平面機(jī)構(gòu)的自由度

1、整理課件1Foundation of Machine Design 能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院 機(jī)械教研室滕 偉整理課件2平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析平面機(jī)構(gòu)：平面機(jī)構(gòu)：所有構(gòu)件都在相互平行的所有構(gòu)件都在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。（否則稱為平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。（否則稱為“空空間機(jī)構(gòu)間機(jī)構(gòu)” ）實(shí)際構(gòu)件的外形和結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，在實(shí)際構(gòu)件的外形和結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，在研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，常用簡單的線條和符號(hào)研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，常用簡單的線條和符號(hào)來表示，以便于分析和研究。來表示，以便于分析和研究。整理課件311 運(yùn)動(dòng)副及其分類運(yùn)動(dòng)副及其分類圖圖1-1 平面運(yùn)動(dòng)剛體的自由度平面運(yùn)動(dòng)剛體的

2、自由度整理課件4 自由度：自由度：構(gòu)件相對(duì)于參考坐標(biāo)系的獨(dú)立構(gòu)件相對(duì)于參考坐標(biāo)系的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。 一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有三個(gè)獨(dú)一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。立運(yùn)動(dòng)。 結(jié)論：結(jié)論：一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有三個(gè)自由度。三個(gè)自由度。整理課件5一、運(yùn)動(dòng)副定義：一、運(yùn)動(dòng)副定義： 兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接稱為兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接稱為運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副。 兩構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副，其接觸不外乎點(diǎn)、線、面。兩構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副，其接觸不外乎點(diǎn)、線、面。二、運(yùn)動(dòng)副分類：二、運(yùn)動(dòng)副分類： 1、低副：、低副：兩構(gòu)件通過面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副。如活塞兩

3、構(gòu)件通過面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副。如活塞與氣缸、活塞與連桿與氣缸、活塞與連桿 。 1）轉(zhuǎn)動(dòng)副（鉸鏈）：轉(zhuǎn)動(dòng)副（鉸鏈）：只能在一個(gè)平面內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)只能在一個(gè)平面內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。如圖的運(yùn)動(dòng)副。如圖1-2a 圖圖1-2a 轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副 （固定鉸鏈固定鉸鏈）整理課件6圖圖1-2 b 轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副（活動(dòng)鉸鏈）（活動(dòng)鉸鏈）圖圖1-3 移動(dòng)副移動(dòng)副2）移動(dòng)副：移動(dòng)副：只能沿某一軸線相對(duì)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。只能沿某一軸線相對(duì)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。如圖如圖1-3整理課件7圖圖1-4 平面高副平面高副2 2、高副：、高副：兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副。如凸輪與從兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副。如凸輪與從動(dòng)件、齒輪與齒輪。如圖

4、動(dòng)件、齒輪與齒輪。如圖1-4整理課件8圖圖1-4 a 凸輪副凸輪副圖圖1-4 b 齒輪副齒輪副整理課件9圖圖1-5 螺旋副螺旋副圖圖1-5 球面副球面副圖圖1-5空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副空空間間運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)副副整理課件1012 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖：一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖：說明機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系說明機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系 的簡單圖形。的簡單圖形。 1）用簡單線條和符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副。）用簡單線條和符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副。 2）按一定比例定出各運(yùn)動(dòng)副位置。）按一定比例定出各運(yùn)動(dòng)副位置。二、運(yùn)動(dòng)副表示方法二、運(yùn)動(dòng)副表示方法圖圖1-6 平面運(yùn)動(dòng)副的表示方法平面運(yùn)動(dòng)副的表示方

