《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-平面機(jī)構(gòu)自由度和速度分析.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-平面機(jī)構(gòu)自由度和速度分析.ppt（27頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 退 出 下一頁(yè) 退 出 總目錄 天馬行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 退 出 下一頁(yè) 平面機(jī)構(gòu)： 所有構(gòu)件在同一平面或相 互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。 構(gòu)件： 機(jī)器中每一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元。 它包括： 1. 原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的活動(dòng)構(gòu)件。 2. 從動(dòng)件隨原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的其余活動(dòng)構(gòu)件。 3. 固定件 (機(jī)架 )支持運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的構(gòu)件。 構(gòu)件的自由度： 構(gòu)件的自由運(yùn)動(dòng)。 分目錄 上一頁(yè) 單擊 ... 退 出 下一頁(yè) 運(yùn)動(dòng)副： 兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一
2、定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)結(jié) 轉(zhuǎn)動(dòng)副 移動(dòng)副 凸輪副 平面運(yùn)動(dòng)副 低副 面接觸 （轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副） 高副 線接觸（凸輪副、齒輪副 ) 單擊 單擊 單擊 分目錄 上一頁(yè) 退 出 下一頁(yè) 結(jié)論 ： 平面低副具有兩個(gè)約束， 平面高副具有一個(gè)約束。 球 面 副 螺 旋 副 齒輪副 凸輪副 單擊 分目錄 上一頁(yè) 單擊 天馬行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 退 出 下一頁(yè) 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖： 用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)來(lái)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按比例 定出各運(yùn)動(dòng)副的位置。這種說(shuō)明機(jī)構(gòu)各機(jī)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)
3、系的簡(jiǎn)單圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 運(yùn) 動(dòng) 副 表 示 方 法 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) 運(yùn) 動(dòng) 副 和 構(gòu) 件 表 示 方 法 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) 步驟： 1. 分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，弄清構(gòu)件數(shù)目 ; 2. 判定運(yùn)動(dòng)副的類型 ; 按相對(duì)運(yùn)動(dòng)，接觸情況 3. 表達(dá)運(yùn)動(dòng)副，三選： 選視圖、選比例、選位置 4. 表達(dá)構(gòu)件 連運(yùn)動(dòng)副 5. 構(gòu)件編號(hào)，運(yùn)動(dòng)副注字母 , 原動(dòng) 件標(biāo)箭頭。 ）圖示構(gòu)件長(zhǎng)度（ ）實(shí)際構(gòu)件長(zhǎng)度（比例 mm m l 牛 頭 刨 床 牛 頭 刨 床 主 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 單擊 上一頁(yè) 分目錄 單擊 退
4、 出 下一頁(yè) 牛頭刨床結(jié)構(gòu)示意圖 牛頭刨床運(yùn)動(dòng)圖 上一頁(yè) 分目錄 天馬行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 退 出 下一頁(yè) 1. 機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式： 設(shè)機(jī)構(gòu)有 N個(gè)構(gòu)件， N-1=n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，用 PL個(gè)低副， PH個(gè)高副聯(lián)接后 ， 機(jī)構(gòu)有 3n個(gè)自由度，受到（ 2PL+PH）個(gè)約束，則： 機(jī)構(gòu)自由度： 1)(2 23 HL PPnF 2. 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件： 機(jī)構(gòu)的自由度 機(jī)構(gòu)所具有的 獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。 通常，每個(gè)原動(dòng)件 只具有一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，因此，機(jī)構(gòu)自由度 必定與原動(dòng)件的數(shù)目相等
5、。 牛頭刨床的原動(dòng)件為電動(dòng)機(jī) 單擊 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) 例 2-2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) ： n ， L， H （應(yīng)有一個(gè)原動(dòng)件，構(gòu)件 1為原動(dòng)件， 機(jī)構(gòu)有確立的運(yùn)動(dòng)。給出一個(gè)參變量 1， 構(gòu)件 2、 3便有一個(gè)相應(yīng)位置） 例 2- 三桿機(jī)構(gòu) ： n ， L， H （機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)） 鉸 鏈 四 桿 機(jī) 構(gòu) 三 桿 機(jī) 構(gòu) 上一頁(yè) 分目錄 A B C 退 出 下一頁(yè) 例 2- 鉸鏈五桿機(jī)構(gòu) ： n ， L， H 構(gòu)件為原動(dòng)件，處于 AB位置時(shí)， 構(gòu)件 2、 3、
6、 4可處于 BCDE 或 BCDE， 位置不確定。當(dāng)取構(gòu)件 1、 4為原動(dòng)件時(shí)， 機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)確定。 鉸鏈五桿機(jī)構(gòu) 結(jié)論： 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是 ： 且等于原動(dòng)件 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) 1. 復(fù)合鉸鏈 兩個(gè)以上的構(gòu)件重合在一起所形成的轉(zhuǎn) 動(dòng)副。個(gè)構(gòu)件，構(gòu)成個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。 復(fù)合鉸鏈 鋸床進(jìn)給機(jī)構(gòu) 單擊 上一頁(yè) 分目錄 單擊 退 出 下一頁(yè) 例 2-5 計(jì)算圖示鋸床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的自由度。 解：此機(jī)構(gòu)、 C、 D、 F 四處均由三個(gè)構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈， 則： n， L=10， PH=0。由 2-1式： 1010273
