平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

1、 機構(gòu)的組成及機構(gòu)運動簡圖的畫法；機構(gòu)的組成及機構(gòu)運動簡圖的畫法； 了解機構(gòu)具有確定運動的條件；了解機構(gòu)具有確定運動的條件； 瞬心法及其應(yīng)用瞬心法及其應(yīng)用 第第1 1章章 平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 1.11.1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)容及目的 第第1 1章章 平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 一、構(gòu)件一、構(gòu)件 二、運動副二、運動副 三、運動鏈三、運動鏈 四、機構(gòu)四、機構(gòu) 1.2 1.2 基本概念基本概念 一、構(gòu)件一、構(gòu)件 1 1、構(gòu)件、構(gòu)件 組成機械系統(tǒng)的最小運動單元組成機械系統(tǒng)的最小運動單元 內(nèi)燃機連桿內(nèi)燃機連桿 活塞活塞 小齒輪、曲軸小齒輪、曲軸 為一個構(gòu)件

2、為一個構(gòu)件 大齒輪、凸輪大齒輪、凸輪 為一個構(gòu)件為一個構(gòu)件 1 1、構(gòu)件、構(gòu)件 定義：構(gòu)件定義：構(gòu)件 組成機械系統(tǒng)的最小運動單元組成機械系統(tǒng)的最小運動單元 （零件零件 組成機械系統(tǒng)的最小制造單元）組成機械系統(tǒng)的最小制造單元） 構(gòu)件由零件剛性連接組成，至少包含一個零件構(gòu)件由零件剛性連接組成，至少包含一個零件 1 1、構(gòu)件、構(gòu)件 1 1、構(gòu)件、構(gòu)件 組成機械系統(tǒng)的最小運動單元組成機械系統(tǒng)的最小運動單元 2 2、零件、零件 組成機械系統(tǒng)的最小制造單元組成機械系統(tǒng)的最小制造單元 零件 零件 零件 構(gòu)件機器 構(gòu)件 零件、構(gòu)件、機構(gòu)、機器關(guān)系圖 機構(gòu) 構(gòu)件 機構(gòu) 零件 二、運動副二、運動副 按兩構(gòu)件之間的

3、按兩構(gòu)件之間的相對運動相對運動方式分類方式分類 按兩構(gòu)件的按兩構(gòu)件的接觸接觸方式分類方式分類 按運動副的按運動副的自由度自由度進行分類進行分類 按運動副的按運動副的約束約束進行分類進行分類 1 1、定義、定義：兩構(gòu)件之間的：兩構(gòu)件之間的可動可動連接稱為運動副。連接稱為運動副。 2 2、分類：、分類： 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副兩構(gòu)件之間的相對運動為轉(zhuǎn)動兩構(gòu)件之間的相對運動為轉(zhuǎn)動 1 2 按兩構(gòu)件之間的相對運動方式分類按兩構(gòu)件之間的相對運動方式分類 1 2 1 2 分為轉(zhuǎn)動副和移動副分為轉(zhuǎn)動副和移動副 二、運動副二、運動副 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 移動副移動副兩構(gòu)件之間的相對運動為移動兩構(gòu)件之

4、間的相對運動為移動 二、運動副二、運動副 按兩構(gòu)件之間的相對運動方式分類按兩構(gòu)件之間的相對運動方式分類 分為轉(zhuǎn)動副和分為轉(zhuǎn)動副和移動副移動副 b) b) 按兩構(gòu)件的接觸方式分類按兩構(gòu)件的接觸方式分類 分為分為高副高副和和低副低副 高副高副點或線接觸的運動副點或線接觸的運動副 二、運動副二、運動副 低副低副面接觸的運動副面接觸的運動副 b) b) 按兩構(gòu)件的接觸方式分類按兩構(gòu)件的接觸方式分類 分為分為高副高副和低副和低副 高副高副點或線接觸的運動副點或線接觸的運動副 2 1 2 1 2 1 凸輪高副凸輪高副齒輪高副齒輪高副 二、運動副二、運動副 低副低副面接觸的運動副面接觸的運動副 2 1 b)