5、法整理課件11圖圖1-7 構(gòu)件的表示方法構(gòu)件的表示方法三、構(gòu)件的表示方法三、構(gòu)件的表示方法整理課件12常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖符號(hào)常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖符號(hào) 在在機(jī)機(jī)架架上上的的電電機(jī)機(jī)帶帶傳傳動(dòng)動(dòng)外嚙外嚙合圓合圓柱齒柱齒輪傳輪傳動(dòng)動(dòng)凸凸輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)整理課件13四、構(gòu)件分類：四、構(gòu)件分類： 1）機(jī)架機(jī)架（固定構(gòu)件）（固定構(gòu)件） 每個(gè)每個(gè)機(jī)構(gòu)中必有，常用作參考坐標(biāo)機(jī)構(gòu)中必有，常用作參考坐標(biāo)系。系。 2）原動(dòng)件原動(dòng)件（輸入構(gòu)件）（輸入構(gòu)件） 運(yùn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的構(gòu)件。必有一個(gè)動(dòng)規(guī)律已知的構(gòu)件。必有一個(gè)或幾個(gè)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律由外界給或幾個(gè)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律由外界給定。定。 3）從動(dòng)件從動(dòng)件 隨原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)而隨原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其

6、它活動(dòng)構(gòu)件。其中輸運(yùn)動(dòng)的其它活動(dòng)構(gòu)件。其中輸出預(yù)期運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)件稱為輸出出預(yù)期運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)件稱為輸出構(gòu)件。構(gòu)件。圖圖1-8 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)整理課件14 )(mmml圖上尺寸實(shí)際尺寸五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制1）分析機(jī)構(gòu)，觀察相對(duì)運(yùn)動(dòng)，數(shù)清所有構(gòu)件的數(shù)目；）分析機(jī)構(gòu)，觀察相對(duì)運(yùn)動(dòng)，數(shù)清所有構(gòu)件的數(shù)目；2）確定所有運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目；）確定所有運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目；3）選擇合理的位置（即能充分反映機(jī)構(gòu)的特性）；）選擇合理的位置（即能充分反映機(jī)構(gòu)的特性）；4）確定比例尺；）確定比例尺；5）用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制成簡圖。（從原動(dòng)件開始畫）用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制成簡圖。（從原動(dòng)件開

7、始畫)舉例：舉例：繪制繪制破碎機(jī)破碎機(jī)和和活塞泵活塞泵的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。整理課件15A1234BCD圖圖1-9 顎式破碎機(jī)及機(jī)構(gòu)的顎式破碎機(jī)及機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖運(yùn)動(dòng)簡圖例例1 1 顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)整理課件16運(yùn)動(dòng)副？運(yùn)動(dòng)副？圖圖1-10 活塞泵及機(jī)構(gòu)的活塞泵及機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖運(yùn)動(dòng)簡圖例例2 2 活塞泵活塞泵整理課件1713 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度yx1yxo圖圖1-11 機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件組合體，即該機(jī)構(gòu)中的所有構(gòu)件組合體，即該機(jī)構(gòu)中的所有構(gòu)件在任一瞬時(shí)的運(yùn)動(dòng)都是完全確定在任一瞬時(shí)的運(yùn)動(dòng)都是完全確定的。什么是機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的的。什么是機(jī)構(gòu)具

8、有確定運(yùn)動(dòng)的條件呢？條件呢？一、平面機(jī)構(gòu)的自由度及其計(jì)算一、平面機(jī)構(gòu)的自由度及其計(jì)算 一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有三個(gè)自由度（在直角坐標(biāo)系有三個(gè)自由度（在直角坐標(biāo)系中），即沿中），即沿x、y軸方向的移動(dòng)以軸方向的移動(dòng)以及在及在xoy平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副后相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副后相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到約束，自由度數(shù)目減少。受到約束，自由度數(shù)目減少。整理課件18 如圖如圖1-12所示，約束了沿所示，約束了沿x、y軸移動(dòng)的自由度，軸移動(dòng)的自由度，只保留一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。只保留一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。 （1）回轉(zhuǎn)副）回轉(zhuǎn)副圖圖1-12 回轉(zhuǎn)副約束回轉(zhuǎn)副約束yx2z1 1低

