機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析(運動副).ppt

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

2、把兩構(gòu)件上能夠參加接觸 而構(gòu)成運動副的表面稱為運動副元素。,22 機構(gòu)的組成,1構(gòu)件(link) 構(gòu)件 機器中每一個獨立的運動單元體。,運動副元素：圓柱面、圓孔面,例：軸1與軸承2的配合,例：滑塊1與導軌2的接觸,運動副元素：棱柱面、棱孔面,例：兩齒輪輪齒的嚙合,運動副元素：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)件的接觸情況進行分。 高副：點或線接觸而構(gòu)成的運動副； 低副：面接觸而構(gòu)成的運動副。,運動副分類：,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、 平面運動副、空間運動副。,運動副分類：,球銷副,螺旋副,移動副,轉(zhuǎn)動副,3、運動鏈,把兩個以上的構(gòu)件通過運動副的聯(lián)接而構(gòu)成 的相對可動的系統(tǒng)稱為運動鏈。,空間運動鏈,4、機構(gòu),運動鏈中，若固定某一構(gòu)件（機架），并給另一個或數(shù)個構(gòu)件以確定的獨立的運動（原動件），使其余構(gòu)件（從動件）的運動隨之確定的這種運動鏈(kinetic chain)稱為機構(gòu)。,23 機構(gòu)運動簡圖,用簡單的線條和規(guī)定的符號 表示組成機構(gòu)的構(gòu)件和運動副， 并按一定的比例尺表示運動副的 相對位置的簡單圖形稱為機構(gòu)運 動簡圖(Kinematical Diagrams) 。,23 機構(gòu)運動簡圖,（1）分析機構(gòu)的運動情況，定

4、出其原動部 分、工作部分，搞清楚傳動部分。,（3）選擇適當?shù)谋壤摺?步驟：,（2）合理選擇投影面及原動件適當?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。,23 機構(gòu)運動簡圖,例題：插齒機,23 機構(gòu)運動簡圖,例題：破碎機機構(gòu),24 機構(gòu)自由度的計算,作空間運動的自由構(gòu)件有6個獨立運動（自由度），,作平面運動的自由構(gòu)件有3個獨立運動（自由度） 。,若平面機構(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。,機構(gòu)的自由度F為：,F=3n(2Pl+Ph)=3n2PlPh,一 平面機構(gòu)自由度的一般公式,24 機構(gòu)自由度的計算

5、,二 機構(gòu)具有確定運動的條件,結(jié)論：,機構(gòu)具有確定 運動的條件是：,機構(gòu)自由度數(shù)F1 且等于主動件數(shù)。,25 計算平面自由度時應注意的事項,1. 復合鉸鏈,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。,F = 3*7 - 2*10 = 1,如圖所示F、B、D、C 處是復合鉸鏈,25 計算平面自由度時應注意的事項,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)運動無關的自由度。,在計算機構(gòu)自由度時，局部自由度應當舍棄不計。,F = 3*3 - 2*3 1 = 2？,F = 3*

6、2 - 2*2 1 = 1,25 計算平面自由度時應注意的事項,3. 虛約束,虛約束機構(gòu)中那些對構(gòu)件間的相對運動不起獨 立限制作用的重復約束?；蚍Q消極約束。,常見的虛約束：,（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。,F = 3*4 - 2*6 = 0？,F = 3*3 - 2*4= 1,（2）當兩構(gòu)件組成多個移動副，且其導路互相平行或重合 時，則只有一個移動副起約束作用，其余都是虛約束。,25 計算平面自由度時應注意的事項,常見的虛約束：,F=3 2 -2 2 1=1,F=3 3-2 4 =1,25 計算平面自由度時應注意的事項,常見的虛約束：,（3）當兩構(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 計算平面自由度時應注意的事項,常見的虛約束：,（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，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 計算平面自由度時應注意的事項,常見的虛約束：,(5) 機構(gòu)中對運動起重復限制作用的對稱部分引入 虛約束。,F=3 3 - 2 3 2 = 1,25 計算平面自由度時應注意的事項,常見的虛約束：,(