5、 b) 按兩構(gòu)件的接觸方式分類按兩構(gòu)件的接觸方式分類 分為高副和分為高副和低副低副 二、運動副二、運動副 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副一般都是面接觸低副一般都是面接觸低副 移動副移動副可能是面接觸低副可能是面接觸低副,也可能是點接觸的高副也可能是點接觸的高副 b) b) 按兩構(gòu)件的接觸方式分類按兩構(gòu)件的接觸方式分類 分為高副和分為高副和低副低副 二、運動副二、運動副 c) c) 按運動副的自由度進行分類按運動副的自由度進行分類 自由度自由度：完全確定一個物體在空間位置所完全確定一個物體在空間位置所 需要的獨立坐標(biāo)的數(shù)目需要的獨立坐標(biāo)的數(shù)目。 http:/ 二、運動副二、運動副 c) c) 按運動副的自由度進行

6、分類按運動副的自由度進行分類 運動副的自由度運動副的自由度：運動副中具有的獨立：運動副中具有的獨立 運動的數(shù)目。用運動的數(shù)目。用f f表示。表示。 運動副的約束運動副的約束：運動副中對運動的限制數(shù)：運動副中對運動的限制數(shù) 目。用目。用C C表示。表示。 空間中，空間中，f=6-Cf=6-C，Cmax=5Cmax=5，Cmin=1Cmin=1 二、運動副二、運動副 u I I類運動副：類運動副： 自由度為自由度為1 1的運動副的運動副 u IIII類運動副：類運動副： 自由度為自由度為2 2的運動副的運動副 u IIIIII類運動副：自由度為類運動副：自由度為3 3的運動副的運動副 u IVIV

7、類運動副：類運動副： 自由度為自由度為4 4的運動副的運動副 u V V類運動副：類運動副： 自由度為自由度為5 5的運動副的運動副 按運動副的按運動副的自由度自由度進行分類進行分類 u I I類運動副：類運動副： 提供提供1 1個約束的運動副個約束的運動副 u IIII類運動副：類運動副： 提供提供2 2個約束的運動副個約束的運動副 u IIIIII類運動副：類運動副： 提供提供3 3個約束的運動副個約束的運動副 u IVIV類運動副：類運動副： 提供提供4 4個約束的運動副個約束的運動副 u V V類運動副：類運動副： 提供提供5 5個約束的運動副個約束的運動副 按運動副提供的按運動副提供

8、的約束約束進行分類進行分類 本書按照運動副提供的約束分類本書按照運動副提供的約束分類 u 類運動副（類運動副（f f =5 =5， c c =1)=1) 球平面副球平面副SE: Spherical Even Pair 約束沿公法線方向的移動約束沿公法線方向的移動 少見應(yīng)用少見應(yīng)用 u 類運動副（類運動副（f =4 =4， c =2)=2) 圓柱平面副圓柱平面副CE: 約束約束y向移動和繞向移動和繞x向轉(zhuǎn)動向轉(zhuǎn)動 Cylindrical Even Pair 少見應(yīng)用少見應(yīng)用 u III類運動副（類運動副（f =3， c =3) 球面副球面副S Spherical Pair 球面副表示法球面副表示

9、法 uIV類運動副（類運動副（f =2， c =4) 球銷副球銷副S Slotted Spherical Pair uIV類運動副（類運動副（f f =2 =2， c c =4)=4) 平面高副平面高副 圓柱副圓柱副C Cylindrical Pair Higher Pair u V類運動副（類運動副（f f =1=1，c c =5)=5) 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副R 螺旋副螺旋副移動副移動副 evolute Pair Prismatic Pair Helical Pair 移移 動動 副副 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 動動 副副 3 3、常用運動副代表符號、常用運動副代表符號 平平 面面 高高 副副 圓圓 柱柱 副副 3 3

10、、常用運動副代表符號、常用運動副代表符號 球球 面面 副副 螺螺 旋旋 副副 3 3、常用運動副代表符號、常用運動副代表符號 4 4、運動副元素、運動副元素 把形成運動副的點、線、面部分稱為把形成運動副的點、線、面部分稱為 運動副元素。運動副元素。 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副: :內(nèi)外柱面內(nèi)外柱面 移動副移動副: :內(nèi)外平面內(nèi)外平面 高副高副: :曲線或曲面曲線或曲面 三、運動鏈三、運動鏈 1 1、定義、定義： 若干個構(gòu)件通過運動副連接起來組成的若干個構(gòu)件通過運動副連接起來組成的 可動可動構(gòu)件系統(tǒng)。構(gòu)件系統(tǒng)。 2 1 3 4 3 2 1 4 2 1 3 4 3 閉鏈閉鏈：運動鏈的各構(gòu)件首尾封閉：運動鏈的各構(gòu)