9、副低副o整理課件19 如圖如圖1-13所示，約束了沿所示，約束了沿y軸方向的移動(dòng)和在軸方向的移動(dòng)和在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)自由度，只保留沿平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)自由度，只保留沿x軸方向移動(dòng)的軸方向移動(dòng)的自由度。自由度。12xy（2）移動(dòng)副）移動(dòng)副圖圖1-13 移動(dòng)副約束移動(dòng)副約束o整理課件20 如圖如圖1-14所示，只約所示，只約束了沿接觸處公法線束了沿接觸處公法線n-n方方向移動(dòng)的自由度，保留繞向移動(dòng)的自由度，保留繞接觸處的轉(zhuǎn)動(dòng)和沿接觸處接觸處的轉(zhuǎn)動(dòng)和沿接觸處公切線公切線t-t方向移動(dòng)的兩個(gè)方向移動(dòng)的兩個(gè)自由度。自由度。2高副高副圖圖1-14 高副約束高副約束 12ttnnA整理課件21結(jié)論結(jié)論: 每個(gè)低副

10、引入兩個(gè)約束，使機(jī)構(gòu)失去兩個(gè)自由度；每個(gè)低副引入兩個(gè)約束，使機(jī)構(gòu)失去兩個(gè)自由度； 每個(gè)高副引入一個(gè)約束，使機(jī)構(gòu)失去一個(gè)自由度。每個(gè)高副引入一個(gè)約束，使機(jī)構(gòu)失去一個(gè)自由度。整理課件22 機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)也即是機(jī)構(gòu)所具有的獨(dú)立機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)也即是機(jī)構(gòu)所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。（運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。（從動(dòng)件不能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件不能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)）由公式可知，機(jī)構(gòu)自由度由公式可知，機(jī)構(gòu)自由度F取決于活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)取決于活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目以及運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)和數(shù)目。目以及運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)和數(shù)目。若一平面機(jī)構(gòu)有若一平面機(jī)構(gòu)有K個(gè)構(gòu)件，除去固定件（個(gè)構(gòu)件，除去固定件（1個(gè)），個(gè)），活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)nK1，若機(jī)構(gòu)中低副數(shù)目為，若機(jī)構(gòu)中低副

11、數(shù)目為PL，高副數(shù)目為高副數(shù)目為PH，則該機(jī)構(gòu)自由度，則該機(jī)構(gòu)自由度 F 的計(jì)算公式為：的計(jì)算公式為：F3n2PLPH整理課件23解：解： n3，PL4，PH 0，則有，則有 F3n2PLPH 3 x 3 2 x 401例例3 3 計(jì)算圖示顎式破碎機(jī)主體結(jié)構(gòu)的自由度計(jì)算圖示顎式破碎機(jī)主體結(jié)構(gòu)的自由度整理課件24解：解：n4， PL5，PH 1，則有，則有 F3n2PLPH 3 x 4 2 x 511例例4 4 計(jì)算圖示活塞泵的自由度計(jì)算圖示活塞泵的自由度整理課件25二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 104233F原動(dòng)件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度 圖圖1-15 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)整

12、理課件26圖圖1-16 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度 104233F整理課件27鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)205243F原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定（任意亂動(dòng)）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定（任意亂動(dòng)） 圖圖1-17 鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)鉸鏈五桿機(jī)構(gòu) 整理課件28205243F原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定圖圖1-18 鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)整理課件29006243F構(gòu)件間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性桁架 105233F（多一個(gè)約束）超靜定桁架機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度 F=0機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度 F0,原

13、動(dòng)件數(shù)=F，運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)F，機(jī)構(gòu)破壞結(jié)論：結(jié)論：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件： 自由度自由度 F 0，且等于原動(dòng)件個(gè)數(shù)，且等于原動(dòng)件個(gè)數(shù)整理課件31計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng) 1、復(fù)合鉸鏈：、復(fù)合鉸鏈： 兩個(gè)以上構(gòu)件同時(shí)在一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接。兩個(gè)以上構(gòu)件同時(shí)在一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接。 若若K個(gè)構(gòu)件構(gòu)成一復(fù)合鉸鏈，則具有個(gè)構(gòu)件構(gòu)成一復(fù)合鉸鏈，則具有K1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。整理課件32F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 760 9F F3n3n2P2PL LP PH H 3 3 2 2 7100 1?復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)例例5 5 圓盤鋸機(jī)構(gòu)圓盤鋸機(jī)構(gòu)圖圖

