：1.機構(gòu)可能運動的條件是：第1頁/共22頁三三 計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的問題A2CB134DE5636253F？1. 1. 復(fù)合鉸鏈324 由兩個以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成的重

2、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。實際上有(m-1)個轉(zhuǎn)動副。復(fù)合鉸鏈17253F m 構(gòu)件數(shù)。慣性篩機構(gòu)慣性篩機構(gòu)第2頁/共22頁3211. 1. 復(fù)合鉸鏈324第3頁/共22頁例題：計算機構(gòu)自由度如圖所示 F、B、D、C 處是復(fù)合鉸鏈110273F第4頁/共22頁2. 2. 局部自由度局部自由度機構(gòu)中個別構(gòu)件所具有的不影響其它構(gòu)件運動，即與整個機構(gòu)運動無關(guān)的自由度。在計算機構(gòu)自由度時，局部自由度應(yīng)當(dāng)舍棄不計在計算機構(gòu)自由度時，局部自由度應(yīng)當(dāng)舍棄不計。21ACB43213233F?21ACB3112232F第5頁/共22頁虛約束機構(gòu)中那些對構(gòu)件間的相對運動不起獨立

3、限制作用的重復(fù)約束?；蚍Q消極約束。3. 3. 虛約束4F5ABCDEF123ADBCE123ADBCE06243F？14233F第6頁/共22頁 在計算中將產(chǎn)生虛約束的構(gòu)件和在計算中將產(chǎn)生虛約束的構(gòu)件和運動副去掉，然后再進行計算。運動副去掉，然后再進行計算。3. 3. 虛約束F=3n-(2Pl+Ph-P)-F平面機構(gòu)自由度公式：平面機構(gòu)自由度公式：局部自由度虛約束第7頁/共22頁（1）機構(gòu)中聯(lián)結(jié)構(gòu)件與被聯(lián)結(jié)構(gòu)件的軌跡重合。06243F？14233FCAD=BD=DC2AB14D3常見的虛約束：第8頁/共22頁（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，

4、其余都 是虛約束。2CAB13414233FF=3 2 -2 2 1=1第9頁/共22頁（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，其余的轉(zhuǎn)動副都是虛約束。ACBD1232第10頁/共22頁（4）機構(gòu)運動過程中，其中某兩構(gòu)件上兩點之間的距離始 終不變，則將兩點以構(gòu)件聯(lián)接，將會引入一個虛約束。 4CAB1325DEFBC=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 CAB1325D第11頁/共22頁(5) 機構(gòu)中對運動起重復(fù)限制作用的對稱部分引入 虛約束。21322O123233F?16

5、5253F第12頁/共22頁(6 ) 如果兩構(gòu)件在多處接觸而構(gòu)成平面高副，且各接觸點 處的公法線彼此重合，則只能算一個平面高副，其余 為虛約束。ABn1n2ABn1n1有虛約束無虛約束第13頁/共22頁虛約束的本質(zhì)是什么虛約束的本質(zhì)是什么? ? 從運動的角度看, ,虛約束就是“重復(fù)的約束重復(fù)的約束”或者是“多余的約束多余的約束”。第14頁/共22頁提示：提示： 一般情況下，虛約束往往出現(xiàn)在有對稱、重復(fù)的結(jié)構(gòu)特點處。 計算自由度應(yīng)除去虛約束不計，但仍應(yīng)是一個獨立的機構(gòu)，且 一般輸入、輸出不能拆除。機構(gòu)中為什么要使用虛約束? a. 可以改善受力、增加剛性、使受力狀態(tài)更合理； b. 使機構(gòu)平衡c.保

6、證機構(gòu)不反向，的運動。使用虛約束時要注意什么問題? 保證滿足虛約束存在的幾何條件；第15頁/共22頁例 1 如圖所示，已知： DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相 互平行；DH=EI，且相互平行。計算此機構(gòu)的自由度。 (若存 在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請標(biāo)出）。ADECHGFIBK123456789局部自由度虛約束復(fù)合鉸鏈1111283231;11;8HHLPPnFPPnL第16頁/共22頁例 2 計算圖所示機構(gòu)的自由度 (若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、 虛約束請標(biāo)出）。7 7A AC C1 12B B3 3D DE EF FG GH HI I4 45 56 6局部自由度虛約束11

7、8263231;8;6HHLPPnFPPnL第17頁/共22頁局部自由度C C2 21 1A AB B6 67 78 89 91 10 01 11 1G GH HI IJ JK KL LE ED DF F3 34 45 5復(fù)合鉸鏈虛約束1111283231;11;8HHLPPnFPPnL例3 如圖所示, 已知HG=IJ,且相互平行；GL=JK，且相互平 行。計算此機構(gòu)的自由度 (若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、 虛約束請標(biāo)出）。第18頁/共22頁A2CB13DE5647110273F復(fù)合鉸鏈例 4：計算圖所示機構(gòu)的自由度 (若存在局部自由度、 復(fù)合鉸鏈、虛約束請標(biāo)出）。第19頁/共22頁例 5：計算圖所示機構(gòu)的自由度 (若存在局部自由度、 復(fù)合鉸鏈、虛約束請標(biāo)出）。復(fù)