11、件首尾封閉 2 2、分類、分類 三、運動鏈三、運動鏈 開鏈開鏈：運動鏈的各構(gòu)件首尾沒有封閉，：運動鏈的各構(gòu)件首尾沒有封閉， 開鏈中，首末構(gòu)件上只有一個運動副開鏈中，首末構(gòu)件上只有一個運動副 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 三、運動鏈三、運動鏈 2 2、分類、分類 運動鏈還分為運動鏈還分為平面平面運動鏈和運動鏈和空間空間運動鏈：運動鏈： 平面閉鏈平面閉鏈平面開鏈平面開鏈 空間閉鏈空間閉鏈空間開鏈空間開鏈 2 2、分類、分類 三、運動鏈三、運動鏈 運動鏈?zhǔn)菢?gòu)件用運動副連接后的運動鏈?zhǔn)菢?gòu)件用運動副連接后的可動可動系統(tǒng)系統(tǒng) 注意注意: 這些構(gòu)件系統(tǒng)是否為運動鏈這些構(gòu)件系統(tǒng)是否為運動鏈?

12、 ? 三、運動鏈三、運動鏈 四、機構(gòu)四、機構(gòu) 1 1、定義、定義：運動鏈中，如某構(gòu)件不動，則為機構(gòu)。：運動鏈中，如某構(gòu)件不動，則為機構(gòu)。 機架機架:固定不動的構(gòu)件固定不動的構(gòu)件 (1) 連架桿連架桿:與機架相連接的構(gòu)件與機架相連接的構(gòu)件(2、4） 連桿連桿:不與機架相連接的構(gòu)件不與機架相連接的構(gòu)件（3） 四、機構(gòu)四、機構(gòu) 1 1、定義、定義：運動鏈中，如某構(gòu)件不動，則為機構(gòu)。：運動鏈中，如某構(gòu)件不動，則為機構(gòu)。 原動件原動件:已知運動規(guī)律獨立運動的構(gòu)件已知運動規(guī)律獨立運動的構(gòu)件(2) 從動件從動件:其余活動構(gòu)件其余活動構(gòu)件(3、4） （從動件運動規(guī)律取決于：原動件、機構(gòu)（從動件運動規(guī)律取決于：

13、原動件、機構(gòu) 結(jié)構(gòu)和構(gòu)件尺寸）結(jié)構(gòu)和構(gòu)件尺寸） （按運動副類型分類）（按運動副類型分類） A B C 高副高副機構(gòu)：只要含有高副的機構(gòu)機構(gòu)：只要含有高副的機構(gòu) 低副低副機構(gòu)：完全由低副連接而成的機構(gòu)機構(gòu)：完全由低副連接而成的機構(gòu) 2 2、機構(gòu)分類、機構(gòu)分類 四、機構(gòu)四、機構(gòu) （按機構(gòu)運動分類）（按機構(gòu)運動分類） 平面平面機構(gòu)：各構(gòu)件的運動平面互相平行的機構(gòu)機構(gòu)：各構(gòu)件的運動平面互相平行的機構(gòu) 空間空間機構(gòu)：機構(gòu)中至少有一構(gòu)件不在相互平行機構(gòu)：機構(gòu)中至少有一構(gòu)件不在相互平行 平面上運動平面上運動 A B C D C A B D 平面機構(gòu)平面機構(gòu)空間機構(gòu)空間機構(gòu)(RSRC) 2 2、機構(gòu)分類、機構(gòu)