14、1-19 圓盤鋸機(jī)構(gòu)圓盤鋸機(jī)構(gòu)整理課件33 2、局部自由度局部自由度：與輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度。（多余自由度）與輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度。（多余自由度）在計(jì)算時(shí)要排除。在計(jì)算時(shí)要排除。圖圖a凸輪機(jī)構(gòu)自由度凸輪機(jī)構(gòu)自由度 F=3n-2PL-PH =33-23-12 C是局部自由度是局部自由度 F=3n-2PL - PH = 32-22-1=1 BC123A4D2D4AB1整理課件343、虛約束虛約束：對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的重復(fù)約束。起限制作用的重復(fù)約束。（消極約束消極約束） 應(yīng)當(dāng)注意應(yīng)當(dāng)注意: 虛約束從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)看虛約束從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)看是多余的，但從增強(qiáng)構(gòu)件剛是多余的，但從

15、增強(qiáng)構(gòu)件剛度，改善機(jī)構(gòu)受力狀況等方度，改善機(jī)構(gòu)受力狀況等方面來看都是必須的。面來看都是必須的。 圖圖1-20 對(duì)稱結(jié)構(gòu)的虛約束對(duì)稱結(jié)構(gòu)的虛約束整理課件35平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)于下列情況：平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)于下列情況：（1）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副且導(dǎo)路互相平行）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副且導(dǎo)路互相平行(縫紉機(jī)引線機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)引線機(jī)構(gòu))（2）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副且軸線互相重合）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副且軸線互相重合（3）對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分）對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分（4）不同構(gòu)件上兩點(diǎn)間的距離保持恒定）不同構(gòu)件上兩點(diǎn)間的距離保持恒定 AMB2314NO3O1104233FAMBN1O3O006243F

16、整理課件36圖圖1-21 縫紉機(jī)引線機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)引線機(jī)構(gòu)多個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副多個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副多個(gè)軸線重合的回轉(zhuǎn)副多個(gè)軸線重合的回轉(zhuǎn)副圖圖1-22 軸線重合的虛約束軸線重合的虛約束 整理課件37例例6 6 計(jì)算圖示大篩機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算圖示大篩機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算自由度計(jì)算自由度（先看有無復(fù)合鉸鏈，再看有幾個(gè)低副）（先看有無復(fù)合鉸鏈，再看有幾個(gè)低副）CDABGFoEE位置位置C ，2個(gè)低副個(gè)低副分析：復(fù)合鉸鏈分析：復(fù)合鉸鏈:局部自由度局部自由度: 1個(gè)個(gè)虛約束虛約束: ECDABGFoE2圖圖1-23 大篩機(jī)構(gòu)大篩機(jī)構(gòu)整理課件38解：由圖解：由圖 b)可得，可得，n7，PL9（7個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和

17、2個(gè)移動(dòng)個(gè)移動(dòng) 副），副）， PH =1。則有。則有: F3n2PLPH 3 x 7 2 x 912整理課件3912A2(A1)B2(B1)一、一、速度瞬心及其求法速度瞬心及其求法P12 VA2A1VB2B11 1、速度瞬心的定義速度瞬心的定義(P12 )()14 速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用整理課件40特點(diǎn)：特點(diǎn)： 該點(diǎn)涉及兩個(gè)構(gòu)件。該點(diǎn)涉及兩個(gè)構(gòu)件。 絕對(duì)速度相同，相對(duì)速度為零。絕對(duì)速度相同，相對(duì)速度為零。 相對(duì)回轉(zhuǎn)中心。相對(duì)回轉(zhuǎn)中心。2、瞬心數(shù)目、瞬心數(shù)目每兩個(gè)構(gòu)件就有一個(gè)瞬心每兩個(gè)構(gòu)件就有一個(gè)瞬心根據(jù)排列組合有根據(jù)排列組合有P12P23P13構(gòu)件

