機械原理平面機構的結構綜合分析

1、機械原理平面機構的結構綜合分析內(nèi)容：1)機構的組成；2)機構具有確定運動的條件；3)機構的自由度；4)機構的組成原理。目的：研究機構在何種條件下可動，具備何種條件時具有確定的相對運動。平面機構結構分析的內(nèi)容及目的 (Composition of mechanism) 構件組成： 基本概念 獨立運動的單元體。由單個或多個零件剛性構成。AxAyAzAxyzOS構件所具有的獨立運動的數(shù)目。AxyOyAxAS2.1.2 自由度 約束 運動副構件的約束數(shù)=構件失去的自由度數(shù)對獨立運動的限制。兩個構件直接接觸，并能產(chǎn)生一定相對運動的連接。12xy(a)OyxO12(b)nn12(c)tt運動副的類型引入n

2、個約束的運動副稱為n級副。 (n0，此機構具有的獨立運動數(shù)目大于零，可動。機構可動的條件為：F0若F=2，則機構獨立運動數(shù)目為2，需要兩個主動件帶動，其他構件就具有確定運動；同理：若F=m，則需要m個主動件，其他構件才有確定運動。機構具有確定運動的條件為：機構的自由度數(shù)=機構的主動件數(shù)例1n=3,PL=4,PH=0,DCAB4312計算下列機構的自由度。解：則例2n=4, PL=5, PH=0,例3n=3, PL=4, PH=0,DCABE43125CAB1234解：解：則則例4n=7,PL=6,PH=0,顯然，錯誤！ 計算機構自由度時的注意事項1.復合鉸鏈兩個以上構件在同一處鉸接, 所構成的

3、轉(zhuǎn)動副稱為復合鉸鏈。AEDCBF12543687解：則若m個構件在同一點連接，則轉(zhuǎn)動副數(shù)為(m-1)。注：“m個構件”中的構件包括機架。如：兩個轉(zhuǎn)動副3個轉(zhuǎn)動副213A1234123312PL=2再看上述例4。n=7,PL=10,PH=0,2. 局部自由度對整個機構的運動無影響的自由度。AEDCBF12543687解：則n=3, PL=3, PH=1，與實際不符！n=2,PL=2,PH=1，有局部自由度的地方，應將其去掉，看做將滾子與從動件焊在一起。w1234w123則則注：只有在小滾子處，且小滾子幾何中心與轉(zhuǎn)動中心重合，才是局部自由度。是不是3. 虛約束對機構的運動不起作用的約束。n=3,

4、PL=4, PH=0,若加上5桿，使n=4, PL=6, PH=0,則則F=33240=1F=34260=04231CDBAABCD=431CDBAEF25ABCDEF=AB CD EF=機車車輪聯(lián)動機構機構中有虛約束時，應將虛約束去掉。虛約束常出現(xiàn)的場合如下：1）軌跡重合要注意幾何條件，有時需證明。n=4,PL=6,PH=0,實際上機構可動，算出F=0是因為有虛約束存在。BDCA4321AB=BC=BDACAD24315則需證明當D點滑塊拿掉后，仍有ACAD，即證明： 即 將D點滑塊去掉后,n=3,PL=4,PH=0, 2315BDCA4321AB=BC=BDACAD則F=33240=12）

5、兩構件組成多個移動副且導路平行，或組成多個轉(zhuǎn)動副且軸線重合，則只考慮一處約束，其他看做虛約束；若兩構件組成多個高副且公法線重合，則也只考慮一處約束。如下圖所示。3）對機構運動不起作用的結構對稱部分所帶來的約束，也存在虛約束。n=3,PL=3,PH=2,則1432例1:計算下列機構的自由度。1)n=8,PL=11,PH=1,解：CDBAEFBDCABCDEF=154326789局復復虛F=382111=1則2)n=6,PL=8,解：PH=1,AB CDABCD=1654327虛局則F=36281=13)n=4,PL=4,PH=2,54321解：F=34242=2則n=6,PL=8,PH=1ABC

6、DEFGH例2:試判斷下列機構運動是否確定，若 不確定，如何改正？1)n=5,PL=7,PH=1,即機構不能運動。125643解：則F=35271=0若將C點改成下圖所示，則n=6,PL=8,PH=1，n=6,PL=8,PH=1ABCDEFG1256437HF=36281=1所以2)n=3,PL=4,PH=1，即機構不能運動。若將D點改為如左圖所示，則n=4,PL=5,PH=1，ADCBFE54321ADCBFE4321解：則所以F=33241=0F=34251=1F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1C:復合鉸鏈E：虛約束滾子為局部自由度推土機機構F=3*5-2*7=1鋸木機機構F=3*8-2*11-1=1平爐渣口堵塞機構F=3*6-2*8-1=1測量儀表機構F=3*6-2*8-1=1縫紉機送布機構F=3*4-2*4-2=2 高副低代1.定義 將機構中的高副根據(jù)一定的條件用虛擬的低副來等效替代，這種方法為高副低代。2.條件 1)代替前后機構的自由度數(shù)必相同； 2)代替前后機構的瞬時運動必相同。3.方法 用一個構件兩個低副代替一個高副。 平面機構的高副低代、結構分析與組成原理(Lower pair replacing higher pair，structure analysis and composing principle of planar mecha