《機械設計基礎-平面機構(gòu)自由度和速度分析.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《機械設計基礎-平面機構(gòu)自由度和速度分析.ppt（27頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 退 出 下一頁 退 出 總目錄 天馬行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 退 出 下一頁 平面機構(gòu)： 所有構(gòu)件在同一平面或相 互平行的平面內(nèi)運動的機構(gòu)。 構(gòu)件： 機器中每一個獨立的運動單元。 它包括： 1. 原動件運動規(guī)律已知的活動構(gòu)件。 2. 從動件隨原動件運動的其余活動構(gòu)件。 3. 固定件 (機架 )支持運動構(gòu)件的構(gòu)件。 構(gòu)件的自由度： 構(gòu)件的自由運動。 分目錄 上一頁 單擊 ... 退 出 下一頁 運動副： 兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一
2、定相對運動的聯(lián)結(jié) 轉(zhuǎn)動副 移動副 凸輪副 平面運動副 低副 面接觸 （轉(zhuǎn)動副、移動副） 高副 線接觸（凸輪副、齒輪副 ) 單擊 單擊 單擊 分目錄 上一頁 退 出 下一頁 結(jié)論 ： 平面低副具有兩個約束， 平面高副具有一個約束。 球 面 副 螺 旋 副 齒輪副 凸輪副 單擊 分目錄 上一頁 單擊 天馬行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 退 出 下一頁 平面機構(gòu)運動簡圖： 用簡單的線條和符號來表示構(gòu)件和運動副，并按比例 定出各運動副的位置。這種說明機構(gòu)各機件間相對運動關
3、系的簡單圖形稱為機構(gòu)運動簡圖。 運 動 副 表 示 方 法 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 運 動 副 和 構(gòu) 件 表 示 方 法 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 步驟： 1. 分析機構(gòu)運動，弄清構(gòu)件數(shù)目 ; 2. 判定運動副的類型 ; 按相對運動，接觸情況 3. 表達運動副，三選： 選視圖、選比例、選位置 4. 表達構(gòu)件 連運動副 5. 構(gòu)件編號，運動副注字母 , 原動 件標箭頭。 ）圖示構(gòu)件長度（ ）實際構(gòu)件長度（比例 mm m l 牛 頭 刨 床 牛 頭 刨 床 主 運 動 機 構(gòu) 單擊 上一頁 分目錄 單擊 退
4、 出 下一頁 牛頭刨床結(jié)構(gòu)示意圖 牛頭刨床運動圖 上一頁 分目錄 天馬行空官方博客： ； QQ:1318241189； QQ群： 175569632 退 出 下一頁 1. 機構(gòu)的自由度計算公式： 設機構(gòu)有 N個構(gòu)件， N-1=n個活動構(gòu)件，用 PL個低副， PH個高副聯(lián)接后 ， 機構(gòu)有 3n個自由度，受到（ 2PL+PH）個約束，則： 機構(gòu)自由度： 1)(2 23 HL PPnF 2. 機構(gòu)具有確定運動的條件： 機構(gòu)的自由度 機構(gòu)所具有的 獨立運動的數(shù)目。 通常，每個原動件 只具有一個獨立運動，因此，機構(gòu)自由度 必定與原動件的數(shù)目相等
5、。 牛頭刨床的原動件為電動機 單擊 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 例 2-2 鉸鏈四桿機構(gòu) ： n ， L， H （應有一個原動件，構(gòu)件 1為原動件， 機構(gòu)有確立的運動。給出一個參變量 1， 構(gòu)件 2、 3便有一個相應位置） 例 2- 三桿機構(gòu) ： n ， L， H （機構(gòu)不能運動） 鉸 鏈 四 桿 機 構(gòu) 三 桿 機 構(gòu) 上一頁 分目錄 A B C 退 出 下一頁 例 2- 鉸鏈五桿機構(gòu) ： n ， L， H 構(gòu)件為原動件，處于 AB位置時， 構(gòu)件 2、 3、
6、 4可處于 BCDE 或 BCDE， 位置不確定。當取構(gòu)件 1、 4為原動件時， 機構(gòu)各構(gòu)件的運動確定。 鉸鏈五桿機構(gòu) 結(jié)論： 機構(gòu)具有確定運動的條件是 ： 且等于原動件 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 1. 復合鉸鏈 兩個以上的構(gòu)件重合在一起所形成的轉(zhuǎn) 動副。個構(gòu)件，構(gòu)成個轉(zhuǎn)動副。 復合鉸鏈 鋸床進給機構(gòu) 單擊 上一頁 分目錄 單擊 退 出 下一頁 例 2-5 計算圖示鋸床進給機構(gòu)的自由度。 解：此機構(gòu)、 C、 D、 F 四處均由三個構(gòu)件組成復合鉸鏈， 則： n， L=10， PH=0。由 2-1式： 1010273