18、數(shù)構(gòu)件數(shù) 4 5 6 8瞬心數(shù)瞬心數(shù) 6 10 15 281 2 3若機(jī)構(gòu)中有若機(jī)構(gòu)中有k個(gè)構(gòu)件，則個(gè)構(gòu)件，則k(k-1)/2k(k-1)/2整理課件41121212tt123、機(jī)構(gòu)瞬心位置的確定、機(jī)構(gòu)瞬心位置的確定1）直接觀察法）直接觀察法 適用于求通過運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件瞬心位置。適用于求通過運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件瞬心位置。nnP12P12P12V12回轉(zhuǎn)副：回轉(zhuǎn)副中心回轉(zhuǎn)副：回轉(zhuǎn)副中心移動(dòng)副：垂直導(dǎo)軌無窮遠(yuǎn)處移動(dòng)副：垂直導(dǎo)軌無窮遠(yuǎn)處純滾動(dòng)高副：接觸點(diǎn)純滾動(dòng)高副：接觸點(diǎn)一般高副：接觸點(diǎn)公法線上一般高副：接觸點(diǎn)公法線上 (接觸點(diǎn)的相對(duì)速度沿切線方向接觸點(diǎn)的相對(duì)速度沿切線方向)整理課件422

19、）三心定律）三心定律定義：定義：三個(gè)彼此作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件共有三個(gè)彼此作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件共有三個(gè)瞬心三個(gè)瞬心，且它們，且它們 位于同一條直線上位于同一條直線上。此法特別適用于兩構(gòu)件不直接相聯(lián)的場合。此法特別適用于兩構(gòu)件不直接相聯(lián)的場合。結(jié)論：結(jié)論： P12 、 P13 、 P23 位于同一條直線上。位于同一條直線上。證明證明(P(P2323在在P P1212P P1313線上線上) )反證法：反證法：取取P P1212P P1313連線外某重合點(diǎn)連線外某重合點(diǎn) K,K,因而因而K K不是瞬心，只有在不是瞬心，只有在連線上才能保證同方向。連線上才能保證同方向?？芍嚎芍?VK2 VK3VK2VK3

20、整理課件433214舉例：求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的速度瞬心。舉例：求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的速度瞬心。P13P24解：瞬心數(shù)為：解：瞬心數(shù)為：1.直接觀察求瞬心直接觀察求瞬心2.三心定律求瞬心三心定律求瞬心K Kk(k-1)/2k(k-1)/26 n=46 n=4 P12、 P23、 P34、 P14P12P23P34P14P14P24 、P13 P12、 P13、P14是絕對(duì)瞬心是絕對(duì)瞬心 P23、 P34、P24是相對(duì)瞬心是相對(duì)瞬心整理課件442 22341解：解：瞬心數(shù)為瞬心數(shù)為 6個(gè)個(gè)直接觀察能求出直接觀察能求出4個(gè)個(gè)余下的余下的2個(gè)用三心定律求出。個(gè)用三心定律求出。P24P13求瞬心求瞬心P24的速度的速度 。VP24(P24P14)4 4 4 4 2 2 (P24P12)/ P24P14 1)鉸鏈機(jī)構(gòu)鉸鏈機(jī)構(gòu)已知：構(gòu)件已知：構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速2 2，求構(gòu)件，求構(gòu)件4的角速度的角速度4 4 。4 4 VP24(P24P12)2 2VP24P12P23P34P14方向方向: 4與與2 2相同。相同。相對(duì)瞬心位于兩絕對(duì)瞬心的相對(duì)瞬心位于兩絕對(duì)瞬心的同一側(cè)，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同。同一側(cè)，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同。二、速度瞬心在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用二、速度瞬心在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用整理課件453 32