14、分類 四、機構(gòu)四、機構(gòu) )mm mm)(m l 圖圖上上所所畫畫長長度度（ 或或運運動動尺尺寸寸的的實實際際長長度度 第第2 2節(jié)節(jié) 機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖 1 1、概念、概念: :用運動副代表符號和簡單線條來表示用運動副代表符號和簡單線條來表示 機構(gòu)組成和運動情況的簡單圖形。機構(gòu)組成和運動情況的簡單圖形。 如嚴(yán)格按照比例尺畫出如嚴(yán)格按照比例尺畫出,稱為機構(gòu)稱為機構(gòu)運動簡圖運動簡圖: 如不嚴(yán)格按照比例尺如不嚴(yán)格按照比例尺,則稱機構(gòu)則稱機構(gòu)示意圖示意圖 5.5.測量測量各運動副之間的運動學(xué)各運動副之間的運動學(xué)尺寸尺寸，用運動副，用運動副 表示各構(gòu)件的連接，用線條表示構(gòu)件，選擇表示各構(gòu)件的連接，

15、用線條表示構(gòu)件，選擇 比例尺比例尺畫出各構(gòu)件。畫出各構(gòu)件。 2 2、具體繪制步驟、具體繪制步驟 1.1.找出找出原動件原動件和和從動件從動件； 3.3.沿主動件到從動件的傳遞路線找出沿主動件到從動件的傳遞路線找出構(gòu)件數(shù)構(gòu)件數(shù)目目 和和運動副的數(shù)目運動副的數(shù)目與與種類種類； 4.4.選擇大多數(shù)構(gòu)件所在平面為選擇大多數(shù)構(gòu)件所在平面為投影面投影面； 1.1.使機構(gòu)緩緩運動，觀察其使機構(gòu)緩緩運動，觀察其組成組成情況和情況和運動運動情況；情況； 6.6.在原動件上標(biāo)出運動在原動件上標(biāo)出運動方向方向 機構(gòu)運動簡圖畫法例舉機構(gòu)運動簡圖畫法例舉1 1.1.找出找出原動件原動件和和從動件從動件； 1.1.使機構(gòu)

16、緩緩運動，觀察其使機構(gòu)緩緩運動，觀察其組成組成情況和情況和運動運動情況；情況； 機構(gòu)運動簡圖畫法例舉機構(gòu)運動簡圖畫法例舉1 3.3.沿主動件到從動件的傳遞路線找出沿主動件到從動件的傳遞路線找出構(gòu)件數(shù)構(gòu)件數(shù)目目 和和運動副的數(shù)目運動副的數(shù)目與與種類種類； 4.4.選擇大多數(shù)構(gòu)件所在平面為選擇大多數(shù)構(gòu)件所在平面為投影面投影面； 機構(gòu)運動簡圖畫法例舉機構(gòu)運動簡圖畫法例舉1 5.5.測量測量各運動副之間的運動學(xué)各運動副之間的運動學(xué)尺寸尺寸，用運動副，用運動副 表示各構(gòu)件的連接，用線條表示構(gòu)件，選擇表示各構(gòu)件的連接，用線條表示構(gòu)件，選擇 比例尺比例尺畫出各構(gòu)件。畫出各構(gòu)件。 6.6.在原動件上標(biāo)出運動在

17、原動件上標(biāo)出運動方向方向 機構(gòu)運動簡圖畫法例舉機構(gòu)運動簡圖畫法例舉1 A 1 A B C 2 4 3 機構(gòu)運動簡圖畫法例舉機構(gòu)運動簡圖畫法例舉2 A B C D F E 6 6 5 4 3 2 1 例題三：圖示為一沖床。繞固定中心例題三：圖示為一沖床。繞固定中心A A轉(zhuǎn)動的菱形盤轉(zhuǎn)動的菱形盤1 1為原動為原動 件，與滑塊件，與滑塊2 2在在B B點鉸接，滑塊點鉸接，滑塊2 2推動撥叉推動撥叉3 3繞固定軸繞固定軸C C轉(zhuǎn)動，撥轉(zhuǎn)動，撥 叉叉3 3與圓盤與圓盤4 4為同一構(gòu)件，當(dāng)圓盤為同一構(gòu)件，當(dāng)圓盤4 4轉(zhuǎn)動時，通過連桿轉(zhuǎn)動時，通過連桿5 5使沖頭使沖頭6 6 實現(xiàn)沖壓運動。試?yán)L制其機構(gòu)運動簡

