2平面機構及自由度ppt課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 平面機構的組成平面機構的組成平面機構空間機構運動副：兩構件直接接運動副：兩構件直接接觸而構成的可動聯(lián)接。觸而構成的可動聯(lián)接。平面機構的組成平面機構的組成二、運動副及分類二、運動副及分類按接觸形式按接觸形式分分高副：點、線接觸高副：點、線接觸低副：面接觸低副：面接觸一、構件一、構件機構的機構的“關節(jié)關節(jié)”！平面機構的組成平面機構的組成鏈接動畫鏈接動畫鏈接動畫鏈接動畫轉(zhuǎn)動副回轉(zhuǎn)副，鉸鏈）轉(zhuǎn)動副回轉(zhuǎn)副，鉸鏈）移動副移動副按相對運動分按相對運動分凸輪副凸輪副齒輪副齒輪副（二高副（二高副 輪軌高副輪軌高副平面機構的組成平面機構的組成（三其它：空間運動副（三其它：空間運動副球面副球面副螺旋副

2、螺旋副平面機構的組成平面機構的組成三、三、 運動鏈運動鏈開鏈開鏈閉鏈閉鏈 兩個以上的構件由運動副連接而構成的可動系統(tǒng)。兩個以上的構件由運動副連接而構成的可動系統(tǒng)。平面機構的組成平面機構的組成具有確定相對運動的運動鏈。具有確定相對運動的運動鏈。機架機架四、機構四、機構1234從動件從動件原動件原動件原動件原動件從動件從動件機構的組成機構的組成平面機構的組成平面機構的組成機架機架動畫動畫機構機構 = 機架機架 + 原動件原動件 + 從動件從動件第二節(jié)第二節(jié) 平面機構運動簡圖平面機構運動簡圖1 概念：表示機構各構件間相對運動關系的簡單圖形。概念：表示機構各構件間相對運動關系的簡單圖形。13478 9

3、101118ABCD,實際機構實際機構運動簡圖運動簡圖2 作用：分析現(xiàn)有機構，設計新機構。作用：分析現(xiàn)有機構，設計新機構。平面機構運動簡圖平面機構運動簡圖實際機構實際機構運動簡圖運動簡圖3 3 簡化原則簡化原則構件數(shù)不變構件數(shù)不變運動副類型不變運動副類型不變運動副數(shù)不變運動副數(shù)不變運動尺寸不變運動尺寸不變機架不變機架不變原動件不變原動件不變運動特性不變運動特性不變簡單、形象簡單、形象13478 9101118ABCD,轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副4 運動副符號運動副符號平面機構運動簡圖平面機構運動簡圖移動副移動副高副高副凸輪高副凸輪高副齒輪高副齒輪高副平面機構運動簡圖平面機構運動簡圖5 構件符號構件符號低副構

4、件：畫直線低副構件：畫直線平面機構運動簡圖平面機構運動簡圖二副構件二副構件三副構件三副構件凸輪副凸輪副高副構件：畫出構件的輪廓高副構件：畫出構件的輪廓圓柱齒輪圓柱齒輪錐齒輪錐齒輪蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿平面機構運動簡圖平面機構運動簡圖6 6 繪制步驟繪制步驟1分析分析2） 丈量丈量 構件的運動尺寸構件的運動尺寸3） 繪圖繪圖 選擇視圖平面、瞬時位置和比例尺，采用構選擇視圖平面、瞬時位置和比例尺，采用構件和運動副的規(guī)定符號作圖。件和運動副的規(guī)定符號作圖。平面機構運動簡圖平面機構運動簡圖舉例舉例內(nèi)燃機機構運動簡圖繪制內(nèi)燃機機構運動簡圖繪制顎式破碎機機構運動簡圖繪制顎式破碎機機構運動簡圖繪制運動副的類型、數(shù)

5、目、位置運動副的類型、數(shù)目、位置機架、原動件、從動件、構件數(shù)機架、原動件、從動件、構件數(shù)運動傳遞過程運動傳遞過程自由構件自由構件 不與其它構件相連接的構件不與其它構件相連接的構件 第三節(jié)平面機構的自由度第三節(jié)平面機構的自由度一、構件的自由度一、構件的自由度自由度自由度 構件能夠發(fā)生的獨立運動數(shù)目構件能夠發(fā)生的獨立運動數(shù)目平面自由構件平面自由構件有三個自由度有三個自由度空間自由構件空間自由構件有六個自由度有六個自由度平面機構的組成平面機構的組成鏈接動畫鏈接動畫鏈接動畫鏈接動畫二、運動副引入的約束二、運動副引入的約束xyzxyz引入引入2 2個約束保留個約束保留1 1個自由度個自由度 低副低副凸輪

6、副凸輪副齒輪副齒輪副輪軌高副輪軌高副平面機構的組成平面機構的組成引入引入1 1個約束保留個約束保留2 2個自由度個自由度高副高副三、平面機構的自由度三、平面機構的自由度F = 3n 2PL PHn 活動構件數(shù)原動件數(shù)從動件數(shù)）活動構件數(shù)原動件數(shù)從動件數(shù)）PL低副低副數(shù)數(shù)PH高副高副數(shù)數(shù)平面機構的自由度平面機構的自由度定義定義 所有構件能夠發(fā)生的獨立運動的總數(shù)目所有構件能夠發(fā)生的獨立運動的總數(shù)目四、機構具有確定運動的條件四、機構具有確定運動的條件 F 3n 2PL PH 32 23 0F = 0 不能動不能動為桁架為桁架平面機構的自由度平面機構的自由度F 0 不能動不能動為桁架為桁架F 3n 2