7、23 HL PPnF 鋸 床 進 給 機 構(gòu) 上一頁 分目錄 單擊 退 出 下一頁 . 局部自由度 對整個機構(gòu)運動無關的自由度 凸 輪 機 構(gòu) 21323323 HL PPnF 左圖： 11222323 HL PPnF 右圖： 單擊 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 . 虛約束 重復限制機構(gòu)運動的約束 中圖： 00624323 HL PPnF （錯誤） 右圖： 00423323 HL PPnF （正確） a） 軌跡重合： 被聯(lián)結(jié)件上的軌跡和機構(gòu)上聯(lián)結(jié)點的軌跡 平 行 四 邊 形 機 構(gòu) 上一頁 分目錄 單擊 單擊
8、 退 出 下一頁 平 行 四 邊 形 機 構(gòu) 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 . 虛約束 b） 移動副導路平行 移動副其導路相互平行時，只有一個 移動副起約束作用，其余都是虛約束。如 圖 2-20所示機構(gòu) D、 D之一為虛約束。 這時： 104233 23 HL PPnF 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 . 虛約束 (a) c） 轉(zhuǎn)動副軸線重合 兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副其軸線相 互重合時，只有一個轉(zhuǎn)動副起約束作 用，如圖 2-21 中曲軸的兩轉(zhuǎn)動副 A 、 B之一為虛約束，去掉一個后： 101213 F 單擊
9、A B 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 . 虛約束 d） 機構(gòu)中存在對運動不起作用的對稱部分 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 分目錄 單擊 退 出 下一頁 例 2-6 計算大篩機構(gòu)的自由度 ,并判斷機構(gòu)運動是否確定 。 解： 由左圖可知滾子具有局部自由度，處為復合鉸鏈， 、 G之一為虛約束。按右圖分析。 則： F=3 7-2 9-1=2 因原動件數(shù)，所以該機構(gòu)運動是確定的。 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 速度瞬心及個數(shù)
10、 速度瞬心 : 相對作平面運動的 兩構(gòu)件上瞬時相對速度等于零或絕 對速度相等的點（即等速重合點） 稱為速度瞬心。絕對速度等于零的瞬心稱絕對瞬心， 否則稱相對瞬心。瞬心用 Pij表示。 機構(gòu)有 N 個構(gòu)件，由排列組合的知識知，瞬心的個數(shù)為： K=N ( N 1 ) / 2 P12 A2 (A1) B2(B1) 21 12AAv 12BBv 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 1.成副兩構(gòu)件的瞬心 a.當兩構(gòu)件直接相聯(lián)構(gòu)成轉(zhuǎn)動副 , 轉(zhuǎn)動中心即為兩構(gòu)件的瞬心 P12。 b.當兩構(gòu)件構(gòu)成移動副時，瞬心 P12 必在垂直導路方向上的無窮遠處。 c. 兩構(gòu)
11、件以平面高副相聯(lián)接時，當 兩構(gòu)件作純滾動時，接觸點 M 即為瞬心 P12； 若兩構(gòu)件在接觸高副處即作滑動， 又作滾動，則瞬心 P12必位于過接觸點的 公法線 nn 上。 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 2.不 成副兩構(gòu)件的瞬心 三心定理 ： 三個彼此作平面平行運動的構(gòu)件的三 個瞬心必位于同一直線上。 證明：如圖三個構(gòu)件瞬心個數(shù) K= 3 ( 3 1 ) / 2= 3 若三個構(gòu)件的三個瞬心不在 同一直線上， 1、 2構(gòu)件上 k 點的 速度 vK1 、 vK2方向不同，所以三 個構(gòu)件的三個瞬心必在同一直線 上。 上一頁 分目錄 退
12、 出 下一頁 例 1 全鉸鏈四桿機構(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，則有 1P13P14 l = 3P34P13l 3= 1P13P14 / P34P13 1/3=P34P13/ P14P13 傳動比 3.瞬心法求速度 上一頁 分目錄 P13 P12 P34 P23 P24 1 2 3 4 1 P14 退 出 下一頁
13、 例 2 曲柄滑塊機構(gòu) 已知：各構(gòu)件尺寸，曲 柄角速度 1， 求滑塊速度 v3。 解： 瞬心個數(shù) K= 4 (4 - 1) / 2 = 6 求出各個瞬心如圖。 V3 = VP13 = 1P13P14 l 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 例 3 凸輪機構(gòu) 已知：各構(gòu)件尺寸，凸輪 角速度 1， 求推桿速度 V2。 解： 瞬心個數(shù) K= 3 (3 - 1) / 2 = 3 求出各個瞬心如圖。 V2 = VP12 = 1P13P12l 上一頁 分目錄 退 出 下一頁 上一頁 分目錄
機械設計基礎-平面機構(gòu)自由度和速度分析.ppt