7、23 HL PPnF 鋸 床 進(jìn) 給 機(jī) 構(gòu) 上一頁(yè) 分目錄 單擊 退 出 下一頁(yè) . 局部自由度 對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 21323323 HL PPnF 左圖： 11222323 HL PPnF 右圖： 單擊 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) . 虛約束 重復(fù)限制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的約束 中圖： 00624323 HL PPnF （錯(cuò)誤） 右圖： 00423323 HL PPnF （正確） a） 軌跡重合： 被聯(lián)結(jié)件上的軌跡和機(jī)構(gòu)上聯(lián)結(jié)點(diǎn)的軌跡 平 行 四 邊 形 機(jī) 構(gòu) 上一頁(yè) 分目錄 單擊 單擊
8、 退 出 下一頁(yè) 平 行 四 邊 形 機(jī) 構(gòu) 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) . 虛約束 b） 移動(dòng)副導(dǎo)路平行 移動(dòng)副其導(dǎo)路相互平行時(shí)，只有一個(gè) 移動(dòng)副起約束作用，其余都是虛約束。如 圖 2-20所示機(jī)構(gòu) D、 D之一為虛約束。 這時(shí)： 104233 23 HL PPnF 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) . 虛約束 (a) c） 轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合 兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副其軸線相 互重合時(shí)，只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起約束作 用，如圖 2-21 中曲軸的兩轉(zhuǎn)動(dòng)副 A 、 B之一為虛約束，去掉一個(gè)后： 101213 F 單擊
9、A B 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) . 虛約束 d） 機(jī)構(gòu)中存在對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分 1213233 F 在圖 2-22 行星輪系中的行星輪 2 、 2 為虛約束，去掉后： 行 星 輪 系 上一頁(yè) 分目錄 單擊 退 出 下一頁(yè) 例 2-6 計(jì)算大篩機(jī)構(gòu)的自由度 ,并判斷機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是否確定 。 解： 由左圖可知滾子具有局部自由度，處為復(fù)合鉸鏈， 、 G之一為虛約束。按右圖分析。 則： F=3 7-2 9-1=2 因原動(dòng)件數(shù)，所以該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是確定的。 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) 速度瞬心及個(gè)數(shù)
10、 速度瞬心 : 相對(duì)作平面運(yùn)動(dòng)的 兩構(gòu)件上瞬時(shí)相對(duì)速度等于零或絕 對(duì)速度相等的點(diǎn)（即等速重合點(diǎn)） 稱為速度瞬心。絕對(duì)速度等于零的瞬心稱絕對(duì)瞬心， 否則稱相對(duì)瞬心。瞬心用 Pij表示。 機(jī)構(gòu)有 N 個(gè)構(gòu)件，由排列組合的知識(shí)知，瞬心的個(gè)數(shù)為： K=N ( N 1 ) / 2 P12 A2 (A1) B2(B1) 21 12AAv 12BBv 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) 1.成副兩構(gòu)件的瞬心 a.當(dāng)兩構(gòu)件直接相聯(lián)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副 , 轉(zhuǎn)動(dòng)中心即為兩構(gòu)件的瞬心 P12。 b.當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成移動(dòng)副時(shí)，瞬心 P12 必在垂直導(dǎo)路方向上的無(wú)窮遠(yuǎn)處。 c. 兩構(gòu)
11、件以平面高副相聯(lián)接時(shí)，當(dāng) 兩構(gòu)件作純滾動(dòng)時(shí)，接觸點(diǎn) M 即為瞬心 P12； 若兩構(gòu)件在接觸高副處即作滑動(dòng)， 又作滾動(dòng)，則瞬心 P12必位于過(guò)接觸點(diǎn)的 公法線 nn 上。 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) 2.不 成副兩構(gòu)件的瞬心 三心定理 ： 三個(gè)彼此作平面平行運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的三 個(gè)瞬心必位于同一直線上。 證明：如圖三個(gè)構(gòu)件瞬心個(gè)數(shù) K= 3 ( 3 1 ) / 2= 3 若三個(gè)構(gòu)件的三個(gè)瞬心不在 同一直線上， 1、 2構(gòu)件上 k 點(diǎn)的 速度 vK1 、 vK2方向不同，所以三 個(gè)構(gòu)件的三個(gè)瞬心必在同一直線 上。 上一頁(yè) 分目錄 退
12、 出 下一頁(yè) 例 1 全鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。已知， 1桿角速度 1， 求 3桿角速度 3。 解 : 1.選比例 l，畫位置圖 2.求出各個(gè)瞬心 K= 4 (4 - 1) / 2 = 6 3.求角速度 3 由瞬心定義可知 P13為構(gòu)件 1 和 2 的等速重合點(diǎn)，則有 1P13P14 l = 3P34P13l 3= 1P13P14 / P34P13 1/3=P34P13/ P14P13 傳動(dòng)比 3.瞬心法求速度 上一頁(yè) 分目錄 P13 P12 P34 P23 P24 1 2 3 4 1 P14 退 出 下一頁(yè)
13、 例 2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 已知：各構(gòu)件尺寸，曲 柄角速度 1， 求滑塊速度 v3。 解： 瞬心個(gè)數(shù) K= 4 (4 - 1) / 2 = 6 求出各個(gè)瞬心如圖。 V3 = VP13 = 1P13P14 l 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) 例 3 凸輪機(jī)構(gòu) 已知：各構(gòu)件尺寸，凸輪 角速度 1， 求推桿速度 V2。 解： 瞬心個(gè)數(shù) K= 3 (3 - 1) / 2 = 3 求出各個(gè)瞬心如圖。 V2 = VP12 = 1P13P12l 上一頁(yè) 分目錄 退 出 下一頁(yè) 上一頁(yè) 分目錄
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