7、PL PH 33 25 1 F 3n 2PL PH 33 24 1 鏈鏈接接動動畫畫F= W 運動確定運動確定平面機構的自由度平面機構的自由度鏈鏈接接動動畫畫F 3n 2PL PH 33 24 1 F W 機構破壞機構破壞W原動件的個數(shù)原動件的個數(shù)鏈鏈接接動動畫畫F 3n 2PL PH 34 25 2 F= W 運動確定運動確定F 3n 2PL PH 34 25 2 F W 運動不確定運動不確定鏈鏈接接動動畫畫平面機構的自由度平面機構的自由度結論結論平面機構的自由度平面機構的自由度F 3n 2PL PHF=0 不能動，為穩(wěn)定桁架不能動，為穩(wěn)定桁架F0 不能動，為超穩(wěn)定桁架不能動，為超穩(wěn)定桁架F

8、0 能動能動F W 機構破壞機構破壞F W 運動不確定運動不確定F W 運動確定運動確定機構具有確定運動的條件機構具有確定運動的條件機構的自由度大于零，且等于原動件的個數(shù)機構的自由度大于零，且等于原動件的個數(shù)不能。因為自由度為不能。因為自由度為零，不能動。零，不能動。1繪制該機構的運動簡圖，并計算其自由度。繪制該機構的運動簡圖，并計算其自由度。01423323HLPpnF2該簡圖能否實現(xiàn)設計該簡圖能否實現(xiàn)設計 者的意圖？為什么？者的意圖？為什么？例例 修改手動沖床的設計修改手動沖床的設計平面機構的自由度平面機構的自由度11524323HLPpnF11524323HLPpnF12323323HL

9、PpnF運動確定運動確定運動確定運動確定運動確定運動確定3如不能實現(xiàn)設計者的意圖，請畫出一種改進方案，并計如不能實現(xiàn)設計者的意圖，請畫出一種改進方案，并計算其自由度。算其自由度。平面機構的自由度平面機構的自由度4機械設計中，計算機構自由度有何意義？機械設計中，計算機構自由度有何意義？01423323HLPpnF可以判斷機構的運動確定情況，初步排除錯誤！可以判斷機構的運動確定情況，初步排除錯誤！平面機構的自由度平面機構的自由度n = 6 PL = 8PH =1 F=3n2PLPH=36281 =1原動件數(shù)原動件數(shù) 機構有確定運動機構有確定運動3例例 計算下列機構的自由度計算下列機構的自由度平面機

10、構的自由度平面機構的自由度播放動畫播放動畫F = 3F = 35 52 26 60 = 3 0 = 3 ？平面機構的自由度平面機構的自由度五、計算平面機構的自由度時應注意的問題五、計算平面機構的自由度時應注意的問題1.1.復合鉸鏈復合鉸鏈 兩個以上的構件兩個以上的構件k個個在同一軸線上用轉(zhuǎn)動副相在同一軸線上用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)構成復合鉸鏈，其實際聯(lián)構成復合鉸鏈，其實際轉(zhuǎn)動副數(shù)為轉(zhuǎn)動副數(shù)為k1個。個。F = 3F = 35 52 27 70 = 10 = 1復合鉸鏈復合鉸鏈不影響其他構件運不影響其他構件運動的獨立的運動動的獨立的運動可減輕摩擦和磨損?？蓽p輕摩擦和磨損。計算時應除去局部自由度。計算時應除去

11、局部自由度。將滾子與推桿假想焊接后再計算。將滾子與推桿假想焊接后再計算。F= 33231= 2 ?2.2.局部自由度局部自由度F= 32221= 1鏈鏈接接動動畫畫鏈鏈接接動動畫畫平面機構的自由度平面機構的自由度對機構運動不起限制作用的重復約束對機構運動不起限制作用的重復約束兩構件組成多個重復的運動副兩構件組成多個重復的運動副平行或重合的移動副平行或重合的移動副軸線重合的轉(zhuǎn)動副軸線重合的轉(zhuǎn)動副 法線重合的高副法線重合的高副3.3.虛約束虛約束平面機構的自由度平面機構的自由度nnnnnnnn機構中對傳遞運動不起獨立作用的對稱部分機構中對傳遞運動不起獨立作用的對稱部分F=3n2PLPH=34244=0?處理辦法：去掉不起獨立作處理辦法：去掉不起獨立作用的對稱部分用的對稱部分鏈接動畫鏈接動畫F=3n2PLPH=3323 2 = 1平面機構的自由度平面機構的自由度兩構件上兩點間的距離保持恒定不變，若用兩轉(zhuǎn)動副桿聯(lián)接，會引入兩構件上兩點間的距離保持恒定不變，若用兩轉(zhuǎn)動副桿聯(lián)接，會引入虛約束。虛約束。F=3n2PLPH=33240=1BEC鏈接動畫鏈接動畫平面機構的自由度平面機