平面机构的结构分析优秀课件.ppt

版权所有，同学自用，勿给他人Principle of Mechanics 平面机构的结构分析优秀课件2-4 平面机构自由度 本节是本章的重点和难点一、平面机构自由度的概念和计算公式： 、概念： 平面机构自由度： 我们把机构相对于机架所具有的独立运动的数目，称为平面机构的自由度 显然机构自由度的多少与组成机构的构件总数目n、运动副的类型和数目有关平面机构的结构分析优秀课件、平面机构自由度的计算公式111、假设机构共有K个构件： 例如：右图的四杆机构共有几个构件？ K4个2、计算机构的活动构件数n： 就是除了机构外的所有构件因为一个机构只有一个机架，所以活动构件数 nK1 例题： n41平面机构的结构分析优秀课件则机构自由度F的计算公式为： 活动构件数假设n个活动构件均为自由构件， 即未用运动副联接时机构低副总个数 一个低副引入两个约束，机构高副总个数 一个高副引入一个约束，平面机构的结构分析优秀课件例题：计算四杆机构的自由度 如右图：四杆机构的活动构件数n3 低副 PL？ PL4 高副PH0 代入自由度计算公式得：11即四杆机构只有一个自由度 即：只要知道其中一个构件的运动，其它两个构件的运动就确定了。

平面机构的结构分析优秀课件二、机构具有确定运动的条件 机构具有确定运动的条件，也就是运动链成为机构的条件 并不是所有机构都有确定运动 机构具有确定运动是有条件的，它与机构的自由度和原动件数目两个因数有关平面机构的结构分析优秀课件下面讨论机构具有确定运动的条件： 1、当机构的自由度 F 0时：1机构蜕化为刚性桁架，即不能产生相对运动例1：三角架的自由度F：例题2：下图的自由度F为： 故F 0时，机构已成为超静定桁架，构件间不能产生相对运动平面机构的结构分析优秀课件2、当原动件数目 F（机构自由度）时：机构运动不确定例题： 五杆机构的自由度F为：而原动件数目1 F2故机构没有确定的运动，从动件的运动不能完全确定为什么？进入课件：CH1运动链成为机构的条件1.3.2条件平面机构的结构分析优秀课件3、当原动件数F（运动链自由度）时：例题3：四杆机构 自由度F33241 如果同时以杆2和杆4作为 原动件，运动链必将破坏，故也不能成为机构机构薄弱环节将遭到破坏，也不能成为机构11234平面机构的结构分析优秀课件4、机构具有确定运动的条件有两个： 机构相对于机架的自由度 F0且原动件数目F（机构的自由度）平面机构的结构分析优秀课件小结： 综上所述可以得出以下结论： 、当F0时：机构将成为刚性桁架， 构件之间不能产生相对运动。

当F0时：、原动件数F：机构将遭到破坏、原动件数F：机构没有确定的运动，从动件在乱动、原动件数F 时：机构才具有确定的运动平面机构的结构分析优秀课件三、计算机构自由度时应注意的事项：计算机构自由度时，应注意三种特殊问题： 复合铰链、局部自由度和虚约束1、复合铰链： 概念： 3个构件在同一处（轴线） 以转动副相联接，所构成的运动副，称为复合铰链平面机构的结构分析优秀课件 轴线与1构件固结 2、3杆绕轴线转动 共两个转动副231 123复合铰链结构图： 显然由K个构件交汇在一起的复合铰链含有的转动副数目为：计算公式：如上图有三个构件交汇在一起， 含有2个转动副K1个231平面机构的结构分析优秀课件例题1 两个滑块通过转动副相联接：共有：两个移动副和一个转动副是复合铰链吗？ 因为2、3构件只构成一个转动副，故不构成复合铰链1234平面机构的结构分析优秀课件例题112345 存在复合铰链吗？ 2、3、5三个构件组成两个转动副故2、3、5构成复合铰链. 如果增加一个构件 5 则：平面机构的结构分析优秀课件例题2 1.3运动链成为机构的条件 1.3.3注意的问题 复合铰链平面机构的结构分析优秀课件例题3 ：计算机构自由度解：有无复合铰链?C处有：BC杆与两个滑块组成复合铰链。

活动构件数 n7低副数PLF3721001 64 10高副数PH0因为机构原动件数F1故机构有确定的运动平面机构的结构分析优秀课件2、局部自由度 滚子凸轮动画： 1.3运动链成为机构的条件 1.3.3注意的问题 局部自由度平面机构的结构分析优秀课件2、局部自由度凸轮1从动件3机架4 局部自由度的概念： 我们把机构中与输出构件运动无关的自由度称为局部自由度局部自由度发生的场合：、滚子、滚动轴承的滚珠滚动轴承动画凸轮1滚子2从动件3机架4平面机构的结构分析优秀课件凸轮1滚子2从动件3机架4存在局部自由度时，计算机构自由度的方法： 首先找出局部自由度的构件凸轮1从动件3机架4 然后将滚子与从动件焊死成为一个构件最后再计算机构的自由度F322211平面机构的结构分析优秀课件3、虚约束 概念：我们把对机构运动不起限制作用的重复的、多余的约束，称为虚约束 简言之，虚约束就是重复的、多余的约束进入虚约束：1.3运动链成为机构的条件 1.3.3虚约束平面机构的结构分析优秀课件平面机构的结构分析优秀课件平面机构的结构分析优秀课件只算一个高副平面机构的结构分析优秀课件平面机构的结构分析优秀课件滑块4是多余的平面机构的结构分析优秀课件应去掉一个齿轮平面机构的结构分析优秀课件例题3A计算如下图所示机构的自由度F解： 1、首先找出机构中的复合链接、局部自由度和虚约束。

虚约束局部自由度虚约束有复合链接吗？平面机构的结构分析优秀课件例题3A计算如下图所示机构的自由度F虚约束2、计算机构自由度F：PLPH活动构件数n4F34251151去掉一个虚约束，焊死滚子：平面机构的结构分析优秀课件例题4、计算如下图所示机构的自由度F 解：1、找出复合铰链、局部自由度和虚约束2、计算机构自由度：局部自由度虚约束，只算一个高副拔叉复合链接93（移动副）12虚约束PHnF3921221偏心轮9PL2平面机构的结构分析优秀课件例题5、计算大筛机构的自由度CH11.3运动链成为机构的条件 1.3.3条件注意的问题综合例子平面机构的结构分析优秀课件 P14例题2-5 P16例题2-6自学平面机构的结构分析优秀课件第二章 作业 P20 29; 210; 213; 214; 217; 218;补充作业见下页平面机构的结构分析优秀课件补充作业A判断如下图所示运动链是否为机构，如果不是应怎样改进才能为机构（要求：不得改变原动件和输出构件）？BCDEF平面机构的结构分析优秀课件。