18、圖。實現(xiàn)沖壓運動。試?yán)L制其機構(gòu)運動簡圖。 A B C D E 1 2 3 4 5 6 練習(xí) 題題2-82-8 修改方案修改方案: : 0 14233 23 hl ppnF 按空格鍵繼續(xù) 按空格鍵繼續(xù) 例題四機構(gòu)運動簡圖 畫出圖示機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖。畫出圖示機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖。 解解： (1)分析機構(gòu)的組成和各構(gòu) 件之間相對運動性質(zhì)。 (2)確定運動副類型。 (3)合理選擇投影面和長度 比例尺 （m/mm），繪制機 構(gòu)運動簡圖，。 第第3 3節(jié)節(jié) 機構(gòu)具有確定運動的條件機構(gòu)具有確定運動的條件 一、一、機構(gòu)的自由度機構(gòu)的自由度：機構(gòu)具有確定運動時應(yīng)具：機構(gòu)具有確定運動時應(yīng)具 有的獨立運動參數(shù)。有的

19、獨立運動參數(shù)。 二、二、原動件原動件：給定已知運動的構(gòu)件，是人為選：給定已知運動的構(gòu)件，是人為選 定的。定的。 機構(gòu)的自由度與組成機構(gòu)的機構(gòu)的自由度與組成機構(gòu)的構(gòu)件數(shù)構(gòu)件數(shù)和和運動副運動副 的的數(shù)目與種類數(shù)目與種類有關(guān)，是機構(gòu)的固有屬性。有關(guān)，是機構(gòu)的固有屬性。 給定的原動件數(shù)機構(gòu)的自由度數(shù)目給定的原動件數(shù)機構(gòu)的自由度數(shù)目 三、機構(gòu)具有確定運動的條件三、機構(gòu)具有確定運動的條件 無確定運動無確定運動 有確定運動有確定運動 第第4 4節(jié)節(jié) 平面機構(gòu)的自由度計算平面機構(gòu)的自由度計算 每個自由構(gòu)件有每個自由構(gòu)件有3 3個自由度，個自由度，n n個構(gòu)件個構(gòu)件 則有則有3n 3n 個自由度個自由度 x (

20、x , y) F = 3 o y 一、概述一、概述 1 1、平面中構(gòu)件的自由度：、平面中構(gòu)件的自由度： 2 2、運動副的約束、運動副的約束 y x 1 2 x y 12 一個轉(zhuǎn)動副提供一個轉(zhuǎn)動副提供2 2約束，一個移動低副提供約束，一個移動低副提供2 2約束；約束； 一個平面高副提供一個平面高副提供1 1個約束。個約束。 y x 1 2 2 結(jié)論：一個平面低副提供結(jié)論：一個平面低副提供2 2個約束個約束 一個平面高副提供一個平面高副提供1 1個約束個約束 1 1個平面低副提供個平面低副提供2 2個約束，個約束， 個低副提供個低副提供2 2 約束約束 l P l P 設(shè)機構(gòu)中有設(shè)機構(gòu)中有n n個

21、可動構(gòu)件，自由度總數(shù)為個可動構(gòu)件，自由度總數(shù)為3 3n個個 2 2、平面機構(gòu)自由度的計算公式、平面機構(gòu)自由度的計算公式 機構(gòu)自由度為機構(gòu)自由度為: : hl 23PPnF h P h P1 1個平面高副提供個平面高副提供1 1個約束，個約束， 個高副提供個高副提供1 1 約束約束 hl 23PPnF n n 機構(gòu)中機構(gòu)中可動可動構(gòu)件的數(shù)目構(gòu)件的數(shù)目 l P 機構(gòu)中機構(gòu)中低副低副的數(shù)目的數(shù)目 h P 機構(gòu)中機構(gòu)中高副高副的數(shù)目的數(shù)目 2 2、平面機構(gòu)自由度的計算公式、平面機構(gòu)自由度的計算公式 A B C D F E 6 6 5 4 3 2 1 1 07253 23 hl PPnF 二、例題二、例

