机械传动系统的运动分析VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页第4单元学时数：学时教学目的与要求：理解运动链的可动性及运动确定性的条件；能正确计算平面机构的自由度。教学重点与难点：重点：平面机构自由度的计算难点：自由度计算时应注意的特殊结构教学手段与方式：课堂讲授，教学内容：第一章机械传动系统的运动分析第三节平面机构的自由度一、平面机构自由度的计算二、机构具有确定运动的条件三、计算平面机构的自由度时应注意的特殊结构第四节机械传动系统的运动分析实例第一章机械传动系统的运动分析第三节平面机构的自由度一、平面机构自由度的计算1．平面机构自由度机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。构件的自由度第2页共7页第1页共7页S31231234θ1123编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页两构件用运动副联接后，彼此的相对运动受到某些约束。低副引入两个约束！（图形见课件）高副引入一个约束！（图形见课件）2．机构自由度计算的一般公式F＝3n－2PL－PHn—活动构件数；PL—低副数；PH—高副数例1：计算曲柄滑块机构的自由度（动画见课件）解：活动构件数n=3低副数PL=4高副数PH=0F＝3n－2PL－PH＝3×3－2×4＝1例2：计算五杆铰链机构的自由度解：活动构件数n＝4低副数PL＝5F＝3n－2PL－PH＝3×4－2×5＝2例3：计算图示凸轮机构的自由度（动画见课件）解：活动构件数n＝2低副数PL＝2高副数PH＝1F＝3n－2PL－PH＝3×2－2×2－1×1＝1第3页共7页第2页共7页ABC321ABC321213233F112223F编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共7页F=3×2–2×3=0(桁架)F=3×3–2×5=-1(超静定桁架)二、机构具有确定运动的条件1．机构自由度数F≥1。2．原动件数目等于机构自由度数F。三、计算平面机构的自由度时应注意的特殊结构1．复合铰链两个以上的构件在同一处以转动副相联。计算：m个构件，有m－1转动副。例：计算图示圆盘锯机构的自由度解：活动构件数n=7低副数PL=10F＝3n－2PL－PH＝3×7－2×10－0＝12．局部自由度机构中与机构的输出运动无关的自由度称局部自由度。事实上，两个机构的运动相同，且F=1（动画见课件）计算时去掉滚子和铰链，滚子的作用：滑动摩擦滚动摩擦。3．虚约束（1）定义312123两个低副312123两个低副第4页共7页第3页共7页ABC1234x1x2C2ABDFE3415AB编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共7页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。（2）处理办法将具有虚约束运动副的构件连同它所带入的与机构运动无关的运动副一并不计。（3）常见的虚约束①机构中某两构件用转动副相联的联结点，在未组成运动副之前，其各自的轨迹已重合为一，则此联结带入的约束为虚约束。（动画见课件）虚约束一虚约束二②两构件组成的若干个导路中心线互相平行或重合的移动副。③两构件组成若干个轴线互相重合的转动副。④在机构整个运动过程中，如果其中某两构件上两点之间的距离始终不变，则联接此两点的两个转动副和一个构件形成的约束为虚约束。⑤机构中对运动不起作用的自由度F＝-1的对称部分存在虚约束。第5页共7页第4页共7页Wn1n1n2n2A’AAA’n1n1n2CDABGFoEE’CDABGFo编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共7页行星轮（动画见课件）⑥两构件构成高副，两处接触，且法线重合。如等宽凸轮注意：法线不重合时，变成实际约束！注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的!虚约束的作用：改善构件的受力情况，如多个行星轮；增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨；使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。例：计算图示大筛机构的自由度。复合铰链：位置C，2个低副局部自由度1个虚约束En=7PL=9PH=1F＝3n－2PL－PH＝3×7－2×9－1＝2第四节机械传动系统的运动分析实例实例1：电动玩具马主体运动机构运动分析：电动玩具马主体运动机构，模仿马飞奔前进的运动形态。它由曲柄摇块机构（1、2、3、4）中的导杆2的第6页共7页第5页共7页编号：...