机构自由度的计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,*,*,第,2,章 机器的组成及机构运动要素,,2.1,机器的组成及其设计方法,,,2.2,机构、构件及运动副,,,2.3,平面机构运动简图,,,2.4,平面机构自由度的计算,,活塞泵的机构运动简图,曲柄、连杆、齿扇、,,齿条活塞、机架曲柄为原动件，,,其余为从动件，,,当曲柄匀速转动时，,,活塞在汽缸中往复移动F=3n-2pL-ph=3x4-2x5-1=1,3,、,颚式破碎机,颚式破碎机简图分析,F=3n-2pl-ph=3x3-2x4=1,2.4,平面机构自由度的计算,一、机构具有确定运动的条件,,二、计算机构自由度,,三、计算机构自由度时应注意的问题,,,1,．复合铰链,,,2,．局部自由度,,,3,、虚约束,,,一、机构具有确定运动的条件,,因为一个原动件只能提供一个独立运动参数，所以，,,,机构的自由度数等于机构的原动件数，既机构有多少个自由度，就应该给机构多少个原动件。

自由度,=,原动件数,二、计算机构自由度,,（设,n,个活动构件，,P,L,个低副，,P,H,个高副）,,,F=3n-2P,L,-P,H,2.4,平面机构自由度的计算,（移动导杆机构）,3.5,F=3n-2pl-ph=3x3-2x4=1,,四杆机构的自由度计算,n=3 p,L,=4 p,h,=0,,F=3n-(2p,L,+p,h,) =1,原动件数=机构自由度,举例,2,内燃机,F=3n,—,2PL,-,PH=3X5,-,2X6,-1,X2=1,例,,二杆机构的自由度计算,n=1 p,L,=1 p,h,=0,,F=3n-(2p,L,+p,h,) =1,三杆自由度计算,n=2 p,L,=3 p,h,=0,,F=3n-(2p,L,+p,h,) =0,原动件数=机构自由度,（,F=0，,不是机构,,是刚性桁架,,）,凸轮机构自由度计算,n=2 p,L,=2 p,h,=1,,F=3n-(2p,L,+p,h,)=1,四杆机构的自由度计算,n=3 p,L,=4 p,h,=0,,F=3n-(2p,L,+p,h,) =1,原动件数=机构自由度,原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）,铰链五杆机构,n=4 p,L,=5 p,h,=0,,F=3n-(2p,L,+p,h,)=2,,五杆机构,2,个原动件,小结：,,运动链的自由度,F,与原动件数目的关系：,,自由度,F≤0,结构（不是机构）,,自由度,F,＞,0,时，,F,＜原动件数目,(,运动不相容，破坏了机构,),,F=,原动件数目（运动确定,),,,F,＞原动件数目（运动不确定,),机构具有确定运动的条件是,：,机构的自由度数等于机构的原动件数，既机构有多少个自由度，就应该给机构多少个原动件,。

三、计算机构自由度时应注意的问题,,1．复合铰链,三个或三个以上构件在同一处构成共轴线转动副的铰链，我们称为,复合铰链若有,m,个构件组成复合铰链，则,,复合铰链处的转动副数应为（,m-1）,个2,个低副,三、计算机构自由度时应注意的问题,,,,2．局部自由度,机构中某些构件具有局部的、不影响其它构件运动的自由度，同时与输出运动无关的自由度我们称为,局部自由度,滚子作用：滑动摩擦 滚动摩擦,,三、计算机构自由度时应注意的问题,,左图：,n=2,，,P,L,=2,，,P,h,＝,1,，,,F=3x2-2x2-1=1,,,如右图凸轮机构认为：,,n=3,，,P,L,=3,，,P,h,＝,1,，,,F=3x3-2x3-1=2,，是错误的2．局部自由度,对于含有局部自由度的机构在计算自由度时，不考虑局部自由度局部自由度，,“,焊死,”,处理,三、计算机构自由度时应注意的问题,,（3）虚约束：,在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束平行四边形机构,在计算机构自由度时应将虚约束去除3）虚约束：,,平行四边形机构,3,、虚约束：,虚约束经常出现在以下几种情况中：,（,1,）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合，,虚约束消除平行四边形运动不确定性,3,、虚约束：,虚约束经常出现在以下几种情况中：,（,1,）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合，,（,2,）两构件某两点间的距离始终不变，将此两点用构件和运动副连接会带进虚约束。

n=3 p,L,=4 p,h,=0,,F=3n-(2p,l,+p,h,)=1,3,、虚约束：,虚约束经常出现在以下几种情况中：,（,1,）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合，,（,2,）两构件某两点间的距离始终不变，将此两点用构件和运动副连接会带进虚约束3,）两构件组成多个移动方向一致的运动副,虚约束经常出现在以下几种情况中：,（,1,）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合，,（,2,）两构件某两点间的距离始终不变，将此两点用构件和运动副连接会带进虚约束3,）两构件组成多个移动方向一致的运动副,,或,两构件组成多个轴线重合的移动副,（,4,）与运动无关的对称部分，如多个行星轮,虚约束改善受力,1,、雷达旋转装置,2,、和面机,F=3n-2pl-ph,,=3x3-2x4=1,F=3n-2pl-ph,,=3x3-2x4=1,举例,6,F=3n-2pl-ph,,=3x5-2x7=1,F=3n-2pl-ph,,=3x4-2x5-1=1,3.8,F=3n-2pl-ph,,=3x8-2x11-1=1,F=3n-2pl-ph,,=3x4-2x4-2=2,小结：掌握机构自由度的计算方法；,,机构具有确定运动的条件；,,基本杆组拆分的原则及方法。