22、題 A B C D E 5 4 3 2 1 5 2 05243 23 hl PPnF 1 07253 23 hl PPnF 1 18263 23 hl PPnF 計算實例計算實例 三、計算機構(gòu)自由度的注意事項三、計算機構(gòu)自由度的注意事項 在計算機構(gòu)自由度時，有時出現(xiàn)計算結(jié)在計算機構(gòu)自由度時，有時出現(xiàn)計算結(jié) 果與實際情況不一致的情況。這時要注意以果與實際情況不一致的情況。這時要注意以 下事項：下事項： 1 1、復(fù)合鉸鏈、復(fù)合鉸鏈 2 2、局部自由度、局部自由度 3 3、虛約束、虛約束 1 1、復(fù)合鉸鏈、復(fù)合鉸鏈 兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副聯(lián)接，則兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副聯(lián)接，則 構(gòu)成構(gòu)

23、成復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈。 m m個構(gòu)件在同一處用轉(zhuǎn)動副連接，實際轉(zhuǎn)動副個構(gòu)件在同一處用轉(zhuǎn)動副連接，實際轉(zhuǎn)動副 數(shù)目為（數(shù)目為（m-1m-1）個。）個。 幾種典型復(fù)合鉸鏈幾種典型復(fù)合鉸鏈 2 1 3 2 1 3 2 1 2 2、局部自由度、局部自由度 機構(gòu)中不影響其他機構(gòu)中不影響其他 構(gòu)件運動的自由度構(gòu)件運動的自由度 為為局部自度局部自度。 處理辦法處理辦法：把滾子固化在支承滾子的構(gòu)件上。：把滾子固化在支承滾子的構(gòu)件上。 局部自由度常出現(xiàn)在滾動摩擦代替滑動摩擦的局部自由度常出現(xiàn)在滾動摩擦代替滑動摩擦的 場合。場合。 3 3、 虛約束虛約束 對機構(gòu)運動實際上不起限制作用的約束。對機構(gòu)運動實際上不起限制

24、作用的約束。 處理辦法處理辦法：將機構(gòu)中構(gòu)成虛約束的構(gòu)件或構(gòu)將機構(gòu)中構(gòu)成虛約束的構(gòu)件或構(gòu) 件系統(tǒng)去掉不計件系統(tǒng)去掉不計 E F F處兩個約束處兩個約束 一個構(gòu)件一個構(gòu)件3個自由度個自由度 E處兩個約束處兩個約束 幾種常見的虛約束幾種常見的虛約束 1 1）兩構(gòu)件在多處用）兩構(gòu)件在多處用轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副相連，且其軸線重相連，且其軸線重 合，只計一個轉(zhuǎn)動副合，只計一個轉(zhuǎn)動副 11222323 hl ppnF 2 2）兩構(gòu)件在多處用）兩構(gòu)件在多處用移動副移動副相連，且其導(dǎo)路方向相連，且其導(dǎo)路方向 平行，只計一個移動副。平行，只計一個移動副。 1 4233 23 hl PPnF 4 幾種常見的虛約束幾種常見

25、的虛約束 3 3）兩構(gòu)件在多處用）兩構(gòu)件在多處用高副高副相連，且其公法線相連，且其公法線 重合重合，只計一個高副。，只計一個高副。 幾種常見的虛約束幾種常見的虛約束 3)3)兩構(gòu)件在多處用高副相連，且其兩構(gòu)件在多處用高副相連，且其公法線不重公法線不重 合合，就構(gòu)成了復(fù)合高副（低副）。，就構(gòu)成了復(fù)合高副（低副）。( (僅了解即可僅了解即可) ) nn n n 轉(zhuǎn)動副或圓柱副轉(zhuǎn)動副或圓柱副移動副移動副 幾種常見的虛約束幾種常見的虛約束 4 4）不起約束作用不起約束作用的構(gòu)件或構(gòu)件系統(tǒng)的構(gòu)件或構(gòu)件系統(tǒng)。 對稱布置的構(gòu)件對稱布置的構(gòu)件 去掉的對稱齒輪去掉的對稱齒輪 幾種常見的虛約束幾種常見的虛約束 去

