第二章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及自由度

第二章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及自由度第1頁(yè)，共37頁(yè)。第一章平面機(jī)構(gòu)的組成平面機(jī)構(gòu)：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)稱(chēng)平面機(jī)構(gòu)，否那么稱(chēng)為空間機(jī)構(gòu)?！?-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)第2頁(yè)，共37頁(yè)。一、自由度和約束1.自由度：一種相對(duì)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)2.約束：對(duì)運(yùn)動(dòng)的一種限制二、運(yùn)動(dòng)副構(gòu)件之間的相互聯(lián)接1.低副兩構(gòu)件通過(guò)面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副回轉(zhuǎn)副〔或鉸鏈〕兩構(gòu)件只能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)副兩構(gòu)件只能沿某一軸線相對(duì)移動(dòng)第3頁(yè)，共37頁(yè)。移動(dòng)副回轉(zhuǎn)副平面低副提供2個(gè)約束，保存1個(gè)自由度第4頁(yè)，共37頁(yè)。2.高副

兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副球面副螺旋副等Y-Z平面內(nèi)有兩個(gè)自由度，即平面高副提供1個(gè)約束第5頁(yè)，共37頁(yè)。球面低副球面高副第6頁(yè)，共37頁(yè)。螺旋副第7頁(yè)，共37頁(yè)?！?-2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)來(lái)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，按比例尺寸畫(huà)出機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形運(yùn)動(dòng)副的表示方法第8頁(yè)，共37頁(yè)。轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副機(jī)架第9頁(yè)，共37頁(yè)。abcd構(gòu)件的表示方法第10頁(yè)，共37頁(yè)。構(gòu)件的分類(lèi)：〔1〕固定件〔機(jī)架〕支承活動(dòng)構(gòu)件的構(gòu)件〔2〕原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的活動(dòng)構(gòu)件〔3〕從動(dòng)件隨原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。其中輸出機(jī)構(gòu)預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律的從動(dòng)件為輸出構(gòu)件第11頁(yè)，共37頁(yè)。繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟1〕確定機(jī)構(gòu)中的原動(dòng)局部和工作局部，然后再把兩者之間的傳動(dòng)搞清楚，從而找出組成機(jī)構(gòu)的所有構(gòu)件并確定構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型。2〕恰當(dāng)?shù)剡x擇投影面。一般選擇機(jī)構(gòu)中與多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面相平行的面為投影面。3〕選擇適當(dāng)?shù)谋壤撸L制出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。第12頁(yè)，共37頁(yè)。鄂式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第13頁(yè)，共37頁(yè)。牛頭刨床的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第14頁(yè)，共37頁(yè)。第15頁(yè)，共37頁(yè)。唧筒機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)柱塞泵第16頁(yè)，共37頁(yè)?？p紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)模型第17頁(yè)，共37頁(yè)?！?-3平面機(jī)構(gòu)的自由度一、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式一個(gè)不受任何約束的構(gòu)件在平面運(yùn)動(dòng)中有三個(gè)自由度具有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的平面機(jī)構(gòu)，假設(shè)各構(gòu)件之間共構(gòu)成PL個(gè)低副和PH個(gè)高副，那么它們共引了(2PL+PH)個(gè)約束，機(jī)構(gòu)的自由度F顯然為:(2-1)這就是平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式，也稱(chēng)為平面機(jī)構(gòu)構(gòu)造公式。第18頁(yè)，共37頁(yè)。二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目和機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的數(shù)目與機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)有著密切的關(guān)系：1)假設(shè)機(jī)構(gòu)自由度Ｆ≤０，那么機(jī)構(gòu)不能動(dòng)；2)假設(shè)Ｆ>０且與原動(dòng)件數(shù)相等，那么機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是確定的；這就是機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。3)假設(shè)Ｆ>0，而原動(dòng)件數(shù)<F，那么構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)是不確定的4〕假設(shè)Ｆ>０，而原動(dòng)件數(shù)>F，那么構(gòu)件間不能運(yùn)動(dòng)或產(chǎn)生破壞第19頁(yè)，共37頁(yè)。鋸床機(jī)構(gòu)F=3n-2PL-PH3*7-2*6=9？3*7-2*10=1錯(cuò)誤計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度第20頁(yè)，共37頁(yè)。復(fù)合鉸鏈由兩個(gè)以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成的重合轉(zhuǎn)動(dòng)副稱(chēng)為復(fù)合鉸鏈。由m個(gè)構(gòu)件聚集而成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)當(dāng)包含〔m-1〕個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。第21頁(yè)，共37頁(yè)。F=3n-2PL-PH=3*3-2*(2+1)-1=2F=3n-2PL-PH=3*2-2*2-1=1錯(cuò)誤正確第22頁(yè)，共37頁(yè)。2局部自由度

對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度稱(chēng)為局部自由度。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)當(dāng)舍棄不計(jì)。如凸輪機(jī)構(gòu)中的滾子帶來(lái)一個(gè)局部自由度第23頁(yè)，共37頁(yè)。3虛約束不起獨(dú)立限制作用的約束稱(chēng)為虛約束。如下圖的平行四邊形機(jī)構(gòu)中，加上一個(gè)構(gòu)件5，便形成具有一個(gè)虛約束的平行四邊形機(jī)構(gòu)。第24頁(yè)，共37頁(yè)。常見(jiàn)的虛約束有以下幾種情況1)當(dāng)兩構(gòu)件組成多個(gè)移動(dòng)副，且其導(dǎo)路互相平行或重合時(shí)，那么只有一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，其余都是虛約束.2)當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，且軸線互相重合時(shí)，那么只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起作用，其余轉(zhuǎn)動(dòng)副都是虛約束。第25頁(yè)，共37頁(yè)。3)如果機(jī)構(gòu)中兩活動(dòng)構(gòu)件上某兩點(diǎn)的距離始終保持不變，此時(shí)假設(shè)用具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的附加構(gòu)件來(lái)連接這兩個(gè)點(diǎn)，那么將會(huì)引入一個(gè)虛約束。4)機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)起重復(fù)限制作用的對(duì)稱(chēng)局部也往往會(huì)引入虛約束。如下圖的行星輪系具有兩個(gè)虛約束第26頁(yè)，共37頁(yè)。計(jì)算自由度F=3n-2PL-PH=3*7-2*9-1=2C：復(fù)合鉸鏈E：虛約束滾子為局部自由度

第27頁(yè)，共37頁(yè)。沖壓機(jī)構(gòu)12345678910F=3n-2PL-PH=3*9-2*12-2=1第28頁(yè)，共37頁(yè)。F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1C:復(fù)合鉸鏈E：虛約束滾子為局部自由度第29頁(yè)，共37頁(yè)。推土機(jī)機(jī)構(gòu)F=3*5-2*7=1第30頁(yè)，共37頁(yè)。鋸木機(jī)機(jī)構(gòu)F=3*8-2*11-1=1第31頁(yè)，共37頁(yè)。平爐渣口堵塞機(jī)構(gòu)F=3*6-2*8-1=1第32頁(yè)，共37頁(yè)。測(cè)量?jī)x表機(jī)構(gòu)F=3*6-2*8-1=1第33頁(yè)，共37頁(yè)。縫紉機(jī)送布機(jī)構(gòu)F=3*4-2*4-2=2第34頁(yè)，共37頁(yè)。