机械原理第一章 (2)优秀课件.ppt
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1、机械原理课件第一章第1页,本讲稿共53页 内容:内容:内容:内容:1 1)机构的组成)机构的组成2 2)平面机构运动简图)平面机构运动简图3 3)机构的自由度)机构的自由度4 4)机构的速度分析)机构的速度分析目的:目的:目的:目的:研究机构在何种条件下可动,具研究机构在何种条件下可动,具备何种条件时具有确定的相对运备何种条件时具有确定的相对运动。机构的瞬心求法。动。机构的瞬心求法。本章内容及目的本章内容及目的本章内容及目的本章内容及目的 第2页,本讲稿共53页1 1 1 1、构件:、构件:、构件:、构件:组成:组成:组成:组成:2 2 2 2、构件的自由度:、构件的自由度:、构件的自由度:、
2、构件的自由度:AxAyAzAXYZOS1-1 1-1 1-1 1-1 机构的组成机构的组成机构的组成机构的组成 独立运动的单元体。独立运动的单元体。由单个或多个零件刚性构成。由单个或多个零件刚性构成。构件所具有的独构件所具有的独立运动的数目。立运动的数目。AXYOyAxAS第3页,本讲稿共53页3 3 3 3、约束:、约束:、约束:、约束:4 4 4 4、运动副:、运动副:、运动副:、运动副:构件的约束数构件的约束数=构件失去的自由度构件失去的自由度对独立运动的限制。对独立运动的限制。两个构件直接接触,并能产生两个构件直接接触,并能产生一定相对运动的联接一定相对运动的联接。12XY(a)OYX
3、O12(b)nn12(c)第4页,本讲稿共53页运动副分类:运动副分类:运动副分类:运动副分类:引入引入n个约束的运动个约束的运动 副称为副称为n级副。级副。(n0F0,此机构具有的独立运动数目大于零,此机构具有的独立运动数目大于零,可动。可动。机构可动的条件为:机构可动的条件为:机构可动的条件为:机构可动的条件为:F0F0F0F0若若F=2F=2,则机构独立运动数目为,则机构独立运动数目为2 2,需要两个原动,需要两个原动 件带动,其他构件就具有确定运动。件带动,其他构件就具有确定运动。同理:若同理:若F=m,F=m,需需m m个原动件个原动件,其他构件有确定运动。其他构件有确定运动。第20
4、页,本讲稿共53页机构具有确定运动的条件为:机构具有确定运动的条件为:机构具有确定运动的条件为:机构具有确定运动的条件为:机构的自由度数机构的自由度数=机构的原动件数机构的原动件数三、平面机构自由度的计算三、平面机构自由度的计算三、平面机构自由度的计算三、平面机构自由度的计算例例1:n=3,PL=4,PH=0,DCAB4312第21页,本讲稿共53页例例2:n=4,PL=5,PH=0例例3:n=3,PL=4,PH=0DCABE43125CAB1234第22页,本讲稿共53页例例4:n=7,PL=6,PH=0显然,错误!显然,错误!四、计算平面机构自由度时应注意的事项四、计算平面机构自由度时应注
5、意的事项四、计算平面机构自由度时应注意的事项四、计算平面机构自由度时应注意的事项1 1、复合铰链复合铰链复合铰链复合铰链:两个以上的构件在同一点铰接两个以上的构件在同一点铰接,所形成的转动副称为复合铰链所形成的转动副称为复合铰链.AEDCBF12543687第23页,本讲稿共53页若有若有若有若有m m m m个构件在同一点连接,则低副数为个构件在同一点连接,则低副数为个构件在同一点连接,则低副数为个构件在同一点连接,则低副数为(m-1)(m-1)(m-1)(m-1)。注:注:注:注:“m m m m个构件个构件个构件个构件”中的构件包括机架。中的构件包括机架。中的构件包括机架。中的构件包括机
6、架。如:如:PL=2PL=32 21 13 3A A向向1 12 23 34 41 12 23 33 31 12 2第24页,本讲稿共53页再看上述例再看上述例4 4:n=7,PL=10,PH=02 2、局部自由度局部自由度局部自由度局部自由度:对整个机构的输入输出无影响的自由度。对整个机构的输入输出无影响的自由度。AEDCBF12543687第25页,本讲稿共53页n=3,PL=3,PH=1不对!不对!n=2,PL=2,PH=1若有局部自由度的地方,应将其去若有局部自由度的地方,应将其去若有局部自由度的地方,应将其去若有局部自由度的地方,应将其去掉,看作将滚子与从动件焊在一起。掉,看作将滚子
7、与从动件焊在一起。掉,看作将滚子与从动件焊在一起。掉,看作将滚子与从动件焊在一起。3 32 21 13 32 21 14 4第26页,本讲稿共53页注:只有有小滚子处,且小滚子几何中心与注:只有有小滚子处,且小滚子几何中心与转动中心重合,才是局部自由度。转动中心重合,才是局部自由度。是是不是不是3.3.虚约束虚约束虚约束虚约束:对机构的运动不起作用的约束。对机构的运动不起作用的约束。第27页,本讲稿共53页4 42 23 31 1C C C CD D D DB B B BA A A A=ABABABABCDCDCDCDn=3,PL L=4,PHH=0若加上若加上5 5杆,使杆,使n=4,PL
8、L=6,PHH=04 43 31 1C C C CD D D DB B B BA A A AE E E EF F F FABABABABCDCDCDCDEFEFEFEF2 2=第28页,本讲稿共53页若遇到机构中有虚约束时,应将虚约束去掉若遇到机构中有虚约束时,应将虚约束去掉若遇到机构中有虚约束时,应将虚约束去掉若遇到机构中有虚约束时,应将虚约束去掉。虚约束常发生的场合:虚约束常发生的场合:虚约束常发生的场合:虚约束常发生的场合:1 1 1 1)轨迹重合:)轨迹重合:)轨迹重合:)轨迹重合:要注意几何条件,有时需证明。要注意几何条件,有时需证明。n=4,PL=6,PH=0实际上机构可动,算出实
9、际上机构可动,算出F=0F=0是是因为有虚约束存在。因为有虚约束存在。B BD DC CA A4 43 32 21 1AB=BC=BDAB=BC=BDACACADAD2 2 2 24 4 4 43 3 3 31 1 1 15 5 5 5第29页,本讲稿共53页需证明当需证明当需证明当需证明当D D D D点滑块拿掉后,仍有点滑块拿掉后,仍有点滑块拿掉后,仍有点滑块拿掉后,仍有即:即:证明:证明:即:将即:将D D点滑块去掉后,点滑块去掉后,n=3,PL=4,PH=02 2 2 23 3 3 31 1 1 15 5 5 5B BD DC CA A4 43 32 21 1AB=BC=BDAB=BC
10、=BDACACADAD第30页,本讲稿共53页 2 2 2 2)、若两构件在多处接触形成移动副)、若两构件在多处接触形成移动副)、若两构件在多处接触形成移动副)、若两构件在多处接触形成移动副或转动副,且移动(转动)方向一致,或转动副,且移动(转动)方向一致,或转动副,且移动(转动)方向一致,或转动副,且移动(转动)方向一致,则只考虑一处约束,其它看作虚约束;则只考虑一处约束,其它看作虚约束;则只考虑一处约束,其它看作虚约束;则只考虑一处约束,其它看作虚约束;若两构件在多处形成高副若两构件在多处形成高副若两构件在多处形成高副若两构件在多处形成高副,也只考虑一也只考虑一也只考虑一也只考虑一处接触。
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