26、掉虛約束注意事項去掉虛約束注意事項 構(gòu)件自由度為構(gòu)件自由度為3,兩端運動副約束為兩端運動副約束為4 故多余故多余1個約束個約束,構(gòu)件連同兩端運動副構(gòu)件連同兩端運動副 一起去掉一起去掉. 雙滑塊機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)幾種常見的虛約束幾種常見的虛約束 4 4）不起約束作用不起約束作用的構(gòu)件或構(gòu)件系統(tǒng)的構(gòu)件或構(gòu)件系統(tǒng)。( (較復(fù)雜較復(fù)雜) ) 幾種常見的虛約束幾種常見的虛約束 兩點距離不變，以構(gòu)件連接，出現(xiàn)虛兩點距離不變，以構(gòu)件連接，出現(xiàn)虛 約束約束 BC 5 5）等距點等距點產(chǎn)生的虛約束。產(chǎn)生的虛約束。 BCCB 4 5 3 2 1 2 24243 23 hl PPnF 計算差動輪系自由度計算差動輪系自由

27、度 4 4、復(fù)雜機構(gòu)自由度計算、復(fù)雜機構(gòu)自由度計算例題例題1 1 2, 4 4 hl pp n 兩個行星輪為虛約束兩個行星輪為虛約束 4 5 3 2 1 1 29273 23 hl PPnF 計算沖壓機構(gòu)的自由度計算沖壓機構(gòu)的自由度 局部自由度局部自由度 虛約束虛約束 4 4、復(fù)雜機構(gòu)自由度計算、復(fù)雜機構(gòu)自由度計算例題例題2 2 1 11128323 hl PPnF 計算剪床機構(gòu)的自由度計算剪床機構(gòu)的自由度 4 4、復(fù)雜機構(gòu)自由度計算、復(fù)雜機構(gòu)自由度計算例題例題3 3 5 A G F I B J C H D E 同一構(gòu)件同一構(gòu)件 3 2 1 6 4 計算送紙機構(gòu)的自由度計算送紙機構(gòu)的自由度（注

28、意與教材區(qū)別）（注意與教材區(qū)別） 1 3726323 hl PPnF 齒輪齒輪2 2及兩個凸輪為一個構(gòu)件及兩個凸輪為一個構(gòu)件 1 1-C-C、H H處兩個局部自由度處兩個局部自由度 2 2- -構(gòu)件構(gòu)件FIFI為虛約束為虛約束 n=6n=6，P PL L=7=7，P Ph h=3=3 3 3-D-D處為復(fù)合鉸鏈處為復(fù)合鉸鏈 4 4、復(fù)雜機構(gòu)自由度計算、復(fù)雜機構(gòu)自由度計算例題例題4 4 地點：地點：S S2 20 07 7 聯(lián)系人：鄧禾根老師聯(lián)系人：鄧禾根老師 實驗安排實驗安排 5 5、例題、例題1 1 對圖示機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析對圖示機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析 （一）圖解法（一）圖解法 （二）解析法（二）解

29、析法 （三）實驗法（三）實驗法 速度瞬心法速度瞬心法 相對運動圖解法相對運動圖解法 復(fù)數(shù)法復(fù)數(shù)法 矩陣法矩陣法 矢量法矢量法 二、運動分析的方法二、運動分析的方法 第二節(jié)第二節(jié) 用速度瞬心法進行機構(gòu)的速度分析用速度瞬心法進行機構(gòu)的速度分析 提出問題？提出問題？ 1 4 1 已知已知1，請問，請問2等于多少？等于多少？ 2 2 3 3 第二節(jié)第二節(jié) 用速度瞬心法進行機構(gòu)的速度分析用速度瞬心法進行機構(gòu)的速度分析 提出問題？提出問題？ 1 4 1 已知已知1，請問，請問2等于多少？等于多少？ 2 2 3 3 瞬心法！瞬心法！ 1、瞬心瞬心概念：作平面相對運動的兩構(gòu)件，可以概念：作平面相對運動的兩構(gòu)件

30、，可以 看成是圍繞一個瞬時重合點作相看成是圍繞一個瞬時重合點作相 對轉(zhuǎn)動，該重合點稱為對轉(zhuǎn)動，該重合點稱為瞬時速度瞬時速度 中心中心，簡稱，簡稱瞬心瞬心。 第二節(jié)第二節(jié) 用速度瞬心法進行機構(gòu)的速度分析用速度瞬心法進行機構(gòu)的速度分析 一、瞬心的基本概念一、瞬心的基本概念 A1(A2) B1(B2) 1 2 A2A1 V B2B1 V P 瞬心瞬心 絕對速度絕對速度相等的重合點相等的重合點 A1(A2) B1(B2) 1 2 A2A1 V B2B1 V P 相對速度相對速度為零的重合點為零的重合點 VP1 = VP2 VP1P2 = 0 瞬心的核心意義：瞬心的核心意義： 2、平面機構(gòu)瞬心的數(shù)目、平

