(精品)第2章平面机构的结构分析2.ppt

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1、F=3n-2 pl-ph2-5 机构自由度的计算机构自由度的计算分析：分析：1.平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算1个自由构件有个自由构件有3个自由度个自由度1个低副引入个低副引入2个约束个约束1个高副引入个高副引入1个约束个约束假设平面机构有假设平面机构有n个活动构件个活动构件3npl2ph+()_F=n活动构件数活动构件数 pl低副数低副数 ph高高副数副数四杆机构四杆机构五杆机构五杆机构举例：举例：F=3n 2 pl ph=33240=1F=3n 2 pl ph=34250=2机构具有确定运动的条件是：机构具有确定运动的条件是：机构原动件数机构原动件数=机构自由度数机构自由度数 复

2、合铰链复合铰链 实例分析实例分析1：计算图示直线机构自由度：计算图示直线机构自由度解：解：F=3n-2 pl ph=37-26-0=92-6 2-6 计算机构自由度应注意的事项计算机构自由度应注意的事项 两个以上构件同在一处以转动副相联接即构成复合铰链。两个以上构件同在一处以转动副相联接即构成复合铰链。m个构件以复合铰链联接所构成的转动副数为个构件以复合铰链联接所构成的转动副数为(m-1)个个解：解：F=3n-2 pl ph=37-210-0=1演示演示实例分析实例分析2：计算图示凸轮机构自由度：计算图示凸轮机构自由度解：解：F=3n-2 pl ph=33-23-1=2方法：假想构件方法：假想

3、构件2 2和和3 3焊成一体焊成一体F=3n-2 pl ph=32-22-1=1 局部自由度局部自由度2-6 2-6 计算机构自由度应注意的事项计算机构自由度应注意的事项 机构中某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运机构中某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动动,把这种局部运动的自由度称为局部自由度。数目用把这种局部运动的自由度称为局部自由度。数目用F表示表示计算机构自由度时计算机构自由度时,应将局部自由应将局部自由度除去不计。度除去不计。演示演示1把对机构运动实际上不起约束作用的约束称为虚约束。把对机构运动实际上不起约束作用的约束称为虚约束。2-6 2-6 计算机构自由度应注意

4、的事项计算机构自由度应注意的事项 虚约束虚约束注意：在计算自由度时，应将虚约束除去不计。注意：在计算自由度时，应将虚约束除去不计。去掉引起虚约束的附加构件和运动副数。去掉引起虚约束的附加构件和运动副数。去除虚约束的方法：去除虚约束的方法：我们知道约束要限制构件的独立运动，但在某些特定几何条件或结构条件下，在某些特定几何条件或结构条件下，有些运动副引入的约束对机构运动实际上起不到独立的约束作用有些运动副引入的约束对机构运动实际上起不到独立的约束作用 虚约束常出现的情况：虚约束常出现的情况：2-6 2-6 计算机构自由度应注意的事项计算机构自由度应注意的事项F=3n-2 pl ph=33-24-0

5、=1F=3n-2 pl ph=34-26-0=0 分析：分析：E3和和E5点的点的轨迹重合，引入一个虚约束轨迹重合，引入一个虚约束正确计算：正确计算：F=3n-2 pl ph=33-24-0=1演示演示即：满足即：满足特定的几何条件特定的几何条件1.轨迹重合轨迹重合机构中两构件未联接前的联接点轨迹重合机构中两构件未联接前的联接点轨迹重合,则该联接引入则该联接引入1个虚约束个虚约束F=3n-2 pl ph=34-26-0=0虚约束常出现的情况：虚约束常出现的情况：1.轨迹重合轨迹重合2-6 2-6 计算机构自由度应注意的事项计算机构自由度应注意的事项正确计算：正确计算：去掉引起虚约束的附加构件和

6、去掉引起虚约束的附加构件和运动副数。运动副数。F=3n-2 pl ph=33-24-0=1演示1演示2演示3两构件在多处构成两构件在多处构成移动副且导路互相平移动副且导路互相平行或重合。行或重合。两个构件在多处构成两个构件在多处构成转动副且各转动副的轴转动副且各转动副的轴线是重合的。线是重合的。只有一个运动副起约束只有一个运动副起约束作用作用,其它各处均为虚其它各处均为虚约束约束;2.两构件在多处接触而构成运动副两构件在多处接触而构成运动副2-6 2-6 计算机构自由度应注意的事项计算机构自由度应注意的事项演示3.若两构件在多处相接触构成平面高副，且各接触点处若两构件在多处相接触构成平面高副，

7、且各接触点处的公法线重合的公法线重合,则只能算一个平面高副。若公法线方向不则只能算一个平面高副。若公法线方向不重合，将提供各重合，将提供各2个约束。个约束。有一处为虚约束有一处为虚约束此两种情况没有虚约束此两种情况没有虚约束2-6 2-6 计算机构自由度应注意的事项计算机构自由度应注意的事项演示1 演示25.某些不影响机构运动的某些不影响机构运动的对称部分或重复部分对称部分或重复部分所引入的约束为虚约束所引入的约束为虚约束。4.机构运动过程中机构运动过程中,某某两构件上的两点之间的两构件上的两点之间的距离始终保持不变距离始终保持不变,将将此两点以构件相联此两点以构件相联,则则将带入将带入1个虚

8、约束。个虚约束。2-6 2-6 计算机构自由度应注意的事项计算机构自由度应注意的事项小结小结2-6 2-6 计算机构自由度应注意的事项计算机构自由度应注意的事项存在于转动副处存在于转动副处处理方法：复合铰链处有处理方法：复合铰链处有m个构件个构件则有则有(m-1)个转动副个转动副 复合铰链复合铰链局部自由度局部自由度有滚子之处有滚子之处处理方法：假象将滚子焊死处理方法：假象将滚子焊死 虚约束虚约束存在于特定的几何条件或结构条件下存在于特定的几何条件或结构条件下处理方法：将引起虚约束的构件和运处理方法：将引起虚约束的构件和运动副除去不计动副除去不计例题：计算图示某包装机送纸机构的自例题：计算图示

9、某包装机送纸机构的自由度，并判断该机构是否有确定运动。由度，并判断该机构是否有确定运动。解：解：n=6 pl=7 ph=3F=3n-2pl ph=36-27-13=1 C、H处为局部自由度处为局部自由度D处复合铰链处复合铰链杆杆8及转动副及转动副F、I引入引入1个个虚约束虚约束计算自由度前直接去除虚计算自由度前直接去除虚约束和局部自由度约束和局部自由度例题例题2 2：计算图示机构的自由度，如有复合铰计算图示机构的自由度，如有复合铰链、局链、局 部自由度和虚约束，需明确指出。部自由度和虚约束，需明确指出。复合铰链复合铰链解：分析解：分析局部自由度局部自由度1 1个虚约束个虚约束复合铰链复合铰链复合铰链复合铰链局部自由度局部自由度1 1个虚约束个虚约束复合铰链复合铰链例题例题2 2：计算图示机构的自由度，如有复合铰计算图示机构的自由度，如有复合铰链、局链、局 部自由度和虚约束，需明确指出。部自由度和虚约束，需明确指出。