平面机构的自由度计算.ppt

章平面机构的自由度计算§2－1运动副及其分类构件－独立的运动单元运动副元素：两构件直接接触而构成运动副的点、线、面部分。例如：轴与轴承间构成运动副，轴的外圆柱面与轴承内孔为运动副元素。凸轮与滚子间构成运动副，凸轮与滚子接触部分为运动副元素。b)活动铰链转动副固定铰链和活动铰链模型(2)移动副：只允许两构件作相对移动。移动副模型2.高副：两构件以点或线接触而构成的运动副。齿轮副高副模型（二）空间运动副§2.2平面机构的运动简图二、平面机构运动简图的绘制2.转动副3.移动副4.平面高副机架两个活动构件联接两副构件(一个构件和两个外副)两副构件(一个构件和两个外副)偏心轮三副构件(一个构件和三个外副)三副构件(一个构件和三个外副)2023/5/24JJ3210022023/5/24JJ321002原动机2023/5/24JJ3210022023/5/24JJ321002（二）绘机构运动简图的步骤注意：要明确三类构件例2-1试绘制内燃机的机构运动简图气缸体1内燃机工作原理内燃机工作原理2023/5/24JJ3210022023/5/24JJ321002●1.自由度：构件所具有的这种独立运动的数目称为构件的自由度。一个作平面运动的构件可以做沿轴x、轴y和绕垂直于xoy平面的轴的转动。这个自由构件有三个独立运动的可能性。所以一个作平面运动的自由构件有三个自由度。2.约束但当这些构件之间以一定的方式联接起来成为构件系统时，各个构件不再是自由构件。两相互接触的构件间只能作一定的相对运动，自由度减少。这种对构件独立运动所施加的限制称为约束。如图3-9所示，约束了沿X、Y轴移动的自由度，只保留一个转动的自由度。如图3-8所示，约束了沿Y轴方向的移动和在平面内转动两个自由度，只保留沿X轴方向移动的自由度。结论:自由度计算公式计算曲柄滑块机构的自由度。1）四杆机构：要使所设计的运动链成为机构，组成运动链的各构件之间必须具有确定的相对运动。不能产生运动或作无规则运动的运动链均不能成为机构。如图(a)所示的平面三构件运动链，其自由度图(b)所示的平面四构件运动链，其自由度计算实例解：n＝3，PL＝4，PH＝0，则F＝3n－2PL－PH＝3x3－2x4－0＝1解：n＝4，PL＝5，PH＝1，则F＝3n－2PL－PH＝3x4－2x5－1＝1F=3n-2PL-PH=3*7-2*8-4=1二、自由度计算时应注意的几种情况惯性筛机构计算图示锯床进给机构的自由度。解：此机构Ｂ、C、D、A四处均由三个构件组成复合铰链，则：n＝７，ＰL=10，PH=0。B典型例子：滚子的转动自由度并不影响整个机构的运动，属局部自由度。除去局部自由度，把滚子和从动件看作一个构件。n=4,Pl=6,Ph=0虚约束常见情况及处理n=3,Pl=4,Ph=0F=3×3-2×4–0=1n=3,Pl=4,Ph=0F=3×3-2×4–0=12）两构件形成多个具有相同作用的运动副。如图所示机构D、D′之一为虚约束。这时：F=3n-2PL-PH=3x1-2x1=1(2)两构件组成多个转动副，且轴线重合，只有一个转动副起约束作用，其余为约束。(3)两构件组成多处接触点公法线重合的高副，只考虑一处高副。F=3n-2PL-PH=3x2-2x2-1=1◆处理方法：计算中应将对称部分除去不计。F=3n-2PL-PH=3x3-2x3-2=1虚约束对机构的影响2023/5/24JJ321002三、平面机构具有确定相对运动的条件从动件位置不确定。原动件数=F>0，运动确定结论：例题：图示为一简易冲床的设计图。试分析设计方案是否合理。如不合理，则绘出修改后的机构运动简图。1、机构中原动件的数目小于机构的自由度数时，则此机构()。A.具有确定的相对运动B.只能作有限的相对运动C.运动不能确定D.不能运动2、平面机构中若引入一个高副将带入()个约束，而引入一个低副将带入()个约束。约束数与自由度数的关系是()。3、两个做平面平行运动的构件之间为()接触的运动副称为低副；而为()或()接触的运动副称为高副。4、机构具有确定运动的条件是什么？5、机构运动简图有什么作用？如何绘制机构运动简图？6、何谓构件自由度和运动副的约束？7、在计算机构的自由度时，要注意哪些事项？