31、面機構(gòu)瞬心的數(shù)目 2 ) 1( 2 kk CN k 每兩個構(gòu)件之間有一個瞬心，機構(gòu)中含有個每兩個構(gòu)件之間有一個瞬心，機構(gòu)中含有個k k 個個 構(gòu)件，則全部瞬心的數(shù)目構(gòu)件，則全部瞬心的數(shù)目 N N為：為： 3、瞬心位置的確定、瞬心位置的確定 2 2）兩個構(gòu)件之間）兩個構(gòu)件之間沒有用運動副沒有用運動副連接時，可連接時，可 用用三心定理三心定理求出的瞬心位置求出的瞬心位置 1 1）兩個構(gòu)件之間用）兩個構(gòu)件之間用運動副運動副連接時，可直接連接時，可直接 判斷出的瞬心位置判斷出的瞬心位置 1 2 P12 P12 1 2 P12 1 2 （1 1）兩個構(gòu)件用轉(zhuǎn)動副連接時的瞬心位置）兩個構(gòu)件用轉(zhuǎn)動副連接時的

32、瞬心位置 1 1）兩個構(gòu)件之間用運動副連接的瞬心位置）兩個構(gòu)件之間用運動副連接的瞬心位置 瞬心在轉(zhuǎn)動中心瞬心在轉(zhuǎn)動中心 （2 2）兩個構(gòu)件用移動副連接時的瞬心位置）兩個構(gòu)件用移動副連接時的瞬心位置 P12 1 2 V12 瞬心在垂直導(dǎo)路方向瞬心在垂直導(dǎo)路方向 無窮遠處無窮遠處 （3 3）兩個構(gòu)件用平面高副連接時的瞬心位置）兩個構(gòu)件用平面高副連接時的瞬心位置 純滾動高副，瞬心在接觸點處純滾動高副，瞬心在接觸點處 滾滑高副，瞬心在過接觸點公法滾滑高副，瞬心在過接觸點公法 線上某處線上某處。 P12 1 2 n V 21 P12 1 2 1 1）兩個構(gòu)件之間用運動副連接的瞬心位置）兩個構(gòu)件之間用運動

33、副連接的瞬心位置 2 1 3 1 C B A P23 P12 VC2 VC3 n n Vc2 =Vc3 2 3 P13 2 2）兩構(gòu)件之間沒有用運動副連接時的瞬心位置）兩構(gòu)件之間沒有用運動副連接時的瞬心位置 u 三心定理：作平面運動的三個構(gòu)件有三個瞬三心定理：作平面運動的三個構(gòu)件有三個瞬 心，三個瞬心位于一條直線上。心，三個瞬心位于一條直線上。 2 2）按構(gòu)件數(shù)目）按構(gòu)件數(shù)目K K畫出正畫出正k k邊形的邊形的k k個頂點，每個頂點個頂點，每個頂點 代表一個構(gòu)件，并按順序標(biāo)注阿拉伯?dāng)?shù)字，每代表一個構(gòu)件，并按順序標(biāo)注阿拉伯?dāng)?shù)字，每 兩個頂點連線代表一個瞬心。兩個頂點連線代表一個瞬心。 u 瞬心多邊形法的步驟瞬心多邊形法的步驟 4）利用兩個三角形的公共邊可找出未知瞬心。）利用兩個三角形的公共邊可找出未知瞬心。 1 1）計算瞬心數(shù)目。）計算瞬心數(shù)目。 3 3）三個頂點連線構(gòu)成的三角形的三條邊，表示）三個頂點連線構(gòu)成的三角形的三條邊，表示 三瞬心共線。三瞬心共線。 例題一：例題一：求出鉸鏈四桿機構(gòu)的全部瞬心求出鉸鏈四桿機構(gòu)的全部瞬心 P13 P24 1、瞬心、瞬心N=k（k-1）/2=4 3/2=6 2、找出直接觀察出的瞬心、找出直接觀察出的瞬心 3、利用瞬心多邊形判斷其余瞬心、利用瞬